欠尺寸稳定器环空流场特性模拟.pdfVIP

西南石油大学学报 (自然科学版) 2014年 6川 第 36卷 第 3期 JournalofSouthwestPetroleumUniversity(ScienceTechnologyEdition) 讲 学{I：崴 缸 Vb1．36No．3Jun．20l4 DOI：10．11885U．issn．1674—5086．2013．06．08．03 文章编号：1674—5086(2014)03—0165一O8 中图分类号：TE21 文献标志码 ：A 欠尺寸稳定器环空流场特性模拟 ：l： 陈颖杰 ，邓传光 ，常洪渠 ，李向碧 ，马天寿 1．中国石油西南油气 田公司勘探事业部 ，四JIl成都 610041 2 “油气藏地质及开发工程”国家重点实验室-西南石油大学 ，四川 成都 610500 摘 要：欠尺寸稳定器在页岩气导向钻井中具有控制井眼轨迹、降低摩阻／扭矩、减少钻具阻卡的风险和改善井眼清洁 状况等 多重作用，但欠尺寸螺旋稳定器作用下的环空流场特性和作用机理并不完善。为此，采用时均紊流黏性模型法和 Realizablek—s湍流模型，对欠尺寸螺旋稳定器环空流体流动特性进行了数值仿真模拟。模拟结果表明，在稳定器环空 入 l=r段的环空流动较稳定，靠近稳定器位置开始出现扰动；在稳定器环空中下游(稳定器外侧和出口段)环空流速、总压 力和动压力的分布均出现了3个轴对称的流动区域，该流动区域的形成、发展和分布规律基本呈螺旋状，这种螺旋流动 状态有利清除井壁岩屑床；而且该段流场涡量较大，流动迹线的发展也极不规律，即稳定器的螺旋结构导致流体发生绕 流，绕流时形成了大量的漩涡流动 ，伴随产生了较大的动压力，而动压力诱发的激振力会加剧钻柱的振动。 关键词 ：页岩气 ；导向钻具；螺旋稳定器 ；欠尺寸稳定器 ；流场模拟 NumericalSimulationofAnnulusFlow Fieldf0rUnder-size StabilizerAnnulus ChenYingjie，DengChuanguang，ChangHongqu，LiXiangbi，MaTianshou 1．ExplorationBusinessDivision，CNPC SouthwestOil／GasField，Chengdu，Sichuan61004l，China 2 StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitaion，SouthwestPetroleum University，Chengdu，Sichuan610500，China Abstract：Theunder—sizestabilizerhavemultiplefunctionsinthesteerabledrillingforshalegas，whichcouldnotonlycontrol welltrajectory，butalsohelpreducefriction／torque，reducetheriskofdrillingresistanceandimproveholecleaningstatus．While theannulusflow characteristicsandmechanism oftheinadequatespiralstabilizerarenotperfect．Tosolvetheseproblems，we stimulatetheannulusfluidflowcharacteristicsoftheinadequatespiralstabilizerwiththeturbulentviscositymodelmethodand Realizablek—epsilonturbulencemode1．andt