超临界CO_2钻井井筒压力温度耦合计算

作     者：王海柱 沈忠厚 李根生 Wang Haizhu;Shen Zhonghou;Li Gensheng

作者机构：中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室 

出 版 物：《石油勘探与开发》 (Petroleum Exploration and Development)

年 卷 期：2011年第38卷第1期

页      面：97-102页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点基础研究发展规划(973)项目(2010CB226704) 国家自然科学基金重点项目(51034007) 

主　　题：超临界CO2 钻井 井筒温度 井筒压力 耦合计算 

摘      要：超临界CO2钻井过程中,井筒温度和压力对CO2的密度、黏度、导热系数、热容等物性参数影响较大,这些参数的变化对温度和压力产生反作用。利用Span-Wagner基于亥姆霍兹自由能的气体状态参数计算方法,建立了超临界CO2钻井井筒压力温度耦合计算模型,并以超临界CO2连续油管钻井为例进行了实例分析。计算结果表明,钻杆压力和环空压力都随着井深的增加而增大,钻杆内的CO2相态变化点比环空深50 m;钻杆中温度略低于环空中的温度;随着井深的增加,CO2密度缓慢降低,变化率逐渐减小;距井底20 m深处,环空中CO2密度突然增大,钻杆中CO2密度也有所增大。本文模型与文献中采用P-R状态方程的计算结果相差较大,主要原因是文献中的模型没有考虑井筒中CO2物性参数的变化及其对温度和压力的影响,本文模型计算精度高。