深水钻井隔水管段岩屑运移特性研究

摘要

深水钻井隔水管段由于具有环空尺寸大、井筒温度低等特点,其岩屑运移特性较常规井段有较大不同.基于多相流体力学和传热学理论,针对深水钻井特点,建立了深水钻井隔水管段岩屑运移模型,并应用商用CFD软件FLUENT,对岩屑在深水钻井隔水管段的运移特性进行了数值模拟计算,得到了岩屑在环空中的轴向速度分布和体积浓度分布,以及大尺寸环空条件下,环空返速、钻杆旋转、钻井液性质和岩屑粒径等因素对岩屑运移的影响规律.研究表明,在隔水管大尺寸环空中,随着环空返速的增加,岩屑体积浓度沿径向上分布逐渐趋于均匀,低返速情况下,钻杆旋转对岩屑运移有抑制作用;与常规井段相比,钻井液密度对岩屑运移特性的影响程度变小,黏度对岩屑运移特性的影响程度变大;岩屑粒径对岩屑运移特性的影响,仅在环空返速较小的情况下才表现明显;低温有利于岩屑的运移.