检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

页岩气井眼参数对岩屑运移规律的仿真分析

石油和化工设备 2024年第2期27卷 9-13页

作者：王汉卿中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院四川德阳618000

大位移井在钻进过程中所产生的钻屑由于重力作用容易沉积在井眼底部,形成岩屑床,进而导致高摩阻、高扭矩,影响钻进效率。本文建立了水平井岩屑运移三维仿真模型,研究在不同钻杆尺寸及钻杆转速下的岩屑运移规律。结果表明:井壁直径不变,... 详细信息

大位移井在钻进过程中所产生的钻屑由于重力作用容易沉积在井眼底部,形成岩屑床,进而导致高摩阻、高扭矩,影响钻进效率。本文建立了水平井岩屑运移三维仿真模型,研究在不同钻杆尺寸及钻杆转速下的岩屑运移规律。结果表明:井壁直径不变,增大钻杆尺寸和提升钻杆转速有利于破坏岩屑床,减小岩屑床高度,降低岩屑体积分数。

关键词：水平井岩屑运移钻杆尺寸钻杆转速

基于欧拉双流体模型的微小井眼环空岩屑运移数值模拟研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中南大学学报（自然科学版） 2023年第11期54卷 4413-4423页

作者：张鑫鑫毛纯芝信伟卫张绍和吴冬宇贺勇中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室湖南长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 江西有色地质矿产勘查开发院江西南昌330001

为了探究微小井眼环空内岩屑运移规律,基于欧拉双流体模型,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法建立井眼环空固液两相流模型,研究岩屑运移过程中的岩屑特征、操作参数和井筒环境变化对岩屑运移规律的影响,分析钻杆振荡频率和振荡幅度... 详细信息

为了探究微小井眼环空内岩屑运移规律,基于欧拉双流体模型,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法建立井眼环空固液两相流模型,研究岩屑运移过程中的岩屑特征、操作参数和井筒环境变化对岩屑运移规律的影响,分析钻杆振荡频率和振荡幅度对岩屑运移的效果。研究结果表明:岩屑在环空运移的过程中,当机械钻速(ROP)、岩屑特征和井筒环境保持不变时,增加液相在环空的初始速度能增大流体对颗粒的作用力,进而达到提高携岩效率的目的;在微小井眼钻井工况下,单个岩屑颗粒所受重力和颗粒碰撞造成的能量损失协同影响岩屑运移过程,粒径为1.5 mm的岩屑最难被运移出环空;机械钻速增加虽会使岩屑初始速度有所提升,但同时也会使环空内堆积的岩屑数量增多;随着偏心度增加,岩屑固定床占比升高,运移效率显著降低;倾斜井段携岩效率明显比水平井段和垂直井段的低,且当井斜角为60°时管内岩屑体积分数最高;相比于无振荡工况,钻杆振荡能对钻杆附近岩屑起到扰动作用,使岩屑床高度降低,在流速为1 m/s、振荡频率为15 Hz、振荡幅度为9 mm的工况下钻井液携岩效果最佳。

关键词：微小井眼 CFD数值模拟水平井固液两相流岩屑运移

水平定向钻隧道地质勘察孔岩屑运移与地层相关性研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

地质科技通报 2022年第6期41卷 331-338页

作者：王震崔景川彭文波闫雪峰马保松李信杰中国交通建设股份有限公司北京100088 中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉430056 中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 中山大学土木工程学院广东珠海510275

为准确反演勘察孔地层岩性信息、提高岩屑反演勘察孔地层岩性的准确性,依托某隧道水平定向钻地质勘察项目,开展了水平定向钻隧道地质勘察孔岩屑运移与地层相关性研究。研究结果表明:依据岩屑运移速度、费祥俊临界流速理论和Larsen最小... 详细信息

为准确反演勘察孔地层岩性信息、提高岩屑反演勘察孔地层岩性的准确性,依托某隧道水平定向钻地质勘察项目,开展了水平定向钻隧道地质勘察孔岩屑运移与地层相关性研究。研究结果表明:依据岩屑运移速度、费祥俊临界流速理论和Larsen最小返速理论对现场岩屑运移形式的分析,推知不同围岩岩屑颗粒在水平定向钻孔环空内的运移形式以推移为主,少部分悬移,且存在少量岩屑床;在水平定向钻勘察工程现场,钻头处产生的地层岩屑最先以悬浮运移状态随泥浆返出;基于物料输送相关理论分析岩屑颗粒自由悬浮和运动方程,建立了水平定向钻勘察孔岩屑悬移运移模型;依托现场碳质板岩和石英片岩相关参数进行了岩屑运移与地层相关性分析,分别得出完整地层和断层破碎带的岩屑运移孔壁阻力系数,且断裂带处岩屑运移孔壁阻力系数约为非断裂带处的2.72倍;得出不同直径钻杆工作范围内的钻孔环空岩屑最终悬浮运移速度,建立了岩屑运移与地层的关联分析计算模型。研究结果为准确反演勘察孔地层岩性信息,以及后续隧道的顺利施工提供了理论和数据支持。

