作者:张伟国; 金颢; 李波; 王志远; 王泽; 仉志 期刊:《中国海上油气》 2020年第01期
在海洋钻井作业中将钻屑排放到海床可显著降低钻井成本,但会导致钻井井场附近海床形成岩屑堆积体,进而会改变原有海床起伏趋势,从而给生产管汇水下安装带来安全隐患。基于岩屑颗粒受力分析,综合考虑岩屑性质(粒度分布、密度和球度)和海水性质(密度和黏度)对岩屑运移的影响,建立了返排岩屑堆积预测模型。利用建立的返排岩屑堆积预测模型分析了流花16-2油田LH16-2-A1井岩屑堆积参数及岩屑运移规律,结果表明本文方法预测结果较为准确,...
随着石油钻采工艺不断发展,水平井钻井在世界范围内全面展开,已成为现代油气勘探开发的重要手段。由于水平井的井斜角大,岩屑在运移过程中容易形成岩屑床,而岩屑床清除比较困难。针对目前存在的问题,采用计算流体力学仿真模拟技术对不同岩屑粒径下岩屑运移进行了研究。结果表明:岩屑粒径的增大,移动岩屑床速度和悬浮岩屑体积分数基本保持不变,悬浮岩屑运移速度及固定岩屑床体积分数呈下降趋势,环空下部岩屑床高度增加,堆满了下环...
作者:杨善; 曾聪; 闫雪峰; 许州; 马保松 期刊:《油气储运》 2018年第09期
大直径水平定向钻钻孔直径可达到钻杆直径的10倍以上,钻孔环形空间泥浆不仅处于不利于岩屑运移的层流状态,而且流速极低,岩屑极易在孔底形成稳定的岩屑床,造成孔内事故。针对该问题,首先推导出柱坐标系下环空泥浆的运动微分方程组,然后使用环空岩屑运移综合模拟实验装置进行多次模拟实验,最后通过数值模拟揭示环空泥浆流场分布及岩屑运移规律。结果表明:增加泥浆PAM含量对提高大粒径岩屑运移效率效果不明显;提高环空泥浆流速,在一...
作者:向兴华(编译) 期刊:《钻采工艺》 2018年第04期
挪威Cubility公司的封闭式固控系统MudCube能够有效提高固体清除效率,减少钻井液损耗,最大限度地减少废物量并保持钻井液完整性能,可替代现在在用的钻井液振动筛。完全封闭式系统采用真空原理和输送带,不会有油雾排放,且无低频振动产生的噪音,能够有效改善工作环境。主要使用旋转过滤带将钻井液“甩干”,通过高速气流将岩屑从钻井液中分离出来,然后将清洁后的钻井液重新泵入到循环系统中,岩屑运移至过滤带上方,排出。
作者:张楷雨; 赵虹宇; 陆慧林 期刊:《大庆石油地质与开发》 2018年第04期
为提升气体钻水平井岩屑运移效率,应用欧拉—欧拉双流体模型,模拟计算了气体钻水平井正弦脉冲注气方式下环空中气固两相的流动,并基于颗粒动理学理论建立岩屑颗粒碰撞能量交换和耗散方程,采用气体湍流模型(RNG k-ε模型),分析了不同振幅及频率的脉冲气体对环空中气相脉动压力、岩屑体积分数、岩屑颗粒温度及气相湍流动能的影响。结果表明:随着脉冲气体振幅及频率的增大,环空中压降不断增大,岩屑体积分数不断减小;同体积注气量,脉...
作者:汪皖; 马卫国; 王晓蒙 期刊:《石油机械》 2019年第05期
针对连续管钻井过程中水平段岩屑运移困难、管柱摩阻大影响连续管钻井水平延伸能力的问题,提出了连续管水平段旋转管柱钻井系统,该系统由不旋转连续管和部分旋转管柱组成。建立了连续管水平段环空三维流体域模型,并进行数值计算,研究了管柱旋转速度、旋转管柱直径及管柱偏心度等参数对水平段环空流动及岩屑运移的影响。研究结果表明:水平段设置旋转管柱可使连续管钻井水平段环空流体产生旋转流动,岩屑分布均匀,环空压降减小;转速越...
