固井环空水泥浆顶替流动机理研究

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1、固井环空水泥浆顶替流动机理研究：顶替效率是影响固井质量的重要因素，顶替过程中能否将残余泥浆完全顶替对固井质量有重要的影响，为了更好地了解和掌握水泥浆顶替效率降低而引起地下窜槽对粘砂套管固井质量的影响，从粗糙表面套管井的水泥浆的顶替效率角度出发，开展了粘砂套管顶替效率的理论与实验研究，以验证粘砂套管影响固井质量程度。　　Abstract：Substitutionefficiencyisanimportantfactorofcementingquality.udpletelyhasanimportantinfluenceonthecem

2、entingqualityduringtheprocessofsubstitution.Forabetterunderstandandmasteroftheinfluenceofadhesionsandcasingcementingqualityentpasteduetoundergroundchanneling，entalresearchoftheadhesionsandcasingsubstitutionefficiencytoprovetheeffectdegreeofcementingqualitybytheadhesion

3、sandcasingfromthepointofsubstitutionefficiencyofroughsurfacecasingentpaste.　　关键词：固井质量；顶替效率；水泥浆；流体流动　　Keyentingquality；substitutionefficiency；cementpaste；fluid-flo/s；D2为环空直径，m；D1为套管直径，m；？啄为流核宽度，m。　　2水泥浆顶替流动状态的确定　　根据相似原理知道雷诺数是表示惯性力和粘滞力对比关系。雷诺数较小，说明惯性力较弱，粘滞力居主导地位，流动呈层流状态；

4、雷诺数较大，表明惯性力占主导地位，流动呈紊流状态。在工程上一般取圆管的临界雷诺数：　　Rec=2000（3）　　当Re？燮2000时，流动为层流，当Re？叟2000时，即认为流动已经为紊流。雷诺数的表达式：Re=■（4）　　利用量纲理论，可得：CD=f（Re）（5）　　对于球体：CD=FD/■？籽V2∞d（6）　　Re=？籽V∞d/v（7）　　式（2-6）经过整理可以导出：FD=■？籽V2∞dCD（8）　　式中FD为流体绕流的压差阻力；V∞为流体的流动速度；为球体的直径。　　3实例研究　　已知：Re=196mm，Rh=245mm，水

5、泥浆密度？籽c=1.2g/cm3，泥浆密度？籽m=1.2g/cm3，nm=nc=0.5，Km=Kc=0.8PaS2，T=6min，粘砂砂粒2～4mm，4～6mm，用逐步逼近的方法（Jacobi迭代法）求解方程，数值解结果如图2：　　计算结果得出：随着顶替速度的增大，顶替效率在逐渐增大，当速度达到某一值时，顶替效率突然增大，此时的顶替速度称为临界顶替速度。当顶替速度达到再继续增加时，对光滑套管而言，顶替效率基本达到100%，而表面粗糙套管顶替效率达到80%左右，而且顶替效率并不随着顶替速度的增大而持续增大，表明剩余的泥浆无法顶替。：顶

6、替效率是影响固井质量的重要因素，顶替过程中能否将残余泥浆完全顶替对固井质量有重要的影响，为了更好地了解和掌握水泥浆顶替效率降低而引起地下窜槽对粘砂套管固井质量的影响，从粗糙表面套管井的水泥浆的顶替效率角度出发，开展了粘砂套管顶替效率的理论与实验研究，以验证粘砂套管影响固井质量程度。　　Abstract：Substitutionefficiencyisanimportantfactorofcementingquality.udpletelyhasanimportantinfluenceonthecementingqualityduri

7、ngtheprocessofsubstitution.Forabetterunderstandandmasteroftheinfluenceofadhesionsandcasingcementingqualityentpasteduetoundergroundchanneling，entalresearchoftheadhesionsandcasingsubstitutionefficiencytoprovetheeffectdegreeofcementingqualitybytheadhesionsandcasingfromthe

8、pointofsubstitutionefficiencyofroughsurfacecasingentpaste.　　关键词：固井质量；顶替效率；水泥浆；流体流动　　Keyentingquality；substitutioneffi