关键词：水平定向钻隧道地质勘察岩屑运移地层反演

基于CFD-DEM耦合模型的岩屑运移数值模拟分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

断块油气田 2022年第4期29卷 561-566页

作者：胡金帅张光伟李峻岭陈雨闫丰平西安石油大学机械工程学院陕西西安710065

为了提高大位移水平井钻井过程中井眼环空的岩屑颗粒运移效率,文中以岩屑颗粒运移速度作为评判运移效率指标,采用CFD-DEM耦合模型进行数值模拟,分析了钻杆偏心度、钻井液入口流速、钻杆转速和岩屑粒径对岩屑颗粒运移速度的影响规律。模... 详细信息

为了提高大位移水平井钻井过程中井眼环空的岩屑颗粒运移效率,文中以岩屑颗粒运移速度作为评判运移效率指标,采用CFD-DEM耦合模型进行数值模拟,分析了钻杆偏心度、钻井液入口流速、钻杆转速和岩屑粒径对岩屑颗粒运移速度的影响规律。模拟仿真结果得出:钻杆偏心度的增大将导致悬浮层岩屑颗粒平均运移速度降低,其中偏心度大于0.50时,岩屑颗粒更易形成岩屑床;岩屑粒径的增大将使得沉降速度增大,从而导致岩屑颗粒运移速度降低,岩屑粒径超过1.5 mm时,岩屑颗粒运移速度降低较为明显;提高钻杆转速,对岩屑颗粒运移速度的提升效果较小,但会使得岩屑滞留量减少;增大钻井液入口流速,能够使得岩屑颗粒运移速度同比例增大。为了减少岩屑床的形成,增大井眼清洁程度,应增大钻杆转速与钻井液入口流速,减小岩屑粒径。文中所建立的耦合模型也可为岩屑颗粒运移的研究提供一定的理论指导。

关键词：岩屑颗粒 CFD-DEM 固液两相流岩屑运移数值模拟

古龙页岩油水平井扩径段岩屑运移数值模拟研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

石油机械 2023年第12期51卷 44-51页

作者：王庆张佳伟陶亮纪国栋黄洪春汪海阁孙晓峰中国石油集团工程技术研究院有限公司北京市102206 东北石油大学提高采收率教育部重点实验室东北石油大学三亚海洋油气研究院

古龙页岩油水平井钻井因井壁失稳而造成的扩径问题十分严重,导致沉砂卡钻事故频发,因此研究扩径段的岩屑运移和沉积规律对减少井下事故发生率具有指导意义。应用CFD数值模拟方法分析了扩径程度、排量、机械钻速及钻杆转速对扩径段岩屑... 详细信息

古龙页岩油水平井钻井因井壁失稳而造成的扩径问题十分严重,导致沉砂卡钻事故频发,因此研究扩径段的岩屑运移和沉积规律对减少井下事故发生率具有指导意义。应用CFD数值模拟方法分析了扩径程度、排量、机械钻速及钻杆转速对扩径段岩屑运移的影响规律。研究结果表明:扩径段岩屑沉积量远高于常规井段,扩径程度越大,两者沉积量差值越大;当扩径率为45%时,扩径段入口处截面无因次岩屑床面积比常规井段高出2倍以上;提高排量对扩径段的清洁效果提升较小,当排量从40 L/s增加到45 L/s时,常规井段的无因次岩屑床面积减小量是扩径段的2.49倍;提高机械钻速,扩径段岩屑沉积增幅较常规井段更大,当机械钻速从30 m/h增加到35 m/h时,扩径井段的无因次岩屑床面积增量是常规井段的7.09倍;提高钻杆旋转速度有利于扩径段清洁效果的提升,对常规段清洁效果的提升优于扩径段。研究结论可为提升钻井过程中井眼清洁程度提供一定的指导。

