耦合温度-压力-岩屑输送的实时钻井水力监测方法及多ECD监测框架研究

《Scientific Reports》：Coupled calculation of transient temperature, pressure and cuttings transport and its applications in drilling

　　水力监测是智能钻井的重要组成部分。尽管井筒温度、压力和岩屑输送已得到单独研究，但少有模型将这些因素全部纳入并用于实时监测。基于已有研究，本工作开发了一种针对井筒温度-压力场和瞬态岩屑输送的耦合方法，并提供灵活的求解方案。该方法支持简单钻井条件下的独立模拟和复杂工况下的耦合计算。提出了一种动态更新的修正策略以降低压力预测误差，并结合多曲线等效循环密度（ECD）监测方法以克服传统单曲线ECD方法的局限性。通过整合上述组件，构建了一套实时钻井水力监测框架。本文通过两个案例研究展示了该框架在钻井水力条件监测与分析中的应用。结果表明，瞬态井筒温度、压力以及岩屑输送显著影响井筒流动，在复杂井中尤为明显。多ECD曲线有助于工程师更好地评估水力状况，特别是在缺乏实测井底压力、采用基于立管压力（SPP）的ECD替代理论计算ECD的情况下。本工作提升了实时钻井水力监测能力，并为现场作业提供了实用指导。