API RP 13D-2017
Реология и гидравлика буровых растворов для нефтяных скважин (СЕДЬМОЕ ИЗДАНИЕ)

Стандартный №

API RP 13D-2017

Дата публикации

2017

Разместил

API - American Petroleum Institute

сфера применения

Целью данной рекомендуемой практики (RP) является предоставление базового понимания и рекомендаций по реологии и гидравлике бурового раствора для оказания помощи при бурении скважин различной сложности@, включая бурение при высоких температурах/высоком давлении (HTHP)@ с большим отходом от вертикали ( ERD)@ и узконаправленные скважины. Целевой аудиторией этого документа являются инженеры офисов и скважин. Сложность представленных уравнений такова, что компетентный инженер может использовать простые программы для работы с электронными таблицами для проведения анализа. Учитывая, что используемые здесь уравнения ограничены этим ограничением электронной таблицы, более сложные численные решения, содержащие несколько подпрограмм и макросов, не предлагаются. Это ограничение не означает, что только результаты, полученные с помощью методов электронных таблиц, являются действительными инженерными решениями. Реология – это изучение деформации и течения вещества. В данном документе реология – это изучение характеристик течения буровых растворов и того, как эти характеристики влияют на движение жидкостей. Обсуждение реологии в этом документе ограничено потоком однофазной жидкости. Реологические свойства напрямую влияют на характеристики потока и гидравлическое поведение. Необходимо контролировать свойства буровых растворов для выполнения различных функций. Определенные свойства измеряются на буровой площадке для мониторинга и обработки, а также в лаборатории для разработки новых присадок и систем, составления рецептур для конкретных применений и диагностики особых проблем. Измерение реологических свойств также делает возможным математическое описание потока циркулирующей жидкости, что важно для следующих определений, связанных с гидравликой: а) расчета потерь давления на трение в трубах и кольцевых пространствах@ б) определения эквивалентной циркуляционной плотности (ЭЦП) бурового раствора в скважинных условиях@ c) определение режимов потока@ d) оценка эффективности очистки скважины@ e) оценка давления тампона/помпажа@ и f) оптимизация системы циркуляции бурового раствора для повышения эффективности бурения. Понятия вязкости@ напряжения сдвига@ и скорости сдвига важны для понимания характеристик потока жидкостей. Специальные измерения проводятся на жидкостях для определения реологических параметров в различных условиях. На основании этой информации можно спроектировать и оценить систему циркуляции для достижения желаемых целей. Гидравлика бурового раствора включает, среди прочего, гидростатическое давление@ потери давления на трение@ несущую способность@ тампонажное/ударное давление@ и эквивалентные статические и циркуляционные плотности@. Включены математические модели, связывающие напряжение сдвига со скоростью сдвига, и формулы для оценки гидравлики бурового раствора. Используемые здесь методы расчета учитывают влияние температуры и давления на реологию и плотность бурового раствора. В этом RP используется обычная система единиц США (USC). Однако@ любая последовательная система единиц может использоваться там, где это указано@, например, при разработке уравнений в Разделе 4. Термин ??давление?? означает ??избыточное давление?? если иное не отмечено. ПРИМЕЧАНИЕ. Термин «последовательные единицы измерения»? относится к набору единиц, который не требует дополнительного коэффициента пересчета для завершения расчета. В последовательной Международной системе единиц (единица СИ)@ время выражается в секундах (с)@ длина в метрах (м)@ масса в килограммах (кг)@ сила в ньютонах (Н)@ температура в градусах Цельсия (??@ и абсолютная температура в кельвинах (К).В единицах USC @ время выражается в секундах (с)@ длина в футах (футах)@ масса в фунтах масса (фунт-м)@ сила в фунтах-силах (фунт-сила)@ температура в градусах по Фаренгейту (? ?@ и абсолютная температура в градусах Рэнкина (??. Факторы, включенные в раздел 3@, таблица 2, позволяют осуществлять преобразование единиц USC в единицы СИ или единиц СИ в единицы USC. В приложениях A–F содержатся примеры расчетов, иллюстрирующие, как используются уравнения, содержащиеся в документе. Может использоваться для моделирования скважины с образцом. Пошаговые процедуры не включены для каждого случая, однако окончательные результаты служат ориентиром для воспроизведения конкретных случаев.