关键词：岩屑运移扩径井眼井眼清洁数值模拟水平井古龙页岩油

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

超深井长裸眼段岩屑运移规律及特征分析

科学技术与工程 2023年第11期23卷 4596-4606页

作者：武治强幸雪松庞照宇杨鹏飞毛良杰中海石油(中国)有限公司北京研究中心北京100028 西南石油大学油气藏地质与开发国家重点实验室成都610500

大位移井在深部地层的油气藏开采中得到了广泛应用,但同时面临着井眼清洁不充分、托压、卡钻等一系列问题,为了更好地指导超深大位移井的井眼清洁工作,需要进一步对超深大位移井的长裸眼段的岩屑动态运移特性进行研究。建立了考虑实际... 详细信息

大位移井在深部地层的油气藏开采中得到了广泛应用,但同时面临着井眼清洁不充分、托压、卡钻等一系列问题,为了更好地指导超深大位移井的井眼清洁工作,需要进一步对超深大位移井的长裸眼段的岩屑动态运移特性进行研究。建立了考虑实际井眼轨迹、流体压降及悬浮层颗粒扩散的大位移井两层岩屑运移动态模型。该模型利用有限差分法进行求解,并利用已有文献的实验结果进行验证。对钻井和冲洗两种工况进行模拟研究,认识钻井液排量、钻井液密度、机械钻速、井眼半径等方面对岩屑运移的影响。研究结果表明:在钻井工况下,井斜角越小的井段,岩屑越难以沉积,且钻井液排量越高、钻井液密度越高、井眼尺寸越小、钻速越低,岩屑运移的效率越高;在冲洗工况下,井斜角越小,冲蚀效果越差,且钻井液排量越高、钻井液密度越高、井眼尺寸越小,岩屑运移的效率越高。研究结果对保障超深大位移井良好的井眼清洁具有指导意义。

关键词：超深大位移井岩屑运移井眼轨迹动态模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

泡沫钻水平井岩屑颗粒的运移规律研究

钻采工艺 2022年第1期45卷 53-58页

作者：张杰李荣鑫李鑫周成华张珍李翠楠油气藏地质及开发工程国家重点实验室西南石油大学石油与天然气工程学院中国石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院中国石油西南油气田分公司工程技术研究院

水平井岩屑大量堆积会引起摩阻和扭矩增加,还可能出现许多复杂问题,严重时会出现卡钻事故,甚至影响后续作业。为了研究大斜度及水平井中岩屑的输送规律,文章基于泡沫流体的特殊流变模型,建立了垂直/近垂直段、过渡段和大斜度/水平段岩... 详细信息

水平井岩屑大量堆积会引起摩阻和扭矩增加,还可能出现许多复杂问题,严重时会出现卡钻事故,甚至影响后续作业。为了研究大斜度及水平井中岩屑的输送规律,文章基于泡沫流体的特殊流变模型,建立了垂直/近垂直段、过渡段和大斜度/水平段岩屑输送的数学模型,并对岩屑床厚度随井斜角的分布特征以及不同泡沫流动参数对环空岩屑床厚度的影响规律进行分析。结果表明,井斜角、环空速度、泡沫质量、岩屑粒径和偏心度是影响环空岩屑传输的关键因素。环空中岩屑床的厚度随着井斜角的减小而减小;随泡沫流速、质量的增大而减小;随钻柱偏心度增大而增大。因此在现场作业中,在大斜度井段应降低钻柱偏心度,保证钻柱居中度,同时旋转钻柱、提高泡沫流速或增加泡沫质量来减小岩屑床的厚度,以便更好地改善井眼的清岩效果。

关键词：岩屑运移水平井环空速度偏心度泡沫钻井

基于CFD-DEM耦合的导向钻头井底岩屑运移特性分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国粉体技术 2022年第6期28卷 37-48页

作者：胡金帅张光伟陈雨李俊岭闫丰平西安石油大学机械工程院陕西西安710065

为了探究旋转导向钻具在导向钻进过程中井底岩屑运移规律,采用计算流体动力学和离散单元法耦合算法(CFD-DEM)建立描述井底钻井液与岩屑颗粒复杂两相流动的模型,运用有限元软件与离散元软件分析旋转导向钻具井底岩屑颗粒的运动学特性;探... 详细信息

为了探究旋转导向钻具在导向钻进过程中井底岩屑运移规律,采用计算流体动力学和离散单元法耦合算法(CFD-DEM)建立描述井底钻井液与岩屑颗粒复杂两相流动的模型,运用有限元软件与离散元软件分析旋转导向钻具井底岩屑颗粒的运动学特性;探讨旋转导向钻头偏置角度、钻井液流速、钻头转速、岩屑颗粒粒径对井底岩屑颗粒运移特性的影响规律。结果表明:提高转速与钻井液流速,岩屑颗粒的运移速度随之增大,对于井底岩屑颗粒的运移起到正反馈的作用,可提高井底清洁度;岩屑颗粒粒径的增大会减小岩屑颗粒的运移速度,当岩屑颗粒的直径大于3 mm时,岩屑运移速度减小更加明显;旋转导向钻具钻头偏置会导致井底空间结构的变化,岩屑颗粒动能和钻井液水力能量也会削弱,最终会加剧钻头磨损,产生泥包等。