作者:魏纳; 孟英峰; 李皋; 朱宽亮; 李永杰; 徐小峰; 辛春彦 期刊:《天然气工业》 2014年第01期
随着我国薄层低压油气藏的开发需求,充气欠平衡钻水平井技术成为国内外钻井界关注的热点,井眼净化不畅造成钻具摩阻扭矩的增大严重制约着水平井眼的延伸能力,气液固复杂多相流动,特别是认识固相运移规律是欠平衡条件下岩屑运移的核心内容。为此,在分析水平井与直井多相流条件下的岩屑受力与运移规律异同的基础上,根据气液固流动机理以及大平面沙丘颗粒运移理论,利用大型多相流实验台架开展了水平井段岩屑运移可视化实验,研...
作者:刘承婷; 张维薇; 刘钢; 闫作秀 期刊:《当代化工》 2017年第08期
基于PIV测速技术对水平井环空管道内液固两相流动规律进行分析,研究不同环空流量、钻柱转速、流体粘度等相关因素。实验结果表明,随着环空流量、钻柱的转速和流体粘度的增加,岩屑床厚度降低,从而提高了岩屑的携带率。该实验研究成果可有效的为水平井的冲砂洗井工作提供理论依据。
作者:邵兵; 闫怡飞; 毕朝峰; 闫相祯 期刊:《科学技术与工程》 2017年第15期
在计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合并行计算的基础上,对大粒径、非球体岩屑在煤层气井“扩径”井段的沉积及运移规律进行了数值模拟。利用FLUENT建立了井眼交汇处“扩径”井段计算模型。利用DEM软件建立大粒径岩屑颗粒的离散元模型。借助集群并行计算优势,首先通过与实验数据的对比证实该CFD-DEM耦合模型的计算精确性、可用性;随后,基于钻井现场岩屑颗粒的采样及对其粒径、形状统计,将岩屑颗粒简化为片状进行计算。对不同...
作者:吴欣袁; 张恒; 王建龙; 杨文领; 柳鹤 期刊:《石油化工应用》 2017年第01期
在大位移井、水平井钻井过程中,常有岩屑运移不畅,形成岩屑床的现象发生,导致摩阻增大、蹩钻等复杂问题,严重时甚至影响钻井安全。本文分析了一种短节式的井眼清洁工具,采用计算流体动力学对其偏心旋转工况下的流场进行模拟,通过特征截面流线图、速度云图等分析了工具对该井段的流场扰动作用机理;通过多相流计算,得出了岩屑颗粒运动情况。分析表明,工具对流场具有导流和搅拌的作用,加速岩屑颗粒运动;随着工具转速增大,工具对流场的...
作者:杨睿月; 黄中伟; 李根生; 沈忠厚; 韩树; 许争鸣 期刊:《中国石油大学学报·社会科学版》 2016年第05期
连续油管带筛管喷射侧钻多分支井钻完井一体化是一种新型的多分支井钻井方法,针对本技术连续油管和筛管所形成的双重管柱,开展岩屑运移试验研究,采用Monte Carlo方法预测岩屑颗粒进入割缝筛管与连续油管之间环空的情况,并计算环空中被岩屑颗粒堵塞的临界参数。结果表明:双重管柱岩屑运移存在悬浮层、跃移层、静止岩屑层以及筛管与连续油管之间的砂堵层。由于具有更小的环空过流面积,双重管柱的岩屑运移能力比常规连续油管钻井高。...
作者:翟羽佳; 汪志明; 张同义 期刊:《科学技术与工程》 2016年第19期
基于气-液-固三相流理论以及相似理论和量纲分析原理,自主设计并研制了一套水平环空多相复杂流动物理模拟实验装置。该装置可实现对常规或低密度钻井液携岩环空复杂流动的可视化物理模拟。利用该装置开展了充气欠平衡钻井水平段环空岩屑运移物理模拟实验;并针对气液体积流量比、钻杆旋转与偏心等因素对岩屑运移的影响规律进行了深入的研究。结果表明,对岩屑运移起主导作用的是液相流量,气液体积流量比对岩屑运移的影响相对较小,钻...
作者:郭晓乐 汪志明 龙芝辉 期刊:《中国石油大学学报·社会科学版》 2011年第01期
根据固液两相流理论,综合考虑岩屑的悬浮、滚动和滑动运移方式以及悬浮层固液相速度差和钻杆旋转的影响,建立大位移井全井段三层岩屑动态运移模型,用于模拟计算实际钻井中正常钻进和停钻循环的全部过程;基于有限体积法原理,引入SETS方法对模型进行数值求解,并进行模拟分析。结果表明:对于具有长斜井段的大位移井,环空岩屑床分布达到稳定状态需要很长时间,使用稳态模型计算环空岩屑床高度和压力会产生较大误差;排量对岩屑床形成速...
