气体钻井偏心环空气固两相流模拟研究.docx

第32卷第1期2010年1月

石油钻采工艺

OILDRILLINGPRODUCTIONTECHNOLOGY

Vol.32No.1Jan.2010

文章编号：1000-7393(2010)01-0022-04

气体钻井偏心环空气固两相流模拟研究

朱红钧林元华!田博1明传中2朱伟

(1.西南石油大学石油管力学和环境行为重点实验室，四川成都610500;2.塔里木油田公司，新疆库尔勒841000)

摘要：国内气体钻井技术仍处于发展阶段，井内流场分布及工艺参数研究方面还不成熟，尤其是在气体钻井过程中发生偏心时环空内的流场分布变化研究较少。基于流体动力学方法，利用FLUENT软件对气体钻井时环空内气固两相流场进行了数值模拟研究，模拟发现偏心环空中岩屑流速偏离对称分布，在倾斜井眼中有明显增加，最大速度在环空厚度较大处发生；钻柱旋转使环空压降增大，而随井斜角的增大，压降逐渐减小；偏心环空的岩屑浓度较大，随钻柱旋转速度的增大先增后减，而随井斜角的增大而增大。数值模拟气体钻井形象直观地反映了井内各参数的分布情况，为进一步设计技术参数提供了有效的依据。

关键词：偏心环空；气体钻井；气固两相流；数值模拟；FLUENT中图分类号：TE242.6;TE252.3文献标识码：A

Numericalsimulationofthegas-cuttingsflowpropertiesineccentricannulusbygasdrilling

ZHUHongjun,LINYuanhua,TIANBo,MINGChuanzhong2,ZHUWei

(1.KeyLaboratoryforMechanicalandEnvironmentalBehaviorofTubularGoods,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu610500,China;

2.PetroChinaTarimOilfieldCompany,Karamy841000,China)

Abstract:GasdrillingtechnologyisbeingdevelopedinChina,researchondistributionofiowandparametersofgasdrllingisstillintherough,especiallytheresearchonthedistributionofflowpropertiesineccentricannulus.Basedonthecomputationfuiddynam-icsmethod,thegas-cuttingsfowpropertiesineccentricannulusaresimulatedbyFLUENT.Thevelocityofcuttingsisasymmetricalineccentricannulusanditincreasesobviouslyininclinedborehole.Themaximumvelocityoccurrsinthemajorecentricannulus.Thepressurefallincreaseswhendrilltringrevolves,anditdropsgraduallywiththeaugmentofdeviationangle.Theconcentrationofcut-tingsgetshigherineccentricannulus.Itfirstincreasesandthendecreseswhiletherotationspeedgetshigher.Anditincreaseswiththeaugmentofdeviationangle.Numericalsimulationofgasdrllingreflectsthedistibutionofallboreholeparametersvividlyanddirectily,providinganeffectivebasisforfurtherparametersdesign.

Keywords:eccentricannulus;gasdrilling;gas-cuttingsflow;nume