深水控压钻井隔水管系统连接作业窗口分析

深水控压钻井(managed pressure drilling,MPD)技术是深水钻井解决钻井液密度窗口较窄问题的重要钻井技术,但目前对于深水MPD隔水管系统连接作业窗口研究较少。基于欧拉-伯努利梁理论,在常规钻井隔水管数学模型的基础上,考虑管内高压及钻井液流速的影响,采用直接刚度矩阵法建立深水MPD隔水管系统理论模型,采用有限元法对理论模型进行离散并采用MATLAB软件开发MPD隔水管数值计算求解器。以南海某1600 m深水井为例,在同样的计算参数下,分别使用本文求解器与ABAQUS软件计算MPD隔水管系统的力学响应,结果表明本文求解器与ABAQUS软件计算结果吻合良好。在此基础上,开展深水MPD隔水管系统连接作业窗口分析,并研究管内高压和钻井液流速对作业窗口的影响。研究结果表明,管内高压对MPD隔水管连接作业窗口影响较大,而钻井液流速对作业窗口影响较小,MPD隔水管连接作业窗口稍大于常规隔水管连接作业窗口,从而可提高深水钻井时效。