作者:黄勇 殷琨 朱丽红 期刊: 2012年第05期
针对潜孔锤反循环钻进中上返岩屑回落堵塞中心通道问题,将气力输送理论应用于反循环携屑。采用气力输送理论对潜孔锤反循环钻进中心通道内岩屑颗粒进行受力分析;从动力学角度建立潜孔锤反循环钻井中心通道内岩屑运移数学模型;通过编程计算求解岩屑在不同初始条件下速度随时间、空间变化特性。结果表明:初速度大于沉降末速度的岩屑颗粒作减速运动,初速度小于沉降末速度的岩屑颗粒作加速运动,最终岩屑颗粒沉降末速度趋于同一个值,与...
作者:王培义 杨东兰 期刊:《石油天然气学报》 2008年第06期
水平井通过扩大油层泄油面积提高油井产量,提高油田经济效益,目前已经成为油气田开发的一种有效手段。特别对于低渗油气藏,效果更加显著。以中原油田水平井H-平1井为例,从岩屑床的形成、岩屑的受力分析、运移方式、井眼清洗、套管扶正居中、冲洗隔离液以及水泥浆性能方面进行了分析研究,提出了提高水平井顶替效率和固井质量的综合技术措施,现场应用取得了较好的效果。
作者:王朝飞 朱忠喜 吴继伟 雷先志 期刊:《天然气技术与经济》 2013年第01期
气体钻井工程设计和施工中最小注气量的计算是非常关键的,通常采用修正的Angel模型进行计算,此模型弱化了岩屑颗粒在井筒中运移的本质规律,而应用颗粒运动流态化理论可以对模型更好地补充,通过分析气体钻井井筒内岩屑颗粒受力情况及岩屑运移过程中颗粒所受曳力和气体流速之间的关系,得出了单个颗粒能够顺利向上运动的临界气体流速计算方法。在考虑球形度和边壁效应对流化床影响的情况下,修正了曳力和临界气体流速计算公式,...
作者:牟艳宇 张艳华 冯雷 期刊:《科学技术与工程》 2010年第15期
大斜度井中岩屑能否有效地运移对安全钻井至关重要。在国内外学者对大斜度井岩屑运移问题研究的基础上,考虑了钻柱旋转对其影响。钻柱旋转产生螺旋流,在螺旋流场中建立空间三维坐标,对岩屑颗粒进行受力分析,建立了力学平衡方程,进而求出临界环空返速,在此基础上可以计算最小携岩排量。通过研究可知,钻柱旋转对岩屑运移起到了有效作用,工程实践中,计算最小携岩排量时应考虑钻柱旋转的影响。
本文通过岩屑运移的启动条件及悬浮条件分别建立考虑钻具旋转影响的岩屑颗粒翻滚、上升的临界启动速度模型,分析钻具旋转对岩屑临界启动速度的影响规律,通过计算发现:在150RPM下,宽间隙处最大影响率为38%,窄间隙处最大影响率为47%;最后根据岩屑临界启动速度模型,考虑钻具旋转作用对偏心环空不同间隙处岩屑启动与运移规律的影响,真实的描述了岩屑在环空中不同位置处的运动状态,提出了评价井眼清洗效果的新方法。
作者:靳鹏菠 黄欣 宋巍 期刊:《科学技术与工程》 2012年第34期
欠平衡钻井技术由于具有提高钻速、及时发现和保护储层等优点,已被广泛应用。然而,地层气体进入井筒后,气液两相流型变化规律复杂。由于不同气液流型具有不同的携岩效果,因此井筒岩屑运移规律多变。首先分析单个岩屑的受力情况,建立岩屑运移数学模型。然后建立环空多相流流型判别模型及环空压力计算数学模型。最后以某井为例编制计算程序,分析相应的钻井参数及进行钻井参数优化。数值模拟结果与现场施工参数吻合。
作者:张好林 李根生 王伟 黄中伟 田守嶒 期刊:《钻采工艺》 2014年第04期
石油钻井作业中井筒岩屑运移影响钻井成本、时间及成井质量,井筒岩屑运移问题已经成为钻井作业中亟待解决的问题。不论在水平井中的直井段还是水平段,流体拖曳力对于岩屑颗粒运移的作用超越其他作用力占据主导地位,井筒清洁临界流速计算的关键是确定拖曳系数计算的经验公式。根据拖曳系数与雷诺数关系的实验数据,对拖曳系数经验计算方法进行优选对比发现Turton的经验公式与实验数据平均误差最小,仅为3.06%;在优选对比拖曳...