一种井筒-储层耦合温度场及压力场模拟方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种井筒

【技术实现步骤摘要】
一种井筒
‑
储层耦合温度场及压力场模拟方法及系统


[0001]本专利技术涉及深水井筒安全保障
，尤其涉及一种井筒
‑
储层耦合温度场及压力场模拟方法及系统
。

技术介绍

[0002]天然气水合物俗称“可燃冰”，由甲烷或其他碳氢化合物气体与水在低温高压下相互作用形成，在自然条件是天然气和水的冰状组合物
。
天然气水合物广泛存在于永久冻土区和大陆边缘外围的海底沉积物中，一般认为存在于天然气水合物聚集中的天然气资源大大超过了已知的天然气储量
。
除了作为一种未来的能源资源，天然气水合物还代表着巨大的钻探和生产风险
。
[0003]目前深水油气资源勘探开发不断深化，海洋钻井日趋增多，与陆地钻井不同，受海水低温环境影响，海底附近及以上井筒温度较低；在重力和钻井液流动的作用下，井筒压力高；所以海底附近和上方的井筒在海水低温
、
井筒高压的情况下更容易达到天然气水合物所需的温度和压力条件，这将导致井筒堵塞和流动安全等钻井问题r/>。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种井筒
‑
储层耦合温度场及压力场模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1
：准备基础参数，所述基础参数包括钻井工程参数
、
井筒结构及套管参数和基本热物理参数；
S2
：井筒网格划分，将井筒和井周围的海水或地层划分为不同的控制层和控制节点；
S3
：定义初始条件和边界条件；
S4
：建立井筒
‑
储层耦合温度模型和环空压力梯度模型；
S5
：通过井筒
‑
储层耦合温度模型计算井筒任意节点温度，通过环空压力梯度模型计算井筒任意节点环空压力
。2.
如权利要求1所述的一种井筒
‑
储层耦合温度场及压力场模拟方法，其特征在于，所述钻井工程参数包括：井深
、
钻头直径
、
海水深度
、
钻柱内外径
、
海平面温度
、
地温梯度
、
钻井液排量
、
钻井液注入温度
、
循环时间和钻杆长度中的一种或多种；井筒结构及套管参数包括：立管
、
套管内外径及下放深度中的一种或多种；基本热物理参数包括：钻井液密度
、
比热容及导热系数
、
钻柱
、
钻杆
、
立管
、
套管
、
水泥环密度
、
比热容及导热系数
、
海水和地层密度
、
比热容及导热系数中的一种或多种
。3.
如权利要求1所述的一种井筒
‑
储层耦合温度场及压力场模拟方法，其特征在于，步骤
S2
具体为：将垂直于井筒的方向设置为径向，并将井筒和井周围的海水或地层沿径向划分为不同的控制层；将井筒方向设置为轴向，并将井筒和井周围的海水或地层沿轴向划分为不同的控制节点
。4.
如权利要求1所述的一种井筒
‑
储层耦合温度场及压力场模拟方法，其特征在于，步骤
S3
具体为：定义初始条件和边界条件：井各层的初始温度等于海水和地层的原始温度；海水的温度
、
远端海水温度不随时间变化；井口钻柱中的钻井液温度等于钻井液注入温度；钻柱中的钻井液温度以及环空温度和钻柱井底处相等；井口的环空压力等于井口背压
。5.
如权利要求1所述的一种井筒
‑
储层耦合温度场及压力场模拟方法，其特征在于，所述井筒
‑
储层耦合温度模型包括钻柱流体单元传热方程
、
钻柱传热控制方程
、
环空换热控制方程
、
套管第一层传热控制方程及套管
、
水泥环与周围地层传热控制方程
。6.
如权利要求5所述的一种井筒
‑
储层耦合温度场及压力场...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏纳，吴江，李海涛，张傲洋，薛瑾，江林，李聪，王鑫伟，冯安平，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：