卡森模式流变参数非线性估计的改进算法

通常对卡森模式流变参数进行非线性估计的求解过程相当复杂,针对这一问题,提出了一种基于非线性回归的改进算法。该算法不仅将流变参数估计转化为求一元函数的最小值问题,而且还给出了目标函数搜索区间上界和下界的确定方法。通过大量实测数据对一元目标函数进行计算的结果显示,其为搜索区间上的单峰函数,可采用二分法、黄金分割法及Fibonacci法等一维搜索法求解。改进算法计算稳定,无须设初始值,收敛速度快,且易于计算机编程。经实例计算验证,该算法所得的流变参数是基于最小二乘意义下的最优估计。

卡森模式流变参数的合理表达及公式推导分析

钻井液卡森模式中流变参数ηc^(1/2)、τc^(1/2)的计算公式在各类资料中不尽相同,给卡森模式的推广应用带来困扰。现从卡森模式的两个基本经验公式出发对流变参数ηc^(1/2)、τc^(1/2)进行推导,对比分析并找出公式差异的原因:除个别因采用基本经验公式的细微差异造成不同外,其余均为使用单位的不统一和^(1/2)次方共同作用的结果。其中,流变参数τc^(1/2)因基本经验公式差异而得出两种不同表达,进一步将两种τc^(1/2)用于24种钻井液不同速梯下的切力推算,并与实测钻井液切力数据进行精度对比分析,评估更为合理的经验公式。根据验算结果并参照常用钻井液单位习惯,推荐卡森模式流变参数的合理表达为:ηc^(1/2)=1.195(θ600^(1/2)-θ100^(1/2)),mPa·S;τc^(1/2)=0.493[(6θ100)^(1/2)-θ600^(1/2)],Pa。结尾对卡森模式应用于钻井液流变学的优势特点及下部需要深入研究的方向进行了展望。

钻井液卡森模式流变参数非线性最小二乘估计新算法

针对卡森流变方程的特点,提出了一种非线性最小二乘估计的新算法。该算法不需要人工给定迭代初始值,迭代过程稳定的收敛到参数允许区域中的唯一最小点,不会陷入极小点陷阱,存储需求量小,收敛速度快。新算法是一个全局优化算法,所得到的流变参数估计具有拟合残差近似无偏性和方差几乎为最小的特征。利用实际钻井液数据计算的实例表明,新方法具有比线性回归方法更小的拟合方差、相近的均值及优良的拟合残差统计特性。该方法可以应用到钻井液卡森流变模式流变参数的确定、钻井液流变模式优选及钻井液性能调整和评价等方面。

基于卡森流体的水平井波动压力预测新方法

针对水平井钻井过程中产生的波动压力问题提出了一种新的预测方法。以钻井流体力学理论为基础,阐述了水平井环空波动压力的流动物理模型,考虑管柱偏心对钻井液流动规律的影响,从一维稳定流动的基本方程和卡森模式的本构方程出发,引入卡森流体在水平井偏心环空轴向层流的流量模型,进而结合管柱在不同现场工况下的环空流量方程,使用mathematica软件进行数值模型的计算,最终建立了预测水平井各个井段波动压力的新模型。实例计算表明:该方法计算简单快捷,预测准确,对水平井钻井过程中的安全控制具有重要的指导意义。

大牛地气田无土相钻井液流变模式优选

大牛地气田无土相钻井液实例计算表明,赫巴模式的相关系数最大,残差平方和最小,其次是卡森模式、幂律模式,最差的是宾汉模式,建议优先选用赫巴模式。