【摘要】：氣體溢流是常見(jiàn)且危害嚴(yán)重的鉆井問(wèn)題,需要對(duì)氣體溢流進(jìn)行深入研究以滿足安全鉆井、精細(xì)控壓鉆井(DCPDT)的要求。溢流氣體在井筒中通常有兩種存在形式,一種是以氣泡的形式進(jìn)入井筒中,另一種當(dāng)井筒溫度、壓力高于氣體混合物的臨界溫度、壓力時(shí),氣體在井筒中以超臨界流體的形式存在。隨著鉆井循環(huán),溫度和壓力的降低,超臨界流體發(fā)生相變,產(chǎn)生大量氣體,影響井筒的溫度、壓力及流體的流動(dòng)規(guī)律。因此,研究氣體沿井筒運(yùn)移特性及環(huán)空流體相變特征對(duì)深入了解井筒流動(dòng)規(guī)律、進(jìn)行精細(xì)空壓鉆井具有重要意義。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,基于計(jì)算流體力學(xué)、滲流力學(xué)、氣泡動(dòng)力學(xué)等相關(guān)理論,針對(duì)氣體溢流、氣泡在井筒中的運(yùn)移及環(huán)空流體相變等方面的問(wèn)題進(jìn)行研究,建立了相關(guān)計(jì)算模型。論文從以下幾方面開展研究:(1)在前人水平井氣層滲流模型的基礎(chǔ)上,采用不同的擬壓力函數(shù),考慮了井底壓力、鉆進(jìn)速度及流動(dòng)條件等的變化,建立了井筒瞬態(tài)氣體溢流量模型。對(duì)模型計(jì)算結(jié)果表明氣體溢流速度與地層滲透率、機(jī)械鉆速、井底壓差均呈正相關(guān)的關(guān)系。(2)采用FLUENT模擬了基于井筒的氣泡生成過(guò)程,氣泡在形成過(guò)程中一直呈非對(duì)稱性發(fā)展。模擬結(jié)果顯示,在一定條件下,氣泡脫離后的體積與孔徑、氣體質(zhì)量流量、流體密度呈正相關(guān);氣泡脫離時(shí)間與孔徑、氣體質(zhì)量流量、流體密度呈負(fù)相關(guān)。在氣泡受力分析中考慮了流體f趿Φ撓跋，

本文編號(hào)：2287517