关键词：计算流体动力学离散单元耦合算法井底流场旋转导向钻具岩屑运移

PDC钻头井底流场数值模拟及岩屑运移效率提升研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

PDC钻头井底流场数值模拟及岩屑运移效率提升研究

作者：屈朋举武汉科技大学

学位级别：硕士

为改善钻井液对钻头的清洗及冷却效果,提高岩屑运移效率。本文以研究多因素作用下的井底流场分布及变化规律为基础,进一步分析岩屑运移过程及变化规律,并提出一种基于灰色关联度的参数设计模型,达到提高岩屑运移效率的目的。主要有以下... 详细信息

为改善钻井液对钻头的清洗及冷却效果,提高岩屑运移效率。本文以研究多因素作用下的井底流场分布及变化规律为基础,进一步分析岩屑运移过程及变化规律,并提出一种基于灰色关联度的参数设计模型,达到提高岩屑运移效率的目的。主要有以下内容:建立PDC钻头井底流场数值仿真模型,从钻头转速、射流喷射速度及总流道面积相同的情况下外侧喷嘴数量方面,分析了PDC钻头井底流场分布及变化规律。结果表明:当转速在90～110 r/min范围内时,转速增加对井底湍动能及速度的提升效果较为显著;但当转速达到120 r/min时,井底湍动能及速度略有降低,转速变化对刀翼表面速度分布效果的影响较为显著;当射流喷射速度在5～9m/s范围内时,井底湍动能及速度随射流喷射速度的增加而增加,钻头体表面低速区域面积减小幅度较大;在喷嘴总流道面积相同的情况下,减小外侧喷嘴直径,增加1个外侧喷嘴,井底湍动能及速度随之增加,但钻头表面低速区域面积占比有所提高。在总流道面积相同的情况下,应考虑采用喷嘴数量相对较少或者外侧喷嘴直径与中心喷嘴直径相差较小的喷嘴布置方案。建立FLUENT与EDEM的耦合仿真模型,从钻头转速、射流喷射速度及岩屑颗粒直径方面,揭示岩屑运移过程,对井底岩屑的运移规律进行分析。结果表明:岩屑滞留量和井底岩屑最小速度的变化趋势均可以分为3个阶段,岩屑生成阶段,钻井液流动性较低,岩屑滞留量呈上升趋势,井底岩屑颗粒最小速度达到最大值后快速减少;岩屑运移过渡阶段,钻井液流动性增强,井底形成有效的岩屑运移区,岩屑滞留量的增长速率逐渐减小,钻井液对井底岩屑颗粒的减速效果有所减弱;岩屑平稳运移阶段,井底流场状态较为稳定,岩屑滞留量及井底岩屑颗粒最小速度在小范围内波动;当钻头转速由90 r/min增加至110 r/min时,岩屑运移量呈现为上升趋势,岩屑滞留量下降幅度较大,但当转速达到120 r/min时,岩屑运移量略有减少,岩屑滞留量呈上升趋势;当射流喷射速度由5 m/s增加至9 m/s时,岩屑滞留量逐渐降低,岩屑运移量有所波动,但整体呈上升趋势;岩屑颗粒直径在1～3 mm范围内时,岩屑运移效果的稳定性随岩屑颗粒直径的增加而降低,岩屑颗粒直径越大,其运移难度越高。选取钻头转速,射流喷射速度及钻井液密度为岩屑运移参数,以岩屑滞留量、岩屑运移量及井底岩屑颗粒最小速度为优化目标。根据特定工况下,钻井设计过程中给出的参数范围,设计正交试验并进行数值模拟,在主成分分析法的基础上,引入灰色关联理论,对仿真数据进行处理;建立岩屑运移参数的二阶参数设计模型,将多目标优化转化为对灰色关联度的优化,并对模型进行求解,确定该范围内应选用的最佳参数,并对结果进行验证。结果表明:利用该模型得到的参数组合,岩屑运移率高达68.2%,井底岩屑颗粒最小速度提高了32.8%。

关键词： PDC钻头流场数值模拟岩屑运移灰色关联度参数设计