一种弯管钻井液流变性测量的离线校核方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及石油井下施工领域，公开了一种弯管钻井液流变性测量的离线校核方法及系统，包括以下步骤：步骤1，计算钻井液在弯管中的弯管摩擦系数f

【技术实现步骤摘要】
一种弯管钻井液流变性测量的离线校核方法及系统


[0001]本专利技术涉及石油井下施工领域，具体涉及一种弯管钻井液流变性测量的离线校核方法及系统。

技术介绍

[0002]准确的泥浆性能对于优化钻井作业是至关重要的，尤其是泥浆的密度和流变性能对最优化管理井筒压力的影响。目前钻井液流变性的检测方法主要有旋转法和管流法。首先，基于旋转法的旋转粘度计需取样后，在现场泥浆实验室内测量，是当前应用最广、认可度最高的方法，该方法遵循了API标准。
[0003]针对管流法钻井液在线流变性检测装置由于其尺寸较大、精度较低，对现场空间的改动较大，现场应用会受到很大的条件限制。现有实验室的基于管流法的测试系统中的弯管摩阻模型是通过经验设置的，这样对于不同的钻井液会造成较大的测量误差。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种弯管钻井液流变性测量的离线校核方法及系统，提高钻井液流变性现场测量的准确性。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种弯管钻井液流变性测量的离线校核方法，
[0006]包括以下步骤：
[0007]步骤1，计算钻井液在弯管中的弯管摩擦系数f
ci
和在直管中的直管摩擦系数f
si
，其中，i为钻井液在管道中的流经次数，为不小于2的正整数；
[0008]步骤2，根据实际摩擦系数比值y
i
建立多个预测模型，其中，y
i
＝f
ci
/f
si
；
[0009]步骤3，根据实际摩擦系数比值y
i
分别与多个所述预测模型的预测摩擦系数比值之间相关性确定最佳预测模型。
[0010]本专利技术的工作原理及有益效果是：通过钻井液在实验室的弯管和直管的管道组合，通过测量和计算实验室管道中的实际摩擦系数，并建立多个预测模型，最后，根据实际摩擦系数比值y
i
分别与多个所述预测模型的预测摩擦系数比值之间相关性确定最佳预测模型，确保了预测模型选择的准确性；将选择的预测模型中的管道摩擦系数间的关系常量参数用于后续钻井液现场流变性测量中，通过多个预测模型并进行了相关性分析，确保不同类型的钻井液的管道摩擦系数间的关系常量参数的准确性，避免了单一的管道摩擦系数间的关系常量参数应用于钻井液现场测量中的不准确性。
[0011]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0012]进一步，
[0013]所述步骤1的f
ci
满足公式(1)的要求，
[0014][0015]其中，d
tc
为弯管的内径，单位为m；
[0016]ρ为钻井液密度，单位为kg/m3；
[0017]v
ci
为第i次钻井液在弯管中的流速,单位为m/s；
[0018]ΔP
ci
/ΔL
ci
是测出的管道平均压差(kPa/m)；ΔP
ci
为长度为ΔL
ci
段的总压差(kPa)；
[0019]所述步骤1的f
si
满足公式(2)的要求，
[0020][0021]其中，d
ts
为直管的内径，单位为m；
[0022]ρ为钻井液密度，单位为kg/m3；
[0023]v
si
为第i次钻井液在直管中的流速,单位为m/s；
[0024]ΔP
si
/ΔL
si
是测出的管道平均压差(kPa/m)；ΔP
si
为长度为ΔL
si
段的总压差(kPa)。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是：通过上述测量直管和弯管的管道平均压差，然后计算钻井液在弯管中的弯管摩擦系数f
ci
和在直管中的直管摩擦系数f
si
，确保了摩擦系数计算的准确性。
[0026]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0027]进一步，
[0028]所述公式(1)中的d
tc
满足如公式(3)的要求：
[0029][0030]其中，V为弯管总体积，单位为m3；
[0031]len为弯管总长度,单位为m。
[0032]采用上述进一步方案的有益效果是：通过弯管的内径d
tc
的等效计算方法计算，提高摩擦系数计算的准确性。
[0033]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0034]进一步，
[0035]所述预测模型至少包括三个，分别为：
[0036]第一预测模型为：
[0037]第二预测模型为：
[0038]第三预测模型为：
[0039]其中，
[0040]为第一预测模型的预测摩擦系数；
[0041]为第二预测模型的预测摩擦系数；
