基于CFD-DEM耦合模型的岩屑运移数值模拟分析

摘要：

为了提高大位移水平井钻井过程中井眼环空的岩屑颗粒运移效率,文中以岩屑颗粒运移速度作为评判运移效率指标,采用CFD-DEM耦合模型进行数值模拟,分析了钻杆偏心度、钻井液入口流速、钻杆转速和岩屑粒径对岩屑颗粒运移速度的影响规律.模拟仿真结果得出:钻杆偏心度的增大将导致悬浮层岩屑颗粒平均运移速度降低,其中偏心度大于0.50时,岩屑颗粒更易形成岩屑床;岩屑粒径的增大将使得沉降速度增大,从而导致岩屑颗粒运移速度降低,岩屑粒径超过1.5 mm时,岩屑颗粒运移速度降低较为明显;提高钻杆转速,对岩屑颗粒运移速度的提升效果较小,但会使得岩屑滞留量减少;增大钻井液入口流速,能够使得岩屑颗粒运移速度同比例增大.为了减少岩屑床的形成,增大井眼清洁程度,应增大钻杆转速与钻井液入口流速,减小岩屑粒径.文中所建立的耦合模型也可为岩屑颗粒运移的研究提供一定的理论指导.

关键词：岩屑颗粒、CFD-DEM、固液两相流、岩屑运移、数值模拟

所属期刊栏目：29

分类号：TE21(钻井工程)

资助基金：国家自然科学基金;陕西省自然科学基金;西安石油大学研究生创新与实践能力培养项目

在线出版日期：2022-08-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：561-566