注水泥环空动态顶替界面长距离数值模拟

作     者：王涛 展转盈 燕迎飞 Wang Tao;Zhan Zhuanying;Yan Yingfei

作者机构：陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院陕西西安710075 陕西省陆相页岩气成藏与开发重点实验室(筹)陕西西安710075 

基　　金："十三五"国家科技重大专项课题"陆相页岩气水平井高效低成本钻完井技术"(2017ZX05039003) 延长石油集团级项目"延安气田上古生界水平井钻井提速工艺技术研究"(ycsy2016ky-A-19-01)联合资助 

出 版 物：《非常规油气》 (Unconventional Oil & Gas)

年 卷 期：2018年第5卷第6期

页      码：87-93页

摘      要：借助流体力学软件FLUENT对环空注水泥层流顶替进行了长距离的数值模拟。利用流体体积法(VOF)对两相顶替界面进行了界面重构。对顶替界面达到动态稳定形态的过程进行了描述,对不同偏心度、密度差、顶替速度和流体黏度条件下的顶替界面进行了模拟。模拟结果显示,顶替开始后界面长度不断拉长,在正密度差下界面会达到动态稳定(在一个范围内波动)或者绝对稳定,并以此稳定界面向前推进,而动态稳定界面会使得窄间隙留下无法驱替的滞留层。在同心环空中,只要存在正密度差即可达到绝对稳定的界面;在偏心环空中高密度差下界面会达到绝对稳定,其他情况会获得动态稳定界面,此密度差节点与偏心度呈正相关;负密度差下界面均无法达到稳定;从对顶替界面达到稳定状态的影响效果来看,从大到小依次为偏心度、密度差、顶替速度和流体流变性能。该模拟结果对水泥浆密度设计、隔离液用量和环空注水泥施工有很好的指导性作用。

主 题 词：层流 顶替界面 动态稳定 数值模拟 长距离环空 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.2095-8471.2018.06.015

馆 藏 号：203428959...