一口井井身结构设计.doc

08 级 钻井技术 专业 毕业设计（论文） 题目： 一口井井身结构设计 学 号： 38 姓 名： 专 业： 钻井技术 班 级： 08钻井一班 指导教师： 完成时间： 2011 年 4 月 10 日 一口井井身结构设计 摘 要 石油钻井投资大、风险高，其中井身组合设计的好坏直接关系着施工的效益和成败。本论文以一口井井身结构设计为框架，包含了三个方面：井身钻柱组合设计、机械破岩钻进参数的评价和井身结构设计水力参数。论文对目前一口井井身结构设计所采用的方法进行了总结和比较，采用尹宏锦教授创立的通用钻速方程求对数进行整理后作为求解的模型；通过比较杨格(YoungF．S．)模式和通用钻速方程模型求取最优的机械破岩钻进参数钻压和转速的方法，采用基于通用钻速方程的模型求取最优的机械破岩钻进参数钻压和转速，用最优的钻压和转速代入通用钻速方程求解最优条件下的机械钻速与实际钻速对比；在水力参数评价方面，采用目前已经成熟的最大水马力模式求最优解，以最优解条件下的水力效率、钻头水功率、喷射速度、射流冲击力。并基于上述模型编写了计算机程序，该软件采用面向对象的VC2005 语言开发。 关键词：目 录1章前言 1.1 目的意义 石油工业是国家的支柱产业之一．石油钻井是石油天然气勘探开发不可缺少和最直接的手段。钻井是勘探的继续，开发的先导，钻井工程的费用约占勘探开发总投入的30-50%，石油钻井投资太、风险高，钻井工程设计是实施钻井工程的前提，而其中钻具组合和水力参数的设计极其重要，直接关系着施工的效益和成败，应该体现其科学性经济性综合性，要实现高水平的钻井工程设计，必须解决目前目前很多钻井工程技术人员仍然在使用纸和计算器的问题，多年来地质学家地球物理学家和石油物理学家已经把先进的计算能力应用于他们的专业领域，在钻井技术研究和工程设计领域中引入高级的计算技术包括人工智能技术是解决目前存在的问题的重要途径，智能钻井系统的研究是当前钻井与掘进技术的必威体育精装版研究内容之一。 1.2 国内外研究现状 调研发现国外一些大的石油软件公司在钻井工程设计一体化软件系统方面，作了大量的研究和推广应用工作。国外为钻井工程设计提供相应软件包的公司有：Landmark 公司，Schlumberger 公司、Maurer 公司等，这些软件公司的软件产品应用在钻井过程的各个阶段从地层压力预测、到井身结构的优化、井眼轨道设计、套管设计等，直至钻井施工中的钻井数据采集与分析，帮助客户实现数据工作流程和作业过程的一体化，从而在整个企业范围内达到资源的优化配置，创造最大的经济效益。总之这些石油软件公司已将集成化一体化作为其产品研发的主导思想。其中：(1)Landmark 公司：CasingSite 软件实现了套管柱管串设计和强度校核，并将设计结果以报表输出；WellPlan 软件完成带弯接头底部钻具组合设计、固井临界返速分析、水力分析、卡钻设计、摩阻与扭矩、防碰分析、井控等功能[1]。(2)Paradigm 公司：DirectorGeo 实现了钻井工程师与地质解释人员在一个多学科环境下一起工作，完成地质目标选择、油井设计和三维可视化；Cement-IT帮井工程师分析各种流体泵送情况，确定最终多流体结构，固井计算程序进行各循环流体的完全水力学分CaseWell 完成套管设计；Pump-IT 完成水力计算等[2]。(3)Schlumberger： 该公司产品Drilling Office 是一体化的钻井工程应用软件,其功能涵盖了油井生命周期。国外软件的优缺点：Landmark 和Schlumberger 的优点是软件 统一的数据平台实现了钻井应用程序模块间一体化,界面友好。Landmark的缺点是技术先进性一般, 支持的型较少,相应计算考虑因素还有欠缺;Maurer 的优点是功能全面包括欠平衡设计、套管磨损及隔水管磨损、连续软管钻井等;Maurer的缺点是软件输出数据图表的规范性和灵活性差数据管理能力不足,Paradigm公司的优点是三维显示效果好, 设计的井身轨迹、地震数据、地层孔隙压力等可以在三维可视化的环境中显示; 缺点是功能及技术先进性一般[3]。总之国外软件虽然采用了先进的钻井工艺技术,并很好地将计算机技术与网络技术应用于钻井工程设计,统一了数据平台,实现了钻井应用程序模块间的一体化,但软件的本地化欠缺，不符合中国的国情，某些计算参数在国内的实际生产中很难采集到，使得设计软件在可用性和易用性上存在一定的不足，同时价格昂贵，维护不便。调研和查新结果表明，国内研究和报道钻井工程设计一体化系统的文献相对较少，而真正实现钻井工程