充气钻井环空弹状流稳态流动模型与实例验证

发布时间：2022-12-03 22:56

　　国内外针对弹状流（段塞流）管流的力学模型研究很少,且计算误差较大,无法应用于钻井工程。为此,针对充气钻井开展环空气液弹状流稳态力学模型研究,可准确预测和设计井筒流体参数。首先,借鉴国外研究成果,对钻井气液两相管流型态进行描述分析,推导出环空弹状流与泡状流的转换判别关系式,认为环空充气钻井液主要出现泡状流和弹状流两种流型,且充气钻井井深小于300 m的环空内为弹状流。然后,建立环空弹状流单元的物理模型,并对其流动参数进行解析计算。依据管流机械能守恒定律,建立充气钻井环空弹状流稳态力学模型,并给出数值解法。通过两井连通充气钻水平井（DNP02井）的实钻模拟,计算出的环空流动参数与现场实测数据非常吻合,误差小于5%。证实模型的理论体系完整,计算结果满足钻井工程需求,具有很好的通用性。 

【文章页数】：8 页

【文章目录】：
1 钻井气液两相管流形态描述
2 充气钻井环空弹状流力学模型
    2.1 假设条件
    2.2 模型基本参数
    2.3 环空弹状流型判别
    2.4 环空弹状流物理模型
    2.5 环空弹状流力学模型
3 模型数值解法
4 实例验证
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]黏度对垂直管气液两相流压降的影响[J]. 甘庆明,雷宇,伍振华,薛姣龙,文雅,廖锐全.  科学技术与工程. 2019(19)
[2]水平管内气液两相流影响滑脱损失的实验研究[J]. 文雅,罗威,王景礼,廖锐全,鲁晓华.  科学技术与工程. 2019(04)
[3]混输管路气液两相流模型的建立与验证[J]. 王权,李玉星,赵鹏飞,刘昶,胡其会.  科学技术与工程. 2018(03)
[4]充氮气钻井井筒气液两相流流量设计图版与应用实例[J]. 杨虎.  科学技术与工程. 2017(18)
[5]基于离心法引发的气液两相环状流的数值模拟及流量测量研究[J]. 方召君,梁法春,谢振强,孙石涛.  科学技术与工程. 2017(02)
[6]充气钻井井筒压力分布规律模型适用性研究[J]. 闫铁,刘珊珊,毕雪亮,张越男.  石油矿场机械. 2015(07)
[7]井筒环空稳态多相流水动力学模型[J]. 尹邦堂,李相方,孙宝江,Zhang Hongquan.  石油勘探与开发. 2014(03)
[8]充气欠平衡钻水平井井眼净化规律研究[J]. 李小林,李皋,宋巍,崔广亮,陈佳,唐斌.  科学技术与工程. 2013(24)
[9]欠平衡钻井地层出气量对环空压力影响分析[J]. 唐斌,孟英峰,李皋,张婷,文春宇,陈佳.  科学技术与工程. 2013(22)
[10]欠平衡钻水平井附加套管注气方式及关键技术[J]. 杨虎,王利国,王峥,王磊.  石油学报. 2011(02)



本文编号：3707143