[0042]为第三预测模型的预测摩擦系数；
[0043]a,b,c为管道摩擦系数间的关系常量；
[0044]其中，D
ni
为第i次钻井液在弯管中的流体迪恩数，满足公式(7)要求；
[0045][0046]其中，
[0047]μ为钻井液粘度,Pa.s；
[0048]v
ci
为第i次钻井液在弯管中的流速,单位为m/s。
[0049]采用上述进一步方案的有益效果是：设置多个与流体迪恩数的预测模型，确保计算的准确性。
[0050]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0051]进一步，
[0052]所述步骤3的具体操作为：
[0053]实际摩擦系数比值y
i
与第一预测模型的预测摩擦系数比值之间相关性R
12
满足公式(8)要求
[0054][0055]实际摩擦系数比值yi与第二预测模型的预测摩擦系数比值之间相关性R
22
满足公式(9)要求
[0056][0057]实际摩擦系数比值yi与第三预测模型的预测摩擦系数比值之间相关性R
32
满足公式(10)要求
[0058][0059]比较R
12
、R
22
和R
32
之间的大小，选择相关性最好的预测模型最为最佳预测模型，所述最佳预测模型中的管道摩擦系数间的关系常量a,b,c用于钻井液现场流变性测量用；
[0060]其中，
[0061]m为样本数；
[0062]y
i
为实际摩擦系数比值；
[0063]为实际摩擦系数比值的平均值。
[0064]采用上述进一步方案的有益效果是：通过实际摩擦系数比值y
i
与各个预测模型的
预测摩擦系数比值之间相关性来选择离线校核的最佳预测模型，可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弯管钻井液流变性测量的离线校核方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，计算钻井液在弯管中的弯管摩擦系数f
ci
和在直管中的直管摩擦系数f
si
，其中，i为钻井液在管道中的流经次数，为不小于2的正整数；步骤2，根据实际摩擦系数比值y
i
建立多个预测模型，其中，y
i
＝f
ci
/f
si
；步骤3，根据实际摩擦系数比值y
i
分别与多个所述预测模型的预测摩擦系数比值之间相关性确定最佳预测模型。2.根据权利要求1所述的一种弯管钻井液流变性测量的离线校核方法，其特征在于，所述步骤1的f
ci
满足公式(1)的要求，其中，dtc为弯管的内径，单位为m；ρ为钻井液密度，单位为kg/m3；v
ci
为第i次钻井液在弯管中的流速,单位为m/s；ΔP
ci
/ΔL
ci
是测出的管道平均压差(kPa/m)；ΔP
ci
为长度为ΔL
ci
段的总压差(kPa)；所述步骤1的f
si
满足公式(2)的要求，其中，d
ts
为直管的内径，单位为m；ρ为钻井液密度，单位为kg/m3；v
si
为第i次钻井液在直管中的流速,单位为m/s；ΔP
si
/ΔL
si
是测出的管道平均压差(kPa/m)；ΔP
si
为长度为ΔL
si
段的总压差(kPa)。3.根据权利要求2所述的一种弯管钻井液流变性测量的离线校核方法，其特征在于，所述公式(1)中的d
tc
满足如公式(3)的要求：其中，V为弯管总体积，单位为m3；len为弯管总长度,单位为m。4.根据权利要求1所述的一种弯管钻井液流变性测量的离线校核方法，其特征在于，所述预测模型至少包括三个，分别为：第一预测模型为：第二预测模型为：第三预测模型为：其中，为第一预测模型的预测摩擦系数；
为第二预测模型的预测摩擦系数；为第三预测模型的预测摩擦系数；a,b,c为管道摩擦系数间的关系常量；其中，D
ni
为第i次钻井液在弯管中的流体迪恩数，满足公式(7)要求；其中，μ为钻井液粘度,Pa.s；v
ci
为第i次钻井液在弯管中的流速,单位为m/s。5.根据权利要求4所述的一种弯管钻井液流变性测量的离线校核方法，其特征在于，所述步骤3的具体操作为：实际摩擦系数比值y
i
与第一预测模型的预测摩擦系数比值之间相关性R
12
满足公式(8)要求实际摩擦系数比值yi与第二预测模型的预测摩擦系数比值之间相关性R
22
满足公式(9)要求实际摩擦系数比值y
i
与第三预测模型的预测摩擦系数比值之间相关性R
32
满足公式(10)要求比较R
12
、R
22
和R
32
之间的大小，选择相关性最好的预测模型最为最佳预测模型，所述最佳预测模型中的管道摩擦系数间的关系常量a,b,c用于钻井液现场流变性测量系统用；其中，m为样本数；y
i
为实际摩擦系数比值；为实际摩擦系数比值的平均值。6.一种弯管钻井液流变性测量的离线校核系统，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢登攀，曾琦军，
申请(专利权)人：四川维泰科创石油设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：