一种温度场预测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种温度场预测方法，包括：获取钻井作业参数；根据所述钻井作业参数和温度计算模型以有限差分法计算不同钻井位置处的温度场数据；根据该不同钻井位置处的温度场数据绘制温度场分布示意图。本发明专利技术实施例还公开了一种温度场预测装置。通过本发明专利技术实施例的方案，能够在PWD无法使用的情况下，基于当前的钻井作业参数以及预设的温度计算模型以有限差分法快速、准确地预测井筒温度场数据，保障了施工的安全、节省了钻井成本并提高了钻井施工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种温度场预测方法及装置
本专利技术实施例涉及钻井测量技术，尤其涉及一种温度场预测方法及装置。
技术介绍
在钻井过程中，井底以及井周地层温度的预测是不可以忽视的影响因素。随钻的井底温度影响着钻井液流变性，从而改变钻井过程中的压耗；在深井超深井中，影响钻头性能；影响着井底泥浆密度，在深井超深井中，由于井底和井口的温度相差很大，故导致从井口测得到泥浆密度不能够反映出井底泥浆的真实情况；在某些具有较高地温梯度的地层中，泥浆受井筒温度的影响导致膨胀或收缩，进而导致不可预料的井下事故，如井涌、漏失等情况。井周温度的改变影响到固井工艺技术，单柱套管位置顶部和底部的水泥浆要同时应对不同位置的温度情况。而且对于温度的预测，要知道水泥浆在此温度条件需要多长时间可以达到要求的应力强度。目前唯一获取井底温度场的方法是PWD测井工具，但是，随着深井超深井的逐渐增多，该PWD测量工具具有很大局限性，其无法在高温高压的环境下使用。另外，很多学者国内外学者基于传热学基本理论对井底以及井周地层温度进行预测。但其预测方法仍然以定性分析为主，所使用的方法是有限元法和解析法，该方法对计算机性能要求非常高、耗时耗力，最为关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度场预测方法，其特征在于，所述方法包括：获取钻井作业参数；根据所述钻井作业参数和温度计算模型以有限差分法计算不同钻井位置处的温度场数据；根据所述不同钻井位置处的温度场数据绘制温度场分布示意图。

【技术特征摘要】
1.一种温度场预测方法，其特征在于，所述方法包括：获取钻井作业参数；根据所述钻井作业参数和温度计算模型以有限差分法计算不同钻井位置处的温度场数据；根据所述不同钻井位置处的温度场数据绘制温度场分布示意图。2.如权利要求1所述的温度场预测方法，其特征在于，所述钻井作业参数包括：基本参数、施工参数、井身结构参数、钻具组合参数、泥浆配方参数、热物理参数以及地层参数。3.如权利要求1或2所述的温度场预测方法，其特征在于，所述温度场数据包括：在当前钻井位置处钻井液在钻杆处的温度、所述钻井液在环空处的温度以及所述当前钻井位置的井壁温度；所述温度计算模型包括：钻杆处能量守恒模型：环空处能量守恒模型：井壁能量守恒模型：其中，cp_mp、ρP分别代表所述钻杆处单位时间内流经单位面积的钻井液质量、比热容以及钻井液密度；rpi和rpo分别代表所述钻杆的钻杆内径和外径；Tp、Ta分别代表所述钻井液在所述钻杆处和环空处的温度；cp_ma、ρa分别代表所述环空处单位时间内流经单位面积的钻井液质量、比热容以及钻井液密度；rw代表井眼半径；Tw代表井壁的温度；Uap代表所述钻杆和环空之间的热转换系数；kf代表热传递系数；Tf代表地层温度；CP_f代表地层比热容。4.如权利要求3所述的温度场预测方法，其特征在于，所述有限差分法包括：以向前空间和向后时间迭代的方式计算所述钻井液在钻杆处的温度；以向前空间和向前时间的迭代方式计算所述钻井液在环空处的温度；以及，以向前时间的迭代方式计算所述井壁温度。5.如权利要求4所述的温度场预测方法，其特征在于，所述迭代计算的初始条件包括：静止状态下将要实施钻井作业处的地层温度；地表温度、地温梯度以及井深；其中，Ti、j＝Tsurf+Gtz；Tsurf为地表温度，Gt为地温梯度,z为井深；Ti、j代表在径向i和深度j方向上的地层温度。6.如权利要求4所述的温度场预测方法，其特征在于，所述迭代计算的结...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿铁，马跃，王伟，肖剑，李自立，项涛，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11