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《空气钻井环空气固两相流三维数值模拟》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第40卷第9期当代化工Vo1.40,No.92011年9月ContemporaryChemicalIndustrySeptember,201I空气钻井环空气固两相流三维数值模拟牛罡,吴明,王红莹,王健,胡金文(辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001)摘要:应用CFD软件对空气钻井环空气固两相流动进行数值模拟研究。模拟结果显示,不同入口速度条件下,压强分布的趋势基本一致,气体入口速度越大,压强速率变化越快;在斜井中,空气和岩屑的速度分布并不均匀,环空区域明显大于近壁面区域,最大流速发生在井筒环空区域上部,当气体流速与岩屑速度接近时,携岩效果并不理想;井筒内岩屑浓度的分布
2、并不相同,环空区域岩屑的平均浓度明显大于近壁面处。关键词:气体钻井;数值模拟;欠平衡;EULER模型中图分类号:TO019文献标识码:A文章编号:1671—0460(2011)08—0985—03Three—DimensionalNumericalModelofAirSolidTwo-phaseFlowinAirDrillingNIUGANG,WUMING,WANGHONG-ying2,WANGJIAN,HUJIN-wen(CollegeofPetroleumEngineering,LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001,China)
3、Abstract:Thegasdrillingisadrillingtechnologythatusesairorgasasmediumtocarrydrillingcuttings.Becausethetechnologyhasfastmachinerydrillingspeed,lessdamagetothereservoirandsoon,ithasgainedmuchattention.InthisDaper,CFDsoftwarewasusedtonumericallysimulateairsolidtwo.phaseflowinairdrilling.Thesimulati
4、onresultsshowthatundertheconditionofdiferentinletvelocity,pressuredistributiontrendisbasicallyidentical,thebiggergasinletvelocity,thefasterthepressureratiochange.Intheinclinedwell,velocitydistributionsofairanddebrisarenotuniform,velocitydistributioninannularspaceissignificantlygreaterthanthatnea
5、rwall,maximumvelocityoccursinboreholeannularspaceupside,whengasvelocityapproacheswithcutingsspeed,carryingcutingsefectisnotgood;Cutingsconcentrationdistributioninboreholeisnotuniform,andcutingsconcentrationinannularspaceisbiggerthanthatnearwal1.Keywords:Gasdrilling;Numerica1simulation;Underbalan
6、ced;EULERmodel气体钻井是采用空气、氮气等气体作为循环工钻井环空气固两相流动进行三维数值模拟。对其压作液的种钻井技术,作为欠平衡钻井技术的一个强分布,流速,各组分浓度分布的规律进行分析研分支,因其钻速快、成本低和对储层伤害低,有利究,以求有效衡量空气的携岩能力和冲蚀效应,为于环保,近年来在国内外应用越来越普遍Ⅲ。20世生产实践提供必要的参考。纪70-80年代,欧、美等一些国家开始了气体钻井1算例与研究分析技术的应用,并取得快速发展。我国在上世纪60年代对四川盆地进行了气体钻井的早期探索。近年以川东北地区某工程钻井参数建立数学模型。来,国内新疆。、长庆、玉门等油田的部分油气井
7、已取井斜7。的10m环空钻井段进行模拟分析,井眼经开始应用气体钻井技术,并取得了长足进展,但316.5ram(环空外径),钻杆127mm(环空内径),整体技术还显得不够成熟p。尤其是对空气钻井过套关于钻杆的绝对粗超度为0.04678mm,岩屑密度程中发生偏心时环空内流场分布的变化仍需进一步2600kg/m,比热1100J/(kg·K),导热系数为0.3研究。在国内孟英峰等人采用气体单相流动模W/(m·K)。气固两相混合物从下部人口进入,岩屑型对
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