[发明专利]半潜式平台瞬态钻井井筒温度计算方法

权利要求书

1.一种半潜式平台瞬态钻井井筒温度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)应用初始条件

海水区所有节点的初始温度为对应深度处海水温度；地层区所有节点的初始温度为对应深度处地层原始温度；

2)根据钻井液总模拟循环时间和时间步长划分时间段，从初始时刻开始，累加时间，每一时间步的温度计算需要以上一时间步的温度场数据作为初始条件，迭代计算，直至收敛。

2.根据权利要求1所述的半潜式平台瞬态钻井井筒温度计算方法，其特征在于，所述步骤2)的温度场计算步骤如下：

A用二维数组Node记录上一时间步结束时的温度数据；

B将节点温度数据复制一份保存至二维数组NodeNew中；

C收敛状态记为“假”；

D以Node中的数据作为初始值按照钻柱内钻井液、钻柱管体、钻柱外环空、井筒界面、隔水管、地层的顺序按列依次计算各传热对象内所有节点的新时间步的温度数据，每一列节点的每个节点计算结束时都要比较新计算出的节点温度与NodeNew中保存的温度数据的差值，并记录在变量TDiff二维数组中，然后将新计算出的温度数据存入二维数组NodeNew中；

E找出数组TDiff中的最大值，若该值很小，则认为该时间步温度计算达到收敛，结束该时间步的迭代，将NodeNew中的温度数据复制到Node数组中，进入下一时间步；否则，重复步骤D直至收敛。

3.一种实现权利要求1所述方法的WHTSubmersible模拟器，其特征在于，包括以下19个模块：

DataInput函数是WHTSubmersible程序的数据输入函数，完成模拟井所有数据的输入；

TPField函数是WHTSubmersible程序的总功能模块，完成深水井筒温度场计算及数据存储功能；

GridGeneration函数根据模拟井的井身结构、钻具结构、海水深度对温度场求解域进行轴向和径向网格划分，存储网格节点的轴向和径向几何信息及介质信息；

TOriginGeneration函数根据海水和地层的垂直温度分布数据插值产生节点轴向深度处的原始温度；模拟器有两种方式建立原始温度剖面：根据海水和地层的温度分布关系式；根据实测海水和地层温度数据建立温度剖面，海洋油井海水段存在温跃层，地温也存在多个梯度；

Ini函数对求解域内网格节点变量应用初始条件，赋初值；

TInDrillStem函数、TDrillStem函数、TAnnu函数、TInterface函数、TRiser函数和TFormation函数分别用于计算钻柱内钻井液、钻柱管体、环空钻井液、环空外壁处、隔水管和地层内所有节点的温度；

HPipe函数、HAnnu函数、HAcross函数的功能分别是计算管流、环空流与内外壁两个的、液体横掠圆管的强迫对流换热系数；

ViscTM函数用于计算节点温度条件下钻井液的表观粘度；

Kbound函数可用于计算轴向或径向相邻节点控制体界面处的介质热导；

TriDiag函数用来求解具有三对角矩阵形式的代数方程组。