控壓鉆井：建模、模擬與設計

1 流體力學挑戰(zhàn)及技術綜述 1.1 概述 1.2 控壓鉆井流體研究面臨挑戰(zhàn) 1.3 控壓鉆井流動模擬器：穩(wěn)態(tài)、二維、單相流 1.4 控壓鉆井流動模擬器：瞬態(tài)、二維、單相流 1.5 控壓鉆井流動模擬器：瞬態(tài)、三維、多相流 2 一般理論和物理模型構架 2.1 圓柱坐標系下牛頓流體流動 2.2 剪切稀釋性和非牛頓流體流動的影響 2.3 無旋轉條件下，一般非牛頓流體在高度偏心環(huán)空流動的曲線網(wǎng)格劃分 2.4 旋轉條件下，一般非牛頓流體偏心環(huán)空流動曲線網(wǎng)格劃分 3 數(shù)值分析和算法開發(fā)策略 3.1 偏心環(huán)空流網(wǎng)格生成 3.2 單連接管道流映射 3.3 固相沉積建模及應用 3.4 應用有限差分法分析環(huán)空流動問題 4 穩(wěn)態(tài)、二維、非牛頓、單相、偏心環(huán)空流動 4.1 偏心環(huán)空牛頓流體流動應用 4.2 偏心環(huán)空冪律流體流動 4.3 湍流模型和冪律流體對比 4.4 偏心環(huán)空，非牛頓流體壓力梯度與流量曲線計算 4.5 沿井眼軌道，非旋條件下偏心環(huán)空，非牛頓流體流入和流出的影響 4.6 循環(huán)或非循環(huán)(無旋轉)條件下，偏心環(huán)空，穩(wěn)定的抽吸和激動對冪律流體的影響 4.7 鉆柱旋轉且微小軸向運動條件下，偏心環(huán)空，穩(wěn)定抽吸和激動對冪律流體的影響 4.8 鉆柱旋轉且軸向運動條件下，偏心環(huán)空，穩(wěn)定抽吸和激動對赫一巴流體的影響 4.9 穩(wěn)定狀態(tài)的瞬時抽吸和激動 4.10 等效循環(huán)密度(ECD)計算 5 更多穩(wěn)態(tài)流動應用 5.1 鉆柱或套管有軸向運動、無旋轉，同心環(huán)空牛頓流體流動 5.2 阻礙流體流動的密度分層(重力凹陷)和回旋環(huán)空渦流 5.3 鉆柱或套管軸向靜止、無旋轉，同心環(huán)空赫一巴流體流動 5.4 鉆柱或套管有軸向運動、無旋轉，同心環(huán)空廣義赫一巴流體流動 5.5 彎曲井眼中穩(wěn)態(tài)非牛頓流體流動 5.6 鉆柱或套管旋轉，但軸向靜止時，同心環(huán)空牛頓和冪律流體流動 5.7 斜井中巖屑運移規(guī)律 5.8 不穩(wěn)定流導致的巖屑床的增長 5.9 卡鉆和震擊解卡時定點流體評價 5.10 矩形管道牛頓流流動 6 瞬態(tài)、二維、單相流動模型 6.1 瞬態(tài)流動控制方程 6.2 旋轉引起的矛盾 6.3 不同操作方法對瞬態(tài)旋轉算法的影響 6.4 瞬態(tài)壓力梯度和體積流量 7 受鉆柱或套管往復運動和旋轉影響的瞬態(tài)流動分析 7.1 運行驗證：冪律流體，穩(wěn)態(tài)、無旋轉、同心環(huán)空流的3種方法 7.2 運行驗證：牛頓流體，瞬態(tài)、無旋轉、同心環(huán)空流動 7.3 運行驗證：牛頓流體，瞬態(tài)、無旋轉、偏心環(huán)空流動 7.4 穩(wěn)定旋轉對同心環(huán)空、層流、冪律流體流動的影響 7.5 穩(wěn)定轉動對偏心環(huán)空、牛頓流體流動的影響 7.6 穩(wěn)定旋轉對高度偏心心環(huán)空、低密度(泡沫)冪律流體流動的影響 7.7 穩(wěn)定轉動對高度偏心心環(huán)空、高密度鉆井液冪律流體流動的影響 7.8 鉆柱不旋轉和旋轉不同情況下提高或降低鉆井泵泵速的影響 7.9 旋轉速度及加速過程的影響 7.10 鉆柱軸向運動的影響 7.11 旋轉和正弦往復運動的綜合影響 7.12 對于屈服應力流體，增加鉆井泵泵速以及旋轉、正弦往復運動的綜合影響 8水泥漿與鉆井液多相流瞬態(tài)頂替 8.1 長偏心環(huán)空，不穩(wěn)定、三維牛頓流體混相流動 8.2 偏心環(huán)空，管柱旋轉引起的瞬態(tài)、二維、單相非牛頓流體流動 8.3 長偏心環(huán)空，管柱旋轉和往復運動引起的瞬態(tài)、三維、非牛頓混合流體流動 8.4 非牛頓流體對流模型 8.5 多種非牛頓流體混相簡易模型 9 瞬態(tài)、三維、多相管流和環(huán)空流動 9.1 管柱和井眼內(nèi)單一流體，計算一般非牛頓流體總壓耗 9.2 管柱和偏心井眼內(nèi)多種流體，界面跟蹤和計算總壓耗 9.3 計算環(huán)空和鉆桿內(nèi)壓耗 9.4 赫-巴管流分析 9.5 無旋轉牛頓流體瞬態(tài)、三維、偏心、多相流分析 9.6 無旋轉牛頓流體瞬態(tài)、三維、偏心、多相流分析(模擬器模擬) 9.7 無旋轉一般非牛頓流體瞬態(tài)、三維、偏心多相流分析(模擬器模擬) 9.8 鉆柱軸向運動、無旋轉，一般非牛頓流體的瞬態(tài)、三維、偏心、多相流分析(完全靜止管柱條件下，運行驗證) 9.9 無軸向運動，旋轉冪律流體的瞬態(tài)、三維、偏心、多相流分析 9.10 鉆柱軸向運動、旋轉，一般牛頓流體瞬態(tài)、三維、偏心、多相流分析(在恒定速度旋轉、軸向運動條件下，運行驗證) 10 結束語 參考文獻 單位換算