钻柱偏心旋转对环空摩阻压降影响的数值模拟研究

摘要：

准确预测钻柱偏心旋转工况下的环空摩阻压降是复杂结构井控压钻井的重要理论基础,但常规钻井液环空摩阻压降计算方法无法直接计算复杂结构井的环空摩阻压降.为此,应用数值模拟方法,分析了偏心度(0～67.42％)和钻柱转速(0～114.65?r/min)对典型环空(?127.0?mm钻杆和?215.9?mm井眼)中摩阻压降梯度的影响.分析结果表明:偏心度小于45.00％时,转速和偏心度对摩阻压降梯度影响较弱,摩阻压降梯度随转速增大略有降低,随偏心度增大而增大;偏心度大于45.00％时,低转速(<60?r/min)下摩阻压降梯度随偏心度增大而降低,高转速(≥60?r/min)下摩阻压降梯度随偏心度增大而略有增大.基于数值模拟结果,建立了偏心度分类的无因次偏心环空摩阻压降梯度预测模型,计算了南海某水平井?215.9?mm井段的ECD,并与PWD测试结果进行了对比,平均相对误差为0.45％,表明该模型具有较好的准确性.研究结果表明,无因次偏心旋转环空摩阻压降计算模型可以精细描述环空压力场和准确计算ECD,为控压钻井水力参数优化提供指导.

关键词：钻柱偏心、钻柱旋转、环空摩阻、环空压降、数值模拟、预测模型

所属期刊栏目：50

分类号：TE21(钻井工程)

资助基金：国家自然科学基金;中海石油中国有限公司重大科技专项项目

在线出版日期：2022-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：42-49