钻井液与完井液

作者：孙嘉林,张健伟,范森,柴宜芳,陈灿

单位：东北石油大学石油工程学院, 黑龙江大庆 163318；

关键词：水平井, 岩屑运移, CFD, 水基钻井液, 油基钻井液, 岩屑浓度

基金：黑龙江省自然科学基金资助项目“环空未封固段钻井液老化机理及密封性能评价”（LH2022E026）。

目前多数学者研究岩屑运移问题都是在水基钻井液条件下进行的，但随着油基钻井液的应用增多，探讨水基与油基钻井液在岩屑运移上的差异性是十分必要的。因此通过CFD（计算流体力学）建立了三维井眼模型探讨水基与油基钻井液在岩屑运移上的不同，并通过与室内实验结果对比，验证了建立的CFD模型是可靠的。通过CFD数值模拟得出，在偏心度或钻井液入口速度相同的条件下油基钻井液的岩屑床高度低于水基钻井液的岩屑床高度；并且在岩屑粒径为2～4 mm、转速小于80 r/min的情况下，油基钻井液的环空岩屑浓度明显低于水基钻井液的环空岩屑浓度。以往研究指出岩屑颗粒越大越难运移出井筒，但该研究发现2～3 mm的岩屑颗粒相较3～4 mm的岩屑颗粒更难运移出井筒，并不是岩屑粒径越大越难运移出井筒。尽管前人研究表明，偏心度越大岩屑浓度越大，但该研究发现，偏心度低于0.3时，水平井环空岩屑浓度变化不大，但当偏心度超过0.3时，岩屑浓度则逐渐增加。基于上述研究，该结果为水平井的钻井参数优选提供了更好的理解和指导。

来源：2025年第4期

《钻井液与完井液》期刊编辑部

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