偏心环空中钻井液滞留模型研究
中国石化江汉石油工程公司, 湖北武汉 430000
| 摘 要： | 固井的过程时通过水泥浆替代钻井液，最终逐渐充满整个环空间隙，同时通过注水泥顶替得到的顶替界面可以直观的体现出顶替的效果，顶替过程从环空间隙中心附近开始向两边扩散，顶替界面越长，顶替动力不足，会导致液—液混掺及界面停止扩展的现象发生滞留与迟流，形成钻井液滞留层，对后期的注采过程产生较大的影响，因此保证我们需要提升顶替效率，防止滞留发生，提升石油生产的工作效率。在之前的研究文章中，大多数学者主要以平板流为研究载体，对偏心环空中的钻井液流动，局部滞留以及滞留层厚度进行计算研究，在本文中以柱坐标系下运动方程为基础，对偏心环空内钻井液的滞留进行分析与研究，同时通过引入一个新的积分常数，建立水泥浆或顶替液在顶替界面中的速度分布函数，采用迭代运算的方式计算局部滞留边界，控制误差，更加准确的计算出滞留边界的位置，滞留层厚度，及不同的因素对于滞留层的厚度的影响，为后续研究纯力学模型与流体间的混掺关系坐下铺垫。 |
| 关 键 词： | 偏心环空; 顶替界面; 局部滞留 |
| DOI： | 10.57237/j.jest.2024.01.001 |
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收稿日期: 2023-12-14
接受日期: 2024-01-26
在线出版日期: 2024-02-04
Research on the Retention Model of Drilling Fluid in Eccentric Annulus
Sinopec Jianghan Petroleum Engineering Company, Wuhan 430000, China
| Abstract: | During the cementing process, cement slurry is used to replace drilling fluid, gradually filling the entire annular space gap. At the same time, the displacement interface obtained through cement injection can intuitively reflect the displacement effect. The displacement process starts from near the center of the annular space gap and spreads to both sides. The longer the displacement interface, the insufficient displacement power will cause the phenomenon of liquid mixing and interface stop expanding, resulting in retention and delayed flow, forming a drilling fluid retention layer, It has a significant impact on the later injection and production process, so we need to improve displacement efficiency, prevent retention, and improve the efficiency of oil production. In previous research articles, most scholars mainly used flat plate flow as the research carrier to calculate and study the drilling fluid flow, local retention, and retention layer thickness in the eccentric annulus. In this paper, based on the motion equation in the cylindrical coordinate system, the retention of drilling fluid in the eccentric annulus was analyzed and studied, and a new integral constant was introduced, Establish the velocity distribution function of cement slurry or displacement fluid at the displacement interface, use iterative operation to calculate the local retention boundary, control errors, and more accurately calculate the position of the retention boundary, the thickness of the retention layer, and the influence of different factors on the thickness of the retention layer. This lays the foundation for subsequent research on the mixing relationship between pure mechanical models and fluids. |
| Keywords: | Eccentric Annulus; Replacement Interface; Local Retention |
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