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SPE文献调研合集（中文翻译）

深井超深井钻完井新技术

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目录

1、钻柱偏心率对环空中摩擦压力损失的影响1

2、通过使用孕镶金刚石钻头的钻井作业数据提前预测现场岩石的强度参数28

3、脆性页岩和韧性页岩的力学特性和超声波特性对比：井眼稳定性预测和页岩屏障验证的

相关性53

4、综述亚临界水理化性质对超高温高压水基钻井液性可能带来的影响81

5、新型孕镶金刚石钻头用于复杂高研磨性地层的钻进研究107

6、同心管柱屈曲的改进模型129

7、综述二氧化碳（CO2）环境下水泥检测仪和方法及其对井完整性估计的影响—我们的观

点是什么？152

8、超临界二氧化碳射流流动特征及破岩特征的实验研究192

9、通过流变性和计算流体动力学对氧化锆纳米颗粒作为无伤害钻井液有效添加剂的研究.213

附录246

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JPE2020年4月

EffectsofDrillStringEccentricityonFrictionalPressure

LossesinAnnuli

1、钻柱偏心率对环空中摩擦压力损失的影响

VahidDokhani,YueMa,ZiliLi,TieGeng,MengjiaoYuYuTechnologies,Inc.,Tulsa,

OK,USAChinaOilfieldServicesLimited,Sanhe,ChinaMcDougallSchoolofPetroleum

Engineering,TheUniversityofTulsa,Tulsa,OK,USA

Abstract摘要

研究表明，钻杆偏心率可显著降低环空压耗，而且准确的当量循环密度（ECD）

估计值必须要考虑钻杆偏心率的影响。本文研究了屈服幂律（YPL）钻井液轴向

流对偏心环空中摩擦压力损失的影响。建立数值模型来模拟偏心环空形状中屈服

幂律的层流。控制方程通过使用隐式有限差分方法并采用非均匀网格分布系统进

行数值求解。数值解产生了环空中的速度剖面，将其积分以获得体积流速。摩擦

压力损失使用迭代格式进行计算，且该迭代格式基于所计算的体积流速与给定流

速的收敛性。将该模型的摩擦压力损失估计值与三种之前的数值研究进行对比，

可表明非牛顿流体案例具有极好的一致性。通过摩擦压力损失估计值和文献中实

验数据的大量对比，对数值模型进行了证实。我们的分析表明，模型估计值和实

验数据之间具有优异的一致性。数值结果表明，由偏心率造成的摩擦压力损失降

低在高半径比下更为突出。采用非线性回归分析，拟合了屈服幂律流体大量模拟

方案的结果，这为偏心环空中屈服幂律流体的摩擦压力损失估计值提供了新的相

关性。将已开发的相关性估计值与文献中发表的相关性进行对比，发现文中提出

的相关性可更准确地估测摩擦压力损失，从而可更安全地控制钻井作业。

关键词：摩擦压力损失；偏心率；屈服幂律；数值建模；钻井液

1.Introduction引言

确定高压高温环境以及深水井中的井底循环压力是这类复杂油井井控中最

重要的因素。另外，由于孔隙压力和破裂压力之间的窄窗口，在深水钻井中循环

压力的评估变得极为关键。事实上，井筒压力应保持在一定的压力窗口内以降低

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钻井成本。当在安全压力窗口外作业时，可发生类似漏失和井眼失稳等问题。因

此，为提高井底循环压力的估计，井内流体力学变得备受关注。在过去，已经提

出多种水力模型来估测钻井液循环期间的摩擦压力损失（Reed和Pilehvari,1993;

Merlo等人,1995;Zamora,2002;Dokhani等人,2016）。通常将环空假设为用于估

计环空压耗的同心环空。然而，在井内的造斜段