考虑钻具屈曲的环空流动仿真研究

摘要：

在小井眼定向井和水平井钻井过程中,钻具屈曲会对环空流场、压力场产生较大影响.文中借助流体动力学计算软件ANSYS FLUENT开展了考虑钻具正弦、螺旋屈曲的环空流动仿真模拟,系统地研究了不同环空偏心距、不同转速等因素对环空流场和流动压降的影响规律.研究发现:同心环空中,流体流速沿径向对称分布,偏心、屈曲环空中偏离对称分布;环空间隙越大,环空流速就越大;当考虑钻柱旋转时,钻柱旋转对环空窄间隙处流速的影响比对环空宽间隙处的影响要大,可明显提高环空窄间隙处的流速;同心环空、偏心环空压降值沿井深呈线性增加,偏心度越大,压降越小;屈曲环空压降值沿井深呈非线性增加,转速越大,压降越小.仿真结果与实验结果相比,具有较高的准确性,对真实钻井条件下环空压降的计算具有一定的指导意义.

关键词：偏心环空、正弦屈曲、螺旋屈曲、压降、ANSYS FLUENT软件

所属期刊栏目：24

分类号：TE347(油气田开发与开采)

资助基金：国家自然科学基金项目“基于流-固-化耦合理论的欠平衡钻水平井井壁失稳机理研究”51474186;“基于多场耦合理论的页岩气水平井井壁失稳机理研究”51574202;国家科技重大专项专题“欠平衡钻井工艺技术研究”2008ZX05045-03-07HZ;“特殊结构井井眼稳定及摩阻控制技术”2011ZX05045-03-01WX

在线出版日期：2017-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：714-718