气体钻井携岩关键点多相流动规律研究.docxVIP

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气体钻井携岩关键点多相流动规律研究.docx

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第33卷第1期2011年1月

石油钻采OILDRILLINGPRODUCTION

工艺

TECHNOLOGY

Vol.33No.1Jan.2011

文章编号：1000-7393(2011)01-0016-03

气体钻井携岩关键点多相流动规律研究

肖国益赵向阳2孟英峰2朱化蜀1练章华2李皋2

(1.西南油气公司工程技术研究院，四川德阳618002;

2.西南石油大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室，四川成都610500)

摘要：气体钻井环空井径的扩大与缩小、部分泥包、变径截面等对环空流场和岩屑运移的影响很大。建立了气体钻井携岩关键点多相流动物理模型、数学模型，采用室内大型流动实验、CFD数值模拟和现场实例验证的手段，对携岩关键点进行多相流动分析发现，变径截面—钻铤与钻杆过渡点、套管井段与裸眼井段的过渡点、井径的扩大与缩小井段，钻杆某处的泥包点，这些点由于边界层分离而形成的尾涡回流区，岩屑在这些回流区容易滞留、堆积，在这些回流区容易导致携岩不畅。气体流经钻杆与钻铤交接面处，气体的压力、速度都相应减小，在此处的气体携岩动能最小，环空岩屑浓度最大。最小气量的选择应该以携岩关键点处所需的最小能量为一个参考依据。

关键词：气体钻井；携岩关键点；多相流动；数值模拟；规律研究

中图分类号：TE242.6文献标识码：A

Researchonmultiphaseflowinglawofcuttingtransportationkeypointingasdrilling

XIAOGuoyi,ZHAOXiangyang,MENGYingfeng?,ZHUHuashu,LIANZhanghua2,LIGao2

(1.EngineeringtechnologyInsitituteofSouthwestBranch,SINOPEC,Deyang618002,China;

2.StateKeyLaboratoryofoilandGasGeologyandExplorationeSouthwestPetroleumUniversiy,Chengdu610500,China)

Abstract:Duringgasdrlling,theincreaseordecreaseofannulardiameter,partlyballingupandsectionchanginghavegreateffectonannularflowfeldandcutingtransportationThroughmultiphaseflowanalysisandnumericalsimulationatkeypointofcuttingtrans-portationitwasfoundthatcuttingwaseasytoholdupandpileupatthetransitionpointofdrilingcollarsanddrillingpipe,thetransitionpointofcasingandopenholesection,theincreaseanddecreasediametersectionandtheballinguppoint,astheyformedreflowareabytheboundarylayerseparation.Theseareasmayleadtocuttingtransportationdiffcult.Whilegasflewthroughcrosssectionofdrillcol-laranddrillpipe,gaspressureandspeeddecreasedandcuttingtransportationcapacityisminimum,whiletheanularcutingsdensityismaximum.Theminimumgasraterequirementforcuttingtransportationshouldbebasedontheminimumcapacityatthekeypoints.

Keywords:gasdrilling;cuttingtransportationkeypoint;multiphaseflow;nu