椭圆井眼偏心环空赫巴流体平板层流模型

摘要

在定向井和水平井钻井过程中,由于岩石和地应力的各向异性,易形成非规则圆形井眼,导致井底压力难以准确预测.鉴于此,建立了基于平板层流假设的椭圆井眼偏心环空赫巴流体层流流动压降模型,开展了椭圆井眼偏心环空赫巴流体层流流动CFD仿真模拟,并利用仿真结果对平板模型进行验证,同时系统分析了环空几何参数、流体流变参数和流量等对压降梯度的影响规律.分析结果表明:压降梯度随流量、屈服值和稠度系数的增大呈拟线性或线性增加,随环空内外径之比和流性指数呈指数性增大,随井眼长短轴之比和偏心率的增大而降低;椭圆井眼对压降影响大于圆形井眼;平板模型预测结果与CFD模拟结果符合较好,误差仅为±5％.建立的椭圆井眼偏心环空平板层流模型为准确便捷预测椭圆井眼中的井底压力提供了理论依据.