DRILLNET 2.0------第四章 DrillNET工程模型

       在DrillNET中的工程模型几乎涵盖井眼设计、钻井工程和完井工程的各个方面。每个方面的功能概括如下：

井眼稳定

1、孔隙压力的预测 可以使用5种不同的方法预测孔隙压力。这些方法依赖于用户输入有效的数据。这5个选项使用了密度，DC指数，电阻率，传播速率和地震叠加数据--Pennabaker 图表。这些方法可以帮助您区分异常高压与正常压力，结果是让您准确的选择套管鞋的下入深度。

2、井眼稳定  分析垂直井眼和倾斜井眼在物理和化学条件下的稳定性。它们可以在实际操作前预先做好分析。线性孔隙弹性模型被用来预测井眼的稳定性、泥浆密度范围值和井筒的压力值。稳定性设计的关键参数同样也被提供给用户。

井眼轨迹设计

3、轨迹设计 是生成井眼测量数据的一项复杂的软件应用程序。这个模块操纵这井眼轨道的数据包括有：测量数据的输入，测量数据的修改，井眼路径的设计以及井眼轨迹的预测。这个模块可以帮助你：(1)在井眼轨道设计阶段来设计井眼路径。(2)使用当前井底的BHA是否能达到与设计相符合的井眼轨迹。(3)确定中靶的造斜率。(4)确定轨迹是否还有富余位移。(5)打印每日的晨报(包括挂图)。

4、防碰分析 对相邻的多个井眼执行一个防碰分析。防碰分析的工具从相对简单的井眼碰撞检测，3D近距离图到更复杂的多井相邻防碰分析。模块分析会因测量的方式和仪器的原因造成测斜不准和误差。   

套管

5、套管设计 这部分已被更新，它的主要功能是设计套管来验证其下入井底的可行性分析。它用来模拟设计的套管串的在实际中承受的物理压力状态。很多潜在的因素都会被考虑进去。它主要用于计算套管承受的应力规律，同样可以作为一个用户定制文件保存，这样你的公司可以很容易的去使用它们。

6、固井设计 可以用来分析井筒中复杂的多相流体。尽管这个模块最初是用于固井，这个程序可以用于井筒中多相流动的流体的操作。利用U形管的原理，计算在井底的压力和裸眼段环空的ECD值。许多潜在的问题都可以解决，在设计阶段使用这个模块可以避免很多问题。

7、套管磨损 用于计算和监测套管磨损的程度。由于钻杆或者其他钻具在套管中旋转而接触套管造成了磨损。这个模块最初是DEA-42套管磨损技术公司赞助开发的。无论是在海上平台使用还是在陆地，它可以准确的预测套管磨损的位置和磨损程度。

8、计算套管扶正器的间隔 给出一个套管串和井壁之间的距离值。套管扶正器被设计成为一个防止套管与井壁接触的附件，而这个计算模块将给出扶正器的安放间隔，来防止套管与井壁的接触。因此，可以提高水泥浆在环空中驱替泥浆的几率，来提高固井质量。

9、尾管固井时管串的扭矩和摩阻 计算尾管固井时管串下入的扭矩和拉伸/压缩载荷。在固井期间，当水泥浆在尾管中还未流到尾管鞋处时将会发生扭矩超载的现象。增加这个向下冲击的载荷是因为水泥比井浆重，或者是前置液刚出套管时也会产生。在这种情况下可能会顺坏旋流管或者尾管悬挂器。为了预防这种情况发生，那么扭矩和拉伸载荷就应该被考虑。

管具力学

10、钻具的扭矩、摩阻 这个模块分析轴向的旋转的载荷，钻柱的扭矩和摩阻的开发是在井眼起下钻中进行的。它同样要计算出极限的边界范围来保护钻柱不受损坏。对于压缩载荷，它会产生正弦屈曲、螺旋屈曲、无屈曲的状态。这个模块广泛用于水平井和大位移井的设计和监测。同样也可以用于套管串、尾管等管串中。

11、钻柱寿命预测  预测钻具的疲劳损伤。提供了两个机械模型：(1)钻具疲劳(2)钻具的裂缝发育模型。疲劳模型计算钻杆的弯曲应力和预测井眼曲率/狗腿度的范围，疲劳模型给出钻柱旋转范围与疲劳损坏之间的关系。当疲劳累积损伤达到100%时会出现疲劳破坏。裂纹发育模型是基于埃克森管材的相关性，预测钻具检查的间隔时间，来防止钻具疲劳的发生。

12、三轴应力 计算管体的在抗内压、抗挤的压力限制范围。通过三轴、双轴、API三种方法来分析。这个程序同样还进行钻具的内部、外部压力、狗腿度、管具直径与壁厚比的三轴应力分析。

井筒水力设计

13、循环水力参数 评估钻井、完井和修井作业中的液流水力参数。这个模型几乎覆盖了水力参数的各个方面。它包括压降、流态、当量循环密度(ECD)，喷嘴选择和井筒清洁效率，体积排量等。

14、井涌和溢流的水力计算  这个模块计算在井涌条件下的环空压力和井底的ECD值。

15、欠平衡钻井的水力参数设计  它用在钻、完井操作中的压力设计和监测。这个强大的水力参数模型包括：计算速率，压力和密度分布；连续油管作业；3D井眼轨迹的处理；井涌；设计飞机、潜艇的流场；包括用输入的参数来压力匹配窗口。这个模块可以用来设计空气、气体、充气流体、泡沫和泥浆的水力参数。

16、高温高压井眼的水力参数 它用于对高温高压井的设计。这个模型计算压力分布和循环路径中的摩擦压力损失，钻井过程中钻杆内外的泥浆流变参数的计算。

17、小井眼的动态压井  用于解决小井眼的井控这个特别关注的问题。常规井控技术是基于环空压力的损失是占总循环损失的一小部分这一假设的。而在小井眼中这一假设是不正确的，小井眼的环空损失占循环压力损失的很大一部分。这个模块可以计算小井眼中相应的压降。

18、井眼的地热模拟 用于模拟预测井底和周围地层的温度。该模型考虑了自然对流和强制对流，它们在井眼内的传导，以及周围的岩层内的热传导。井眼中的各种操作都能被模拟，它们包括(1)液体或蒸汽的注入(2)液体和蒸汽的产生(3)液体的正反循环(4)气体的正循环。

井控

19、压井施工单  它为海上或者陆地平台来设计或分析3D井眼的井控技术。它包括司钻压井法和工程师压井法。这个模块计算好所有压井的信息并且绘制出施工过程中钻具压力变化的图表。这个模块包括一些模拟模式来训练如何处理这类事情。

井涌模拟 用于仿真复杂的多项流体，为气体涌出井筒而设计开发的模块。它可以处理司钻压井法和工程师压井法，采用宾汉塑性和幂流体模型来计算摩擦压力。这个模型可以计算压井液密度，钻柱压力变化图表，和压井施工单。它能预测压力的变化和套管鞋处的ECD值，计算出您指定点的水利参数数据。井筒中的ECD最大值同样也可以被计算出来，与空隙-裂缝压力梯度相比较。这个结果用于确定井控设备是否足够满足当前的需要。