井內(nèi)瞬態(tài)波動壓力的研究目的及成因
（1）井內(nèi)瞬態(tài)波動壓力的研究目的。鉆柱在充有流體的井內(nèi)運(yùn)動會產(chǎn)生附加壓力，下放鉆柱產(chǎn)生的附加壓力主要是激動壓力。上起鉆柱產(chǎn)生的附加壓力主要是抽吸壓力。這兩個壓力系稱為鉆柱在充有流體的井內(nèi)運(yùn)動時產(chǎn)生的波動壓力。井內(nèi)波動壓力可能使井內(nèi)壓力系統(tǒng)失去平衡而引起眾多井復(fù)雜情況和工程事故：
�、儆吞镔Y料統(tǒng)計表明25%的井噴直接由于起鉆速度過高產(chǎn)生抽吸壓力而引起；
②過高的下鉆速度產(chǎn)生壓力激動，壓漏地層引起井塌，卡鉆等惡性事故；
③由于抽吸壓力使地層流體進(jìn)入井內(nèi)而污染泥漿；
�、芗訅毫霸诃h(huán)空中引起的高返速是損害油氣層的兩個重要宏觀因素。因此，控制井內(nèi)波動壓力值是防止井下復(fù)雜情況和工程事故，保護(hù)產(chǎn)層的重要措施。
�。�2）井內(nèi)瞬態(tài)波動壓力的成因。運(yùn)動管柱在充有流體的井內(nèi)產(chǎn)生波動壓力的原因有以下三點(diǎn)：
①管柱從靜止?fàn)顟B(tài)到運(yùn)動狀態(tài)克服井內(nèi)鉆井液靜切力；
②管柱運(yùn)動引起井內(nèi)鉆井液動量變化；
③運(yùn)動管柱壁攜帶著的鉆井液與管柱運(yùn)動方向同向流動，同時從與其運(yùn)動管柱相反方向排出。
2瞬態(tài)波動壓力之間的比較影響井筒內(nèi)波動壓力的因素主要有：
�、巽@柱及套管運(yùn)行速度；
�、诠苤\(yùn)行位置深度；
③裸眼井尺寸；
④鉆泥漿性能（ρ，k，n）；
�、葶@頭的噴嘴直徑；
�、薜貙訉Σ▌訅毫Φ挠绊懀�
�、邥r間t對波動壓力的影響。
�。�1）在同一井深情況下瞬態(tài)波動壓力之間的比較。已知一口井井深H=3000m，井的內(nèi)徑=63mm，外徑=119mm，泥漿的密度，粘度，開泵時候的流量Q=10L/s，立管的壓力P=18.36MPa，求出波動壓力和時間的關(guān)系，給出p-t關(guān)系示意圖。在開泵條件下，可以看到，在同一時間條件，改變井深，所產(chǎn)生的波動壓力將會發(fā)生變化。
①在開泵的瞬間，波動壓力將會在一個很短的時間內(nèi)增加到一個值，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定時間的時候，波動壓力將趨于平衡；
�、陂_泵的瞬間，井底波動壓力的增加速度要比其他位置處波動壓力增加速快；
�、鄯�(wěn)定時候在井底處的波動壓力最大。
�。�2）在不同時間步長情況下瞬態(tài)波動壓力之間的比較。如圖2所示，我們可以清楚的看到，在相同井深條件下，不同的時間步長，所產(chǎn)生的波動壓力將不同。
�。�3）在不同開泵時間情況下瞬態(tài)波動壓力之間的比較。在不同的開泵時間條件下，我們可以得到：
①開泵的時間越短，所產(chǎn)生的波動壓力越大；
②開泵的時間越短，波動壓力將在一個很短的時間范圍內(nèi)增加到峰值；
�、蹚�57秒的曲線可以清楚的看到，當(dāng)開泵的時間達(dá)到一定值時候，將不會發(fā)生波動壓力。
�。�4）在不同井深情況下瞬態(tài)波動壓力的比較。在不同井深情況下，我們可以得到：
�、匐S著井的深度的增加，波動壓力達(dá)到穩(wěn)定值所需要的時間就越短；
�、谖铱梢运腿龡l曲線的比較可以看清楚，在相同的開泵時間條件下，所有井深的最后波動壓力都將是一樣的；
�、畚覀兛梢詮膱D中看清楚，井越深，它在短時間所產(chǎn)生的波動壓力越大，所以我們在施工的時候就更加的要注意。
3結(jié)語
�。�1）將不穩(wěn)定流理論用于井內(nèi)水力系統(tǒng)的瞬變過程分析，為經(jīng)典流體力學(xué)的應(yīng)用開辟了新的領(lǐng)域，對科學(xué)鉆井和保護(hù)油氣層工作將起很大的推動作用。
（2）通過瞬態(tài)波動壓力和時間的關(guān)系曲線知道，在開泵時間一定的情況下，波動壓力隨時間的增加由波動狀態(tài)逐漸增加最后趨于平穩(wěn)。
�。�3）通過瞬態(tài)波動壓力和時間的關(guān)系圖我們可以清楚的知道出現(xiàn)最大壓力的地方，及時采取適當(dāng)?shù)奶幚矸椒�，避免井下�?fù)雜事故的發(fā)生。
�。�4）泵在開停泵時，將在井下產(chǎn)生壓力波動，直至泵建立穩(wěn)定循環(huán)時，壓力波動消失。因此，在管柱靜止時，猛開合急停泵都可能造成井漏或地層流體進(jìn)入井內(nèi)。
（5）測波動壓力知，運(yùn)動管柱引起的井內(nèi)波動壓力與管柱運(yùn)動在時間上存在滯后，即當(dāng)管柱運(yùn)動速度達(dá)到最大值時，波動壓力峰值并非同時出現(xiàn)，而是滯后一段時間。當(dāng)管柱停止運(yùn)動后，波動壓力仍然存在，隨后逐漸消失。 |
