| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 创新点摘要 | 第9-13页 |
| CHAPTER 1 Introduction | 第13-24页 |
| 1.1 Background | 第13-14页 |
| 1.2 Literature review | 第14-21页 |
| 1.2.1 PVT of oil based drilling fluids | 第14-17页 |
| 1.2.2 Multiphase Flow in drilling | 第17-20页 |
| 1.2.3 Dual gradient drilling | 第20-21页 |
| 1.3 Objectives of This Study | 第21-22页 |
| 1.4 Overview of Thesis | 第22-24页 |
| CHAPTER 2 Managed Pressure Drilling and Dual Gradient Drilling | 第24-40页 |
| 2.1 Managed Pressure Drilling | 第24-25页 |
| 2.2 MPD variations | 第25-27页 |
| 2.2.1 Constant Bottom-Hole Pressure | 第25-26页 |
| 2.2.2 Pressurized Mud-Cap Drilling | 第26页 |
| 2.2.3 Returns Flow Control | 第26页 |
| 2.2.4 Dual Gradient Drilling | 第26-27页 |
| 2.3 History of DGD | 第27页 |
| 2.4 Dual gradient drilling methods | 第27-33页 |
| 2.4.1 Riserless Mud Recovery | 第28-29页 |
| 2.4.2 Subsea Mudlift Drilling | 第29-31页 |
| 2.4.3 Controlled Mud Level | 第31-32页 |
| 2.4.4 Dilution | 第32-33页 |
| 2.5 Dilution dual gradient drilling | 第33-35页 |
| 2.5.1 Hollow glass sphere dilution DGD (HGS DGD) | 第33-34页 |
| 2.5.2 Liquid-lift dilution DGD | 第34-35页 |
| 2.5.3 Gas-lift dilution DGD | 第35页 |
| 2.6 Advantages and challenges of dual gradient drilling technology | 第35-36页 |
| 2.6.1 Advantages | 第35-36页 |
| 2.6.2 Challenges | 第36页 |
| 2.7 Reasons for using the oil based drilling fluids | 第36-38页 |
| 2.7.1 The advantages of Oil Based drilling fluids | 第37页 |
| 2.7.2 The disadvantages of Oil Based drilling fluids | 第37-38页 |
| 2.7.3 Discrepancy and Difficulty in study of OBDF compared to WBDF | 第38页 |
| 2.8 Summary | 第38-40页 |
| CHAPTER 3 The multiphase flow governing equations of Gas-lift Dual Gradient Drillingfor OBDF | 第40-63页 |
| 3.1 Multiphase Flow | 第40-41页 |
| 3.2 Two phase flow modeling | 第41-42页 |
| 3.3 Multiphase Flow in Well | 第42-43页 |
| 3.4 Pressure gradient prediction | 第43-45页 |
| 3.4.1 Homogenous Equilibrium Model | 第43页 |
| 3.4.2 Empirical Correlations | 第43-45页 |
| 3.4.3 Mechanistic Models | 第45页 |
| 3.5 Flow in an Annulus | 第45-52页 |
| 3.5.1 Flow-Pattern Classification in Annulus | 第45-47页 |
| 3.5.2 Flow Pattern Map | 第47-52页 |
| 3.6 Importance of solubility and bubble pressure point in gas-lift dual gradient drilling | 第52-54页 |
| 3.7 Determination of density and viscosity of OBDF below the POB | 第54-61页 |
| 3.7.1 Equivalent Circulating Density | 第54-55页 |
| 3.7.2 Frictional Pressure Loss | 第55-56页 |
| 3.7.3 Drilling Fluid Rheology | 第56-57页 |
| 3.7.4 Temperature and Pressure Dependent Rheological Properties | 第57-59页 |
| 3.7.5 Determination of density | 第59-61页 |
| 3.8 Summary | 第61-63页 |
| CHAPTER 4 Experimental study on the PVT behaviors of white mineral oil/Nitrogenmixture | 第63-79页 |
| 4.1 PVT study on two phase oil based drilling fluids | 第63-64页 |
| 4.2 Experiment detail for white mineral oil (#5) and Nitrogen | 第64-68页 |
| 4.2.1 Materials for experiment | 第64-65页 |
| 4.2.2 Apparatuses and procedure of experiment | 第65-68页 |
| 4.3 Interpretation of PVT data | 第68-70页 |
| 4.4 Results and verification | 第70-72页 |
| 4.5 New solubility and bubble pressure models | 第72-77页 |
| 4.6 Summary | 第77-79页 |
| CHAPTER 5 Simulation of Gas-lift Dual Gradient Drilling in the riser | 第79-104页 |
| 5.1 Method for simulating flow parameters in riser for gas lift dual gradient drilling | 第79-97页 |
| 5.1.1 Methodology | 第82-83页 |
| 5.1.2 Algorithm | 第83-84页 |
| 5.1.3 Algorithm Steps | 第84-87页 |
| 5.1.4 Determination of formation volume factor (FVF) | 第87-89页 |
| 5.1.5 Determination of mixture density | 第89-90页 |
| 5.1.6 Determination of volumetric flow rate | 第90-91页 |
| 5.1.7 Determination of void fraction and mixture velocity | 第91-93页 |
| 5.1.8 Determination of mixture viscosity | 第93-96页 |
| 5.1.9 Determination of mixture friction factor | 第96-97页 |
| 5.2 Results and discussion about effect of the new models on evaluating gas-lift DGD | 第97-102页 |
| 5.2.1 Optimization of gas flow rate | 第99-102页 |
| 5.3 Summary | 第102-104页 |
| Chapter 6 Simulation and advantages of gas-lift DGD with OBDF in deepwater drilling | 第104-118页 |
| 6.1 Entire well simulation | 第104-105页 |
| 6.2 Casing design for WBDF in deepwater drilling | 第105-110页 |
| 6.2.1 Casing and rig costs estimation in conventional and DGD for WBDF | 第108-110页 |
| 6.3 Casing design for OBDF in deepwater drilling | 第110-116页 |
| 6.3.1 Casing and rig costs estimations in conventional and DGD for OBDF | 第114-116页 |
| 6.4 Summary | 第116-118页 |
| Conclusions | 第118-121页 |
| References | 第121-130页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第130-131页 |
| Acknowledgements | 第131-132页 |
| 作者简介 | 第132页 |
