基于CFD气体钻井扩径段流体流动研究

摘要

气体钻井与常规的钻井液钻井技术相比,气体的携岩能力相对较弱.气体钻井过程中由于井筒内压力过低,经常造成井眼坍塌扩径,因此扩径井段携岩问题已经成为制约钻井安全的因素之一.本文建立气体在环空内的动力学模型,利用CFD对气体钻井扩径段流体流动特点进行研究.结合X井测井数据及施工参数建立环空结构模型、确定边界条件;对扩径井段扩径率1.1～1.5倍进行单个及两个组合进行仿真,其结果显示在非扩径段空气和岩屑速度大于扩径段速度;随着上部扩径率的增加,上部空气和岩屑速度越来越小,下部扩径段空气和岩屑速度依次增加,且在扩径处速度变化依次增加.本文研究对进一步评价井径扩大率对扩径段岩屑运移情况具有参考价值.