[发明专利]一种钻井液瞬态波动压力确定方法及系统

权利要求书

1.一种钻井液瞬态波动压力确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

对波动压力物理模型的流动区域进行按照设定的时间步长和距离步长进行网格划分，得到多个网格节点；

获取网格节点原始控制模型的特征线模型，根据得到的特征线模型获得原始控制模型的常微分计算模型；

获取特征线模型的在待求解时刻的前一时刻对应的特征节点的位置信息，根据与特征节点相邻的网格节点的速度和压力信息获取特征节点速度和压力，将获取的特征节点速度和压力带入常微分计算模型中，得到待计算时刻的网格节点的波动压力计算模型；

利用波动压力计算模型得到不同网格节点在不同时刻的瞬态波动压力。

2.如权利要求1所述的一种钻井液瞬态波动压力确定方法，其特征在于，根据与特征节点相邻的网格节点的压力和速度信息采用插值算法得到特征节点的压力和速度信息。

3.如权利要求1所述的一种钻井液瞬态波动压力确定方法，其特征在于，计算边界条件，对流动区域施加边界条件，设定初始条件，对网格节点进行求解变量初始化并按照时间步长，利用波动压力计算模型推演得到不同时刻、不同网格节点处的瞬态波动压力。

4.如权利要求3所述的一种钻井液瞬态波动压力确定方法，其特征在于，所述流动区域划分为管柱内流动区域、环空流动区域及管柱下方流动区域，运动管柱流动区域为管柱模型内的区域，环空流动区域为管柱模型与井壁模型之间的区域，管柱下方流动区域为管柱模型下方的流动区域。

5.如权利要求4所述的一种钻井液瞬态波动压力确定方法，其特征在于，计算管柱内流动区域井口节点的压力、速度信息、计算环空流动区域井口节点的压力速度信息、计算管柱内流动区域、环空流动区域和管柱下方流动区域交汇处节点的压力和速度信息，将计算得到的压力和速度信息作为施加的边界条件。

6.如权利要求1所述的一种钻井液瞬态波动压力确定方法，其特征在于，所述原始控制模型包括质量守恒模型和动量守恒模型，相应的，分别根据质量守恒模型和动量守恒模型获取第一特征线模型和第二特征线模型，根据第一特征线模型得到第一常微分计算模型，根据第二特征线模型得到第二常微分计算模型，根据第一常微分计算模型和第二常微分计算模型得到波动压力计算模型。

7.如权利要求1所述的一种钻井液瞬态波动压力确定方法，其特征在于，时间步长和距离步长的确定方法为：

获取管柱模型的单管压力波速和流道弹性系数；

对单管距离步长进行初步计算；

对单管距离步长进行调节，根据调节后的单管距离步长得到时间步长；

根据调节后的单管距离部长和管柱的单管长度确定节点数；

根据确定的节点数得到距离步长；

8.如权利要求7所述的一种钻井液瞬态波动压力确定方法，其特征在于，根据管柱模型运动距离、管柱模型最大速度和加速度确定管柱模型运动时间，根据管柱模型运动时间和时间步长确定时间计算次数。

9.如权利要求7所述的一种钻井液瞬态波动压力确定方法，其特征在于，采用厚壁筒弹性理论得到管柱模型的流道弹性系数。

10.一种钻井液瞬态波动压力确定系统，其特征在于，包括：

网格划分模块：被配置为能够对波动压力物理模型的流动区域进行按照设定的时间步长和距离步长进行网格划分；

常微分计算模型获取模块：被配置为能够获取网格节点原始控制模型的特征线模型，根据得到的特征线模型获得原始控制模型的常微分计算模型；

波动压力计算模型获取模块：被配置为能够获取特征线模型的在待求解时刻的前一时刻对应的特征节点的位置信息，根据与特征节点相邻的网格节点的速度和压力信息获取特征节点速度和压力信息，将获取的特征节点速度和压力信息带入常微分计算模型中，得到待计算时刻的网格节点的波动压力计算模型；

波动压力计算模块：被配置为能够利用波动压力计算模型得到不同网格节点在不同时刻的瞬态波动压力。