苏 雄， 杨明合， 陈伟峰， 张 俊

（1.中国石油钻井工程重点实验室长江大学研究室，湖北武汉 434000；2.中国石油集团工程技术研究院有限公司，北京 102206；3.中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院，新疆乌鲁木齐 834000）

顺北一区油气井垂深大、井筒温度高，部分井最高温度超过170 ℃，而国内现有测量仪器的抗温能力在155 ℃左右。循环温度超过测量仪器抗温能力时，会出现探管烧毁和无信号等问题，影响小井眼超深井的钻井安全和效率。因此，需要研究井筒循环温度场分布及其变化规律。

目前，主要用解析法[1–2]和数值法[3–5]分析井筒温度分布规律，并取得了许多较有代表性的研究成果[6–8]。其中，G.P.Willhite[8]基于井筒非稳态换热机理，考虑井筒流体的热对流、钻柱轴向热传导、钻柱与流体对流换热，以及套管、水泥环、地层间的热交换作用，根据能量守恒原理，运用数值法建立了井筒温度场的微分方程控制组，采用有限差分、有限体积或有限元方法求解；并且，进一步考虑了摩擦热[9]、轴向导热和钻井液径向温度梯度、套管下深长度及溢流[10]等因素的影响，使计算结果更接近于实际。

为了更好地解决顺北一区小井眼超深井存在的问题，笔者首先以Willhite模型[8]为基础，参照顺北一区某水平井，建立了井筒瞬态温度场数学模型，通过分析参数对井筒循环温度的影响规律[11–12]，提出了“临界温度井深”概念；然后基于该概念，对钻井液的流变性、热属性、排量、入口温度和钻柱的热属性等7个参数进行了敏感性分析，绘制了临界温度井深综合图版；……