钻具旋转对泡沫钻井岩屑运移规律影响的研究

石 油天然气学报 ( 江汉石 油学 院学报)2 0 1 4 年 5 月 第 3 6 卷 第 5 期 J o u r n a l o f Oi l a n d G a s T e c h n o l o g y( J ． J P I )Ma y ． 2 0 1 4 V o 1 ． 3 6 N o ． 5 钻具旋转对 泡沫钻 井岩屑 运移规律影响 的研究 到 I 士 慧 ，闰铁 ，毕 雪亮 ( 提高 油 气 采 收 率 教 育 部 重 点 实 验 室 ( 东 北 石 油 大 学) ， 黑 龙 江大 庆1 6 3 3 1 8 ) 田长 建 ( 中 国 石 油 集团 长 城 钻探 工 程 有 限 公 司 井 下 作 业 分 公司 ， 北 京1 0 0 0 1 2 ) [ 摘要]考 虑 了气体 溶解度对泡沫状态方程 的影响，建立 了钻 具旋转作用 下的水平 环空岩屑床 厚度预测模 型 ，用于预测不 同钻具旋 转速 度、偏心 度、泡沫 质量和 流速 下的岩屑 床厚度 、岩 屑浓度 和摩擦 压 降；并 利用数值模拟 的方法 ，研 究了钻具 旋转作用下 的岩 屑运 移规律 。研 究 结果表 明，钻具 旋转使 泡 沫流体速 度重新分布 ，有利 于岩屑床的破坏 ，显著 降低环 空中岩屑 浓度 ，大大改善井眼清洁状 况。 [ 关键词] 泡沫钻井 ；钻具旋转 ；岩屑床厚度 ；岩屑运 移；井眼清洁 [ 中图分类号]TE 2 4 2 [ 文献标 志码]A [ 文章编号]1 0 0 0 —9 7 5 2 ( 2 0 1 4 )O 5 —0 0 9 7— 0 5 泡 沫钻 井 流体 由于具有 密 度 低 、滤 失 量 小 、携 岩 能 力 强 等 特性 ，越 来越 多 的应 用 于 油 田作 业 L 1 ] ， 其 理论 研究 也 取得 了一 些有 价值 的成 果 _ 3 ] ，但对 于钻 具 旋转 作 用 下 的泡 沫 钻井 相 关 问题研 究 尚不多 。 而 大 量实 验 和理论 研究 表 明 ，钻 具旋 转将 引起 环 空流 体速 度 的重新 分布 ，从 而影 响轴 向压 降 ；速度重新 分 布 同时也 对井 眼 清洁 产生显 著 影 响 [ 6 叫 。笔者 考 虑 气 体溶 解 度 对 泡 沫 状 态方 程 的影 响 ，建 立 了钻具 旋 转作 用下 的泡 沫钻 井水 平环 空 岩屑 床厚 度 预测模 型 ，并利 用数 值模 拟 的方法 ，分 析钻 具旋转 对 泡沫钻 井 岩 屑运移 的影 响 。 1 钻 具旋转 作用下的岩屑床厚度模型建立 模 型假 设 条件......