水平井環(huán)空旋流攜砂流動規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究

劉承婷，張維薇，劉鋼，閆作秀

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水平井環(huán)空旋流攜砂流動規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究

劉承婷，張維薇，劉鋼，閆作秀

（東北石油大學(xué) 石油工程學(xué)院， 黑龍江 大慶 163318）

基于PIV測速技術(shù)對水平井環(huán)空管道內(nèi)液固兩相流動規(guī)律進(jìn)行分析，研究不同環(huán)空流量、鉆柱轉(zhuǎn)速、流體粘度等相關(guān)因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著環(huán)空流量、鉆柱的轉(zhuǎn)速和流體粘度的增加，巖屑床厚度降低，從而提高了巖屑的攜帶率。該實(shí)驗(yàn)研究成果可有效的為水平井的沖砂洗井工作提供理論依據(jù)。

環(huán)空旋流；PIV測速技術(shù)；巖屑運(yùn)移；軸向速度

水平井復(fù)雜的井深結(jié)構(gòu)極大增加了儲層的開采面積，有效提升了油氣采收率，隨著水平井技術(shù)的發(fā)展，水平井內(nèi)液固兩相流流動已成為研究重點(diǎn)［1］。水平井筒中鉆桿旋轉(zhuǎn)形成的環(huán)空旋流使巖屑顆粒分散在鉆井液中的機(jī)理，是研究環(huán)空旋流巖屑顆粒運(yùn)移規(guī)律、巖屑床形發(fā)展規(guī)律、鉆井液攜巖能力的理論基礎(chǔ)，為水平井參數(shù)優(yōu)化和沖砂洗井作業(yè)提供理論依據(jù)［2］。目前，針對水平井巖屑的運(yùn)移問題已有相關(guān)研究報道，但大多建立巖屑床的運(yùn)移數(shù)學(xué)模型對油井的攜砂能力進(jìn)行分析計(jì)算［3-8］，水平段環(huán)空液固兩相流流動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究相對較少，而液固兩相在水平環(huán)空管道中的旋流流動規(guī)律十分復(fù)雜，環(huán)空砂粒運(yùn)移規(guī)律不是十分明確，本文結(jié)合PIV實(shí)驗(yàn)的可視化測試技術(shù)特點(diǎn)，為觀察和研究水平環(huán)空管道內(nèi)液固兩相旋流流場情況提供了更加直觀、準(zhǔn)確的方法，使研究更加簡便高效［1］。……