地层静温预测的非牛顿流体数学模型!-物理学报.PDF

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 +’ $$+ ， ， ， DEF )+’ CE ) G7HIJ5IK $$+ （ ） !$$$*#$9$$+9+’ $ 9$:$*$+ ;=; ?@AB; ABCB; !$$+ 412 ) 4KL ) AEM ) 地层静温预测的非牛顿流体数学模型! ）） ） ） ! # ! 郭永存 曾亿山 卢德唐 !）（中国科学技术大学力学和机械系，合肥 #$$% ） ）（安徽理工大学机械系，淮南 #$$!） # ）（合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥 #$$$ ） （ 年 月 日收到； 年 月 日收到修改稿） $$’ ’ !% $$’ ( ( 根据热力学参数、泥浆参数及井筒结构参数等，先选定一个地层温度梯度进行计算，得出泥浆出口温度 将此 ) 计算值与实测温度值比较，按照比较结果再修正所选的地层温度梯度 如此反复，直到得出合理的地层温度梯度 ) ) 在此基础上，从热力学及流体力学等有关方程出发，经过推演得到井壁上温度随深度变化以及地层温度分布的数 学模型 由于钻井过程中泥浆、岩石及其温度场间是相互作用、相互影响的，这为研究热 流 固耦合渗流过程的理论 ) * * 与应用提供了一种新的方法) 关键词：温度梯度，非牛顿流体，数学模型 ： !## ’(++, 对于钻井液可以认为是不可压流体，但由于泥 !/ 引 言 浆的黏稠性，不可能用牛顿流体来处理，必须采用非 牛顿流体，对非牛顿流体这里研究的是宾汉流体和 钻井时，由于地层温度梯度的影响，钻井液通过 幂律流体) 例如高固相泥浆及加重泥浆其流变特征 与地层交换热量，使得地层出现温度分布不均现象， 近似宾汉流体，低固相泥浆及加入稀释剂的泥浆，其 ［— ］ 这种分布使钻井液温度有所升高，导致泥浆入口与 流变特征近似幂律流体% ) 出口温度有所不同 这是温度场变化、流体渗流及岩 由于流体的特性参数对热传导有重要的影