冪律流體中巖屑顆粒沉降速度實驗

孫曉峰，紀國棟，馮松林，陳志學，李顯義，曲從鋒（.中國石油大學（北京）石油與天然氣工程博士后科研流動站，北京 000；.中國石油集團鉆井工程技術研究院，北京 006；.中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西 榆林 79000）

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冪律流體中巖屑顆粒沉降速度實驗

孫曉峰1，紀國棟2，馮松林3，陳志學2，李顯義2，曲從鋒2
（1.中國石油大學（北京）石油與天然氣工程博士后科研流動站，北京 102200；2.中國石油集團鉆井工程技術研究院，北京 102206；3.中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西 榆林 719000）

鉆井過程中，任何井型都需要鉆井液有效攜帶巖屑上返，以保持井眼清潔；但由于巖屑顆粒與鉆井液存在密度差，遇到接單根、停鉆等工況，巖屑顆粒就會在鉆井液中沉降。對于大斜度井和水平井，巖屑沉降后會堆積在造斜和水平井段，形成巖屑床，造成惡性井下安全事故，因此，深入研究巖屑顆粒在鉆井液中的沉降規律十分重要。文中首先綜述了不同形狀、不同粒徑的固體顆粒在牛頓流體中的阻力系數和沉降速度計算模型，分析了牛頓流體中固體顆粒雷諾數和阻力系數之間的關系；應用與研究固體顆粒在牛頓流體中沉降的相同方法，并通過室內實驗，得到了不同粒徑巖屑顆粒在冪律流體中的沉降速度模型、顆粒雷諾數與阻力系數之間的關系模型。

巖屑顆粒；沉降；冪律流體；阻力系數；沉降速度

0　引言

油氣鉆井過程中產生的巖屑的運動軌跡與井型有關。進行水平井鉆進時，巖屑分別沿水平段、造斜段和直井段上返運移至井口［1-2］；……