基于CFD-DEM的新型铝合金钻杆携岩仿真分析

摘要：

由于川渝地区的地层结构较复杂,在钻探过程中产生的岩屑容易在井内沉积,使得岩屑运移难度大,最终还会造成卡钻与钻具断裂等重大井下事故.为了提高页岩气井的携岩能力,提出一种新型铝合金钻杆,对新型铝合金钻杆的携岩原理进行分析,得出该钻杆既可以提高岩屑运移能力,也可以降低摩阻,减少钻井液压耗,再对该钻杆进行力学分析与建模,利用实际参数计算,验证了钻杆的可浮性;然后对岩屑沉降与排出全过程进行分析,提出岩屑沉降与排出全过程的5个阶段;最后在充分考虑了钻井液、岩屑颗粒、钻杆和井壁相互作用的影响下,利用CFD-DEM耦合对新型铝合金钻杆的携岩过程进行精确仿真.改变钻井液排量、钻杆转速、岩屑粒径、钻杆偏心度,对新型铝合金钻杆的携岩能力进行分析,并将该钻杆的携岩效率与传统钢钻杆进行对比,研究了两种钻杆的岩屑运移率,最终得出新型铝合金钻杆相比传统钢钻杆具有更高的携岩效率.该研究成果对减少岩屑沉降、提高岩屑运移能力具有重要意义.

关键词：新型铝合金钻杆;CFD-DEM耦合;岩屑运移比;数值模拟;对比分析

所属期刊栏目：49

分类号：TE242(钻井工程)

资助基金：国家自然科学基金项目;页岩油气国重实验室开放基金项目;油气藏地质及开发工程国家重点实验室基金项目西南石油大学

在线出版日期：2021-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：130-136