基于地面降温的井下钻井液冷却技术

TE254; 目前井下钻井液冷却技术中存在是否具有开展降温技术的必要及如何实现井下钻井液温度实时控制这 2个核心问题.首先基于井筒传热模型,探究了钻井液冷却施工参数对井下温度影响程度的大小,基于精英策略的非支配排序遗传算法,建立了钻井液冷却施工参数优化模型,形成了井下钻井液冷却极限计算方法,以此评估是否具有开展降温技术的必要.然后基于井筒传热模型,探究了地面降温与井下降温间的定量关系,得到井下温度的变化与地面注入温度的变化呈单调线性关系,依据此关系及比例积分微分(PID)控制算法,形成了钻井液井下温度实时控制方法.最后利用一口实例井对上述模型与方法进行验证,结果表明,采用冷却施工参数优化模型得...

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Published in钻井液与完井液 Vol. 40; no. 6; pp. 756 - 764
Main Authors 柳鹤, 于国伟, 于琛, 郑锋, 陈文博, 王超, 郑双进
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国石油集团渤海钻探工程有限公司,天津 300280%中国石油冀东油田勘探开发建设工程事业部,河北唐山 063200%长江大学石油工程学院,武汉 434023%长江大学机械工程学院,湖北荆州 434023 2023
Subjects
钻井液
Cooling technology
Heat transfer model
冷却技术
Drilling fluid
传热模型
Temperature control
温度控制
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ISSN1001-5620
DOI10.12358/j.issn.1001-5620.2023.06.009

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Summary:TE254; 目前井下钻井液冷却技术中存在是否具有开展降温技术的必要及如何实现井下钻井液温度实时控制这 2个核心问题.首先基于井筒传热模型,探究了钻井液冷却施工参数对井下温度影响程度的大小,基于精英策略的非支配排序遗传算法,建立了钻井液冷却施工参数优化模型,形成了井下钻井液冷却极限计算方法,以此评估是否具有开展降温技术的必要.然后基于井筒传热模型,探究了地面降温与井下降温间的定量关系,得到井下温度的变化与地面注入温度的变化呈单调线性关系,依据此关系及比例积分微分(PID)控制算法,形成了钻井液井下温度实时控制方法.最后利用一口实例井对上述模型与方法进行验证,结果表明,采用冷却施工参数优化模型得到的井下降温极限比未经优化的正常钻井温度低17℃,同时建立的基于PID控制的井下温度控制方法能实现井下温度的实时定量控制,减少地面钻井液冷却设备能耗,并确保井下温度尽快达到设定值.
ISSN:1001-5620
DOI:10.12358/j.issn.1001-5620.2023.06.009