密度差对水平井偏心环空顶替影响规律研究

摘要

针对水平井偏心环空冲洗隔离液对钻井液的顶替问题,基于计算流体相关理论与方法,对密度差对顶替界面影响规律进行了数值仿真实验研究.研究结果表明:冲洗隔离液密度相对钻井液负密度差条件下,重力效应与宽窄边效应叠加,冲洗隔离液在顶替界面窄边严重滞后,顶替界面长度随顶替时间增长迅速,严重影响水平井窄边冲洗隔离效率;冲洗隔离液密度相对钻井液零密度差条件下没有重力影响,但存在宽窄边效应,冲洗隔离液顶替界面在窄边依然滞后,影响水平井窄边冲洗隔离效率;冲洗隔离液密度相对钻井液正密度差条件下,重力效应与宽窄边效应影响相反,并超过宽窄边效应影响,冲洗隔离液顶替界面在窄边超前,顶替界面长度随顶替时间增加缓慢,有利于提高水平井窄边冲洗隔离效果.以上研究结果验证了合理配置冲洗隔离液密度的必要性,为冲洗隔离液的配制以及固井顶替施工提供了理论指导.