基于CFD-DEM耦合模型的大粒径非常规岩屑颗粒运移规律研究

摘要：

采用CFD-DEM耦合计算模型,利用DEM软件建立大粒径(2 cm)、非球体岩屑颗粒的离散元模型,与FLUENT实现无缝耦合并行计算,颗粒间相互作用采用Hertz-Mindlin弹性接触模型,对大粒径的、非常规岩屑颗粒在水平井段的运移规律进行了数值模拟计算.基于钻井实测数据,建立水平井段环空内含不同形状(片状,立方体状及球状)相同等效球体粒径颗粒的计算模型,展示了井眼环空内颗粒运移、沉积状态,对环空钻井液流速、不同形状的岩屑颗粒运移速度进行了计算分析,本文还计算得到片状大粒径岩屑含量对钻井液携岩效果的影响规律.结果显示:2 cm等效体积球体粒径的颗粒在井眼环空内的运移状态较差,出现局部堆积;立方体状颗粒的运移效果最差,片状颗粒次之;在所选用计算条件下,片状颗粒含量大于10％时会加剧削弱携岩效果.计算结果可对钻井携岩问题的研究提供一定的参考价值.

关键词：CFD-DEM、大粒径岩屑、非常规颗粒、岩屑运移、耦合计算

所属期刊栏目：17

分类号：TE243(钻井工程)

资助基金：国家自然科学基金51374228;中国博士后科学基金2017M612375

在线出版日期：2017-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：190-195