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椭圆井眼中偏心度和流量对滤饼冲洗效率的影响

涂强 王海平 付江龙 樊立坤 李治 官红 张兴国

涂强,王海平,付江龙,等. 椭圆井眼中偏心度和流量对滤饼冲洗效率的影响[J]. 钻井液与完井液,2023,40(4):502-510 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.04.013
引用本文: 涂强,王海平,付江龙,等. 椭圆井眼中偏心度和流量对滤饼冲洗效率的影响[J]. 钻井液与完井液,2023,40(4):502-510 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.04.013
TU Qiang, WANG Haiping, FU Jianglong, et al.Study on flushing efficiency of drilling fluid filter cake in oval wellbore[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2023, 40(4):502-510 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.04.013
Citation: TU Qiang, WANG Haiping, FU Jianglong, et al.Study on flushing efficiency of drilling fluid filter cake in oval wellbore[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2023, 40(4):502-510 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.04.013

椭圆井眼中偏心度和流量对滤饼冲洗效率的影响

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.04.013
基金项目: 国家自然科学基金“高温高压下过渡态固井水泥浆的失重与传压效率变化机理研究”(52104007)。
详细信息
    作者简介:

    涂强,硕士研究生,1997年生,毕业于西南石油大学,现从事固井技术研究工作。电话 15756374590;E-mail:867314484@qq.com

    通讯作者:

    张兴国,E-mail:772376058@qq.com

  • 中图分类号: TE256

Study on Flushing Efficiency of Drilling Fluid Filter Cake in Oval Wellbore

  • 摘要: 目前固井工程中钻井液滤饼冲洗效率的研究多针对于圆形井眼套管居中条件下的冲洗情况,而针对井眼形状和套管偏心等因素对钻井液滤饼冲洗效率影响的研究较少。使用钻井液滤饼冲洗模拟实验装置测试了椭圆井眼中偏心度和冲洗流量对钻井液滤饼冲洗效率的影响,并基于计算流体力学(CFD)方法分析了冲洗液在环空中的流场,计算了冲洗液的水力剪切力,阐明了滤饼冲洗效率变化的机理。研究结果表明:椭圆井眼环空中的短轴方向偏心时,钻井液滤饼冲洗效率在环空长轴方向最大,宽短轴方向次之,窄短轴方向最小;增加环空短轴偏心度,钻井液滤饼冲洗效率在长轴方向略微减小,宽短轴方向增加,窄短轴方向大幅降低;增加环空冲洗流量,环空中钻井液滤饼总体冲洗效率明显增加,但环空中长轴方向滤饼冲洗效率的增幅最大,宽短轴次之,窄短轴最小。

     

  • 图  1  新型钻井液滤饼冲洗装置结构图

    图  2  滤饼压制装置(左)和人工井壁上的滤饼(右)

    图  3  冲洗液的流变性能

    图  4  椭圆形人工井壁在不同冲洗流量下钻井液滤饼的冲洗效果

    图  5  不同流量下偏心度对椭圆井眼 不同方向冲洗效率的影响

    图  6  流量对不同偏心度椭圆井眼 不同方向冲洗效率的影响

    图  7  椭圆井眼环空流动模型

    图  8  不同偏心度下的流速分布云图

    图  9  排量为1.53 L/s时不同偏心度下的流速分布

    图  10  不同偏心度下在不同方向的水力剪切力

    图  11  偏心度为0.6的流速分布云图

    图  12  e=0.6时不同排量下的流速分布图

    图  13  不同偏心度下不同流量在不同方向的水力剪切力

    表  1  椭圆井眼滤饼冲洗实验方案

    滤饼压制t冲洗间隔/
    min
    K
    pa·sn
    n冲洗流量/
    L·s−1
    偏心度(e
    P/MPat/min
    1.53052.1190.5160.310
    0.610.2
    0.920.4
    1.220.6
    1.53
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-02-05
  • 修回日期:  2023-04-21
  • 刊出日期:  2023-07-30

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