寄生管充气钻井环空多相流流动特性研究.pdfVIP

石 油 机 械 — 4 — CHINA PETROLEUM MACHINERY 2011 年 第 39 卷 第 3 期 专题研究  * 寄生管充气钻井环空多相流流动特性研究 1 2 1 1 1 2 李根生 刘文旭 黄中伟 田守嶒 马东军 吴延泽 ( 1. 中国石油大学 ( 北京) 油气资源与探测国家重点实验室 2. 中国石化集团 国际石油工程有限公司) 摘要 针对寄生管充气钻井技术 的特征 ，选用 Hasan 多相流计算模型 ，确定 了井筒环空 的流 型和压 降计算方法 ，给出 了编程求解 的计算流程 。利用新疆某充气欠平衡 井的数据进行计算 ，对 井筒压力、流型变化、含气体 积分数随注气量、钻井液排量、井 口回压的变化规律进行了研究 。 在寄生管充气钻井的过程中 ，井筒环空压力随注气量 的增大而减小 ，随钻井液排量 的增大而增大 ， 随井 口回压的增大而增大 。井筒环空中 的含气体 积分数随注气量 的增大而增大 ，随钻井液排量 的 增大而减小 ，随井 口回压的增大而减小。井筒环空中 的流型转换点 随注气量 的增大而下移 ，随钻 井液排量 的增大而上移 ，随井 口回压的增大而上移。 关键词 寄生管 充气钻井 井筒环空 多相流 流动特性 压力 降 流流动特性进行研究 ，为现场的应用提供参考 。 0 引 言 1 寄生管充气钻井工艺技术 充气钻井工艺是指钻井时将一定量 的可压缩气 体通过充气设备注入到液相钻井液 中作为循环介质 1. 1 寄生管充气钻井技术原理 。 ， 1 。 的工艺 常用注入气体是空气和氮气 此外还有二 图 是寄生管充气钻井示意图 这种结构是通 氧化碳 、天然气和柴油机尾气等 。按充气方式分为 过把小直径 的油管柱 固定在裸眼段上面的套管柱外 ( ) ( 。 ， 地面注入法 立 管注入法 和强化充气法 寄生 来实现的 带有寄生油管 的套管柱 按正常工序下 、 、 ) 。 。 ， 管注入法 同心管注入法 连续油管注入法等 入并封 固在井里 在套管周 围注水泥时 要注意保 。 ， 寄生管注入法是解决立管注入井 内的两相流不 持寄生管管线 的畅通和清洁 水泥凝 固后 不可压 稳定 、流态变化大和脱气严重 ，特别是在井深 比较 缩 的钻井液会直接从钻柱 内向下流至钻头 ，经钻头 ， 。 ， 深时 不能通过加大注气量来 降低钻井液当量密度 通过环空上返至地面 在钻井液循环 的过程 中 高 ［1］