页岩气钻井岩屑运移规律仿真分析

发布时间：2021-02-23 03:33

　　页岩气水平井钻井过程中岩屑在重力作用下极易在斜井段及水平段中沉积形成岩屑床,清洁难度大,进而导致井底高摩阻、高扭矩和阻卡,严重时造成卡钻、钻具断落井下安全事故。基于液固两相流理论,建立了三维井眼环空岩屑运移模型,通过控制变量法分别分析了钻杆转速、排量、岩屑粒径、偏心度、井斜角度等因素变化对环空井筒岩屑体积分数及运移轴向速度的影响规律。研究结果表明:随着转速和钻偏心度增大,岩屑体积分数降低及轴向速度增大;岩屑粒径增大,岩屑体积分数增加及轴向速度降低;随着井斜角降低,岩屑体积分数降低及轴向速度增加。可见提高转速、钻井液排量和控制钻头破坏岩屑粒径大小有利于提高井眼清洁,降低井下安全事故。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(28)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

环空模型示意图

为了得到岩屑在环空中的运移状态,取钻井液密度 ρ=2 100 kg/m3,岩屑粒径d=3 mm,黏度μ=30 mPa·s,入口流速v=1.5 m/s,钻杆钻速100 r/min,偏心度0.3。经FLUENT分析,模拟出不同排量岩屑床运移规律和不同时刻的岩屑体积分数云图,分别如图2、图3(a)所示,从图2、图3(a)中可以看出,随着时间的推移,岩屑床运移的距离越来越大,且岩屑床形状逐渐变得扁平而细长,集中的岩屑床逐渐被冲散。图3 不同转速岩屑运移云图

不同转速岩屑运移云图

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3046951