气体钻井偏心环空气固两相流模拟研究

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1、第32卷第1期石油钻采工艺V01．32No．12010年1月0ILDRILLING&PR0DUCTIONTECHN0L0GYJan．2010文章编号：1000—7393(2010)()l一002204气体钻井偏心环空气固两相流模拟研究朱红钧林元华田博明传中朱伟(1．西南石油大学石油管力学和环境行为重点实验室，四J成都610500；2．塔里木油田公司，新疆库尔勒841000)摘要：国内气体钻井技术仍处于发展阶段，井内流场分布及工艺参数研究方面还不成熟，尤其是在气体钻井过程q-发生偏心时环空内的流场分布变化研究较少。基于流体动力学方法，利用FLUENT软件对气体钻井时环空内

2、气固两相流场进行了数值模拟研究，模拟发现偏心环空中岩屑流速偏离对称分布，在倾斜井眼中有明显增加，最大速度在环空厚度较大处发生；钻柱旋转使环空压降增大，而随井斜角的增大，压降逐渐减小；偏心环空的岩屑浓度较大，随钻柱旋转速度的增大先增后减，而随井斜角的增大而增大。数值模拟气体钻井形象直观地反映了井内各参数的分布情况，为进一步设计技术参数提供了有效的依据。关键词：偏心环空；气体钻井；气固两相流；数值模拟；FLUENT中图分类号：TE242．6；TE252．3文献标识码：ANumericalsimulationofthegas-cuttingsflowpropertiesine

3、ccentricannulusbygasdrillingZHUHon~un，L1NYuanhua，TIANB0，MINGChuanzh0ng，ZHUWei(1KeyLaboratoryfoMechanicalandEnvironmentalBehaviorofTubularGoods，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China；2．PetroChinaTarimOilfieldCompany，Karamy841000，China)Abstract：Gasdrillingtechnologyisbeingdevelop

4、edinChina，researchondistributionofflowandparametersofgasdrillingisstillintherough，especiallytheresearchonthedistributionofflowpropertiesineccentricannulus．Basedonthecomputationfluiddynam—icsmethod，thegas—cuttingsflowpropertiesineccentricannulusaresimulatedbyFLUENT．Thevelocityofcuttingsis

5、asymmetricalineccentricannulusanditincreasesobviouslyininclinedborehole．ThemaximumvelocityOCCULTSinthemajoreccentricannulus．Thepressurefallincreaseswhendrillstringrevolves，anditdropsgraduallywiththeaugmentofdeviationangle．Theconcentrationofcut．tingsgetshigherineccentricannulus．Itfirstinc

6、reasesandthendecreseswhiletherotationspeedgetshigher．Anditincreaseswiththeaugmentofdeviationangle．Numericalsimulationofgasdrillingreflectsthedistributionofallboreholeparametersvividlyanddirectily,providinganeffectivebasisforfurtherparametersdesign．Keywords：eccentricannulus；gasdrilling；ga

7、s—cuttingsflow；numericalsimulation；FLUENT气体钻井是采用气体或含气流体作为循环工作的部分油气井也开始推广气体钻井技术，并取得了液的一种钻井技术，作为欠平衡钻井技术的一个分较好的效果。但整体技术还不够成熟，井内流场支，因其钻速快、成本低和对储层伤害低的显著特点分布的控制和工艺参数的选择上还需要进一步技术而倍受关注¨。20世纪90年代，美国、加拿大、欧洲攻关，尤其是钻井过程中发生偏心时环空内流场分一些国家开始了气体钻井技术的应用，并不断发展布的变化还没有相应的研究成果，其对工艺参数的完善。近年来，国内新