API RP 13D-2010
Реология и гидравлика буровых растворов для нефтяных скважин (шестое издание)

Стандартный №

API RP 13D-2010

Дата публикации

2010

Разместил

API - American Petroleum Institute

заменять

API RP 13D:2006

сфера применения

Целью данной Рекомендуемой практики (РП) является предоставление базового понимания и рекомендаций по реологии и гидравлике бурового раствора и их применению в буровых операциях. Целевая аудитория этого RP охватывает как офисных инженеров, так и инженеров на буровой площадке. Сложность используемых уравнений такова, что компетентный инженер может использовать простую программу работы с электронными таблицами для проведения анализа. Учитывая, что используемые здесь уравнения ограничены ограничениями электронных таблиц, более сложные численные решения, содержащие несколько подпрограмм и макросов, не предлагаются. Это ограничение не означает, что действительными инженерными решениями являются только результаты, полученные с помощью методов электронных таблиц. Реология – это изучение деформации и течения вещества. Гидравлика бурового раствора относится как к ламинарному, так и к турбулентному режимам течения. Используемые здесь методы расчетов учитывают влияние температуры и давления на реологию и плотность бурового раствора. Для этого RP@ реология – это изучение характеристик потока бурового раствора и того, как эти характеристики влияют на движение жидкости. Специальные измерения проводятся на жидкости для определения реологических параметров в различных условиях. На основании этой информации можно спроектировать или оценить систему циркуляции на предмет того, как она будет достигать определенных желаемых целей. Целью обновления существующей Рекомендуемой практики@, последний раз опубликованной в мае 2003 г., является сделать работу более применимой к сложным скважинам, которые в настоящее время обычно бурятся. К ним относятся: бурение при высоких температурах и высоких давлениях (HTHP)@, бурение с большим отходом от вертикали (ERD)@ и скважины с большим углом наклона (HAW). Реология бурового раствора важна при следующих определениях: а) расчет потерь давления на трение в трубах и затрубных пространствах@ б) определение эквивалентной циркулирующей плотности бурового раствора в скважинных условиях@ в) определение режимов потока в затрубном пространстве@ г) оценка очистки скважины эффективность@ e) оценка давления тампона/помпажа@ f) оптимизация системы циркуляции бурового раствора для повышения эффективности бурения. Обсуждение реологии в этом документе ограничено потоком однофазной жидкости. Представлены некоторые часто используемые концепции, относящиеся к реологии и потоку. Включены математические модели, связывающие напряжение сдвига со скоростью сдвига, а также формулы для оценки потерь давления при эквивалентной плотности циркуляции и очистке отверстия. В этом RP используется обычная система единиц измерения США (USC). Коэффициенты пересчета и примеры включены во все расчеты, чтобы единицы USC можно было легко преобразовать в единицы СИ. Если единицы измерения не указаны@, как при разработке уравнений@, можно использовать любую последовательную систему единиц. Понятия вязкости@ напряжения сдвига@ и скорости сдвига очень важны для понимания характеристик потока жидкости. Измерение этих свойств позволяет дать математическое описание потока циркулирующей жидкости. Реологические свойства бурового раствора напрямую влияют на его текучесть и все гидравлические расчеты. Их необходимо контролировать, чтобы жидкость выполняла свои различные функции. Этот пересмотренный документ включает в себя несколько примеров расчетов, иллюстрирующих, как содержащиеся в документе уравнения можно использовать для моделирования гипотетической скважины. Из-за нехватки места не удалось включить пошаговую процедуру для каждого случая. Однако@ окончательные результаты должны служить ориентиром, если пользователь желает повторить данные случаи.