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水平井段超临界CO2携岩数值模拟
  • ISSN号:1673-5005
  • 期刊名称:《中国石油大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TE21[石油与天然气工程—油气井工程]
  • 作者机构:[1]中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580
  • 相关基金:国家“973”计划项目(2014CB239202); 国家自然科学基金项目(51034007); 山东省自然科学基金重点项目(ZR2011EEZ003); 教育部博士点基金项目(20120133110011); 中央高校基本科研业务费专项(14CX02166A)
中文摘要:

超临界CO2是一种极具潜力的钻完井介质,研究其携岩机制是超临界CO2钻井技术的重要发展方向。以实测数据设置环空入口岩屑粒径分布,考虑流场中CO2密度和黏度与温度、压力条件的耦合关系及钻杆转动的影响,对温度、压力、排量、转速、岩屑直径、岩屑体积分数及偏心度对携岩效率的影响进行数值模拟分析。结果表明:岩屑床中小颗粒的体积分数下降,大颗粒体积分数的增幅随直径增大而减小;CO2携岩能力随温度的降低和压力的升高而增强,影响规律与室内试验结果相符;增大排量、降低机械钻速可提高CO2携岩效率,而钻杆转速对携岩效率影响甚微;偏心度为0.8时携岩最为困难;水平井钻进时应添加增黏剂以改善CO2携岩效果。

英文摘要:

Supercritical CO2 can be one of the most promising drilling and completion fluids,so it is of fundamental and practical importance to investigate its cuttings carrying mechanism. Numerical simulation was conducted to investigate the effects of various factors onCO2s cuttings carrying capability,including temperature,pressure,rotation speed and cuttingssize and production rate,in which the cuttings size distribution at the annulus entrance was set based on the measurement data in the experiments. In addition,the influence of coupled relationship between the density and viscosity of CO2 as a function of temperature and pressure and the rotation of drill pipe was considered in the numerical simulation. The results show that the cuttings carrying capability of CO2 can be improved by reducing temperature or increasing pressure,and the simulation results are consistent with that of the experiments. It is also found that the rotation speed of drill pipe has little influence on the cutting carrying capability,and the minimum of cuttings carrying capability appeared when the annulus eccentricity equals 0. 8. The cuttings carrying capability can also be improved by increasing the displacement capacity or reducing the penetration rate,while viscofier can be added to improve the cuttings carrying capability of CO2 in horizontal well drilling.

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期刊论文 99 会议论文 9 获奖 4 专利 6
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期刊信息
  • 《中国石油大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中国石油大学(华东)
  • 主编:袁静(执行)
  • 地址:山东省东营市北二路271号
  • 邮编:257061
  • 邮箱:journal@upc.edu.cn
  • 电话:0546-83922495 86983262
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-5005
  • 国内统一刊号:ISSN:37-1441/TE
  • 邮发代号:24-273
  • 获奖情况:
  • 本刊1996年以来历届山东省优秀期刊奖,曾荣获1999年全国高校学报优秀期刊二等奖,2001年...,2012年获教育部第四届中国高校精品科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,美国石油文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:9288