Уравнение выражающие сохранение массы и момента для системы компонентов бурового раствора
Основополагающими уравнениями являются уравнения, выражающие сохранение массы и момента для системы компонентов бурового раствора, применяемого при бурении. В случае сохранения массы рассматриваются такие компоненты потока бурового раствора как:
• сохранение массы свободного газа, поступающего из продуктивного пласта,
• сохранение массы свободного лифтового (закачиваемого) газа,
• сохранение массы бурового раствора,
• сохранение массы растворенного газа,
• сохранение массы пластовой нефти,
• сохранение массы пластовой воды,
• сохранение массы выбуренного шлама,
Для уравнения сохранения момента не используется уравнение полного сохранения общего
момента. Вместо него используется уравнение равновесия давления.
Вспомогательные составные модели.
Для решения системы представленных выше уравнений необходимо получить больше
информации при помощи вспомогательных моделей, которые дают математическое
описание других процессов. К некоторым из этих вспомогательных моделей относятся:
• Плотность бурового раствора (с учетом влияния растворенного газа, частиц выбуренного
шлама, добываемой нефти и воды).
• Плотность лифтовых газов (рассматриваются два отдельных газа - газ, закачиваемый
через кольцевое пространство, и газ, закачиваемый через бурильную колонну).
• Плотность добываемого газа (плотность газа, поступающего из продуктивного пласта).
• Транспортировка свободного газа (все три возможных вида свободных газов
транспортируются с одинаковой скоростью, эта скорость зависит от состояния системы
в конкретный момент времени и от конфигурации ствола скважины).
• Расход закачиваемого газа (рассматриваются два отдельных значения расхода
закачиваемого газа - для газа, закачиваемого через бурильную колонну, и для газа,
закачиваемого через кольцевое пространство).
• Величина притока флюидов из продуктивного пласта (величина притока флюидов из
продуктивного пласта рассчитывается по соответствующей модели продуктивного
пласта, возможно моделирование продуктивного пласта, сложенного как матричными
породами, так и трещиноватыми породами).
• Массовый расход выбуренного шлама (массовый расход, при котором происходит
образование шлама, зависит от диаметра ствола скважины, механической скорости
бурения и плотности пород).
• Скорость растворения лифтового газа (модель растворимости газа для закачиваемого
газа).
• Скорость растворения добываемого газа (модель растворимости газа для пластового
газа)
• Реологические характеристики бурового раствора (имеются три реологических модели).
• Потери давления на трение (имеются модели для определения потерь давления как для
однофазового, так и для многофазового потоков).
• Локальные потери давления (изменения перепада давления через определенное сечение).