泡沫钻井环空岩屑浓度影响因素分析

第 3 O卷 第 3期 钻 井 工 程 · 8 3 · 泡 沫 钻 井环 空岩屑 浓 度 影 响 因素 分析 王 长 江 中 国 石 油 大 学 石 油 天 然 气 工 程 学 院 ( 北 京 ) 王 长 江 ． 泡 沫 钻 井 环 空岩 屑 浓 度 影 响 因 素分 析 ． 天 然 气 工 业 ， 2 O 1 O ， 3 0 ( 3 ) ： 8 3 8 6 ． 摘 要 为 了准 确地 计 算 泡 沫钻 井 环 空 岩 屑 浓 度 ， 利 用 多相 流体 力 学 方 法 计 算 了该 值 ， 并着 重 分 析 和 讨 论 了岩 屑 直 径 、 岩 屑 形 状 和 注 液 流 量 对 其 的影 响 ， 建 立 了泡 沫 钻 井 过 程申 泡 岩 屑 在 环 空 中流 动 的 数 学模 型 ， 还 采 用 修 正 S i mp l e 方 法对 该 模 型进 行 了数 值 求解 。 计 算结 果表 明 ： ① 岩 屑 颗 粒 直 径越 大 ， 环 空岩 屑 浓 度 越 大 ； ② 岩 屑形 状越 不 规 则 ， 环 空 岩 屑浓度越低 ； ③ 在浅井段 ， 环 空岩屑 浓度 随注液 流量 的增大而 增大 ， 而在深 井段 ， 环空岩 屑浓度 随注液 流量 的增大 而增 大 ； ( 该 数 学模 型 考 虑 了加 速 度 和 泡 沫 与岩 屑 之 间相 对 滑 动 的 影 响 ， 预 测 的 井 底 压 力 更 接 近 于 实 验 数 据 ， 计 算 的环 空 岩 屑 浓度 更 准 确 。 关 键 词 泡 沫 钻 井 环 空岩 屑 浓度 岩 屑形 状 岩 屑 直 径 注 液 流 量 应 用 效 果 DOI ： 1 0 ． 3 7 8 7 ／ ． i s s n ． 1 0 0 0 — 0 9 7 6 ． 2 0 1 0 ． 0 3 ． 0 2 2 0 引 言 1 数 学模 型 由于泡 沫钻井 液具 有携 带岩 屑 能力强 和在 欠压 实 地层 钻进不 会 冲蚀井 眼 等 优 点 ， 主 要 用 来钻 穿 含 水 地 层 、 漏 失 严 重地 层 和地 层 伤 害 敏感 产 层 的深 井 ， 从 2 O 世纪 9 0年 代 以来 得 到 了迅 速 的 发展 [ 】 。对 于泡 沫 钻 井 ， 能 否准确 地预 测井 底压 力 ， 对 安 全钻井 和保 护储 层 非常重 要 。影 响井 底压 力 的主要 因素有 ： 井 口回压 、 注 液流量 、 注气 流量 、 地层 流体 侵入 、 钻 速 、 岩 屑尺 寸和 岩 屑形状 。其 中岩 屑主要 通过 对重 力 和......