水平井大斜度井钻井液双层流携屑理论模型础.pdf

J盎 o矗Q 羔 U豌M S学T T撮E V幂．12卷1N芽ol．苒1fMl997年1399月7 水平井大斜度井钻井液双 层流携屑理论模型础 ／ 明，。 刘永建 牛文金 韩树江t 刘德辉” 1) 大庆石油学院石油工程系，安达 ．15i400 2) 珏河油田．盘锦 ．124000 3) 太庆石油臂理局 ．大庆．t00∞ 要 应用 固 瞌两相流体力学的基本理论，分析丁本平井 大斜度井中岩屑运穆规律．建立了钻 井涟双层漉携扁理论模型．井对藏模型进行了初步验证．应用谤理论模童 定量地 穗丁岩屑床厚度以盐 在钻井过程中各国毒对水平井太斜度井钻井灌携屑能力的影响． 主蠢词 j：，盔曼垦茎焦 堡曼垄 翌星蒸墨型 中圈法廿娄号 TE243．2 TEa 0 前言 文献 [1]给出了水平井钻井液携屑模拟实验数据及分析结果 ，但对水平井钻井液携屑 问题 ，未见报导。为此 ．文中以固，液两相流体力学的基本理论为依据．建立了水平井、大斜 度井钻井液携屑的两层流动理论模型 。并利用文献[1]中的实验结果对文 中理论进行了验 证 。 1 模型几何关系 双层流过流断面见图 1。 主流面积为 Ab一 一尺}+e(R2一Ro)sin≠+尺 (1) 岩屑床截面积为 Ab= (Rl—R})一Ah (2) 联立式 (1)，(2)．可得 R口= 壁二墨i± ±墨竺!! (3) 2(R2一Rl+eeos ) p=ar~tgl8insin≠ 1 (4) t主氲硅 l岩屑床 ¨ j 圈l 岩屑廉示意田 0 收稿 日期 ；1996—04—29 审稿^ 崔海清 @ 国家 八五 科技攻关项 目． @ 此文联系人：罐贵明，男，1964年生 。l986年毕业于大庆石油学院钻井专业。讲师 ．辩静f方向：{由气 田石油工 程 ． ·13g 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 2l眷 1997年 一Ⅱ一 +卢 (5) 式中R 为井眼半径 I晶 为钻柱外半径 If为钻柱偏心距。 2 模型中公式的推导 2．1 井眼中岩屑叠钻井液连续方程 岩屑的连续方程为 VhchA= -c。(R；一a1) (6) 钻井液的连续方程为 (Ri—Ri)=VhA+^bbL (7) 式中 为主流区钻井液一岩屑两相平均流速f 为主流区岩屑平均体积浓度 为井跟 截面平均流速}c。为井眼截面平均体积浓度Ib为固定床内钻井液平均流速。 u 可用 ERGUN方程求解 (=嚣鲁筹 卷 ㈣ 式中f竽1为钻井液／岩屑两相流压力梯度IP皿为钻井液密