环空水泥浆顶替界面稳定性数值模拟研究

doi:10.7623/syxb200505027

石油学报 ›› 2005, Vol. 26 ›› Issue (5): 119-122.DOI: 10.7623/syxb200505027

环空水泥浆顶替界面稳定性数值模拟研究

高永海¹, 孙宝江¹, 刘东清², 赵欣欣¹, 李小波¹, 于世娜¹

1. 中国石油大学石油工程学院, 山东, 东营, 257061;
2. 胜利石油管理局海洋钻井公司, 山东, 东营, 257062

收稿日期:2004-09-13 修回日期:2005-02-16 出版日期:2005-09-25 发布日期:2010-05-21
作者简介:高永海,男,1977年9月生,2000年毕业于山东工程学院,现为中国石油大学(华东)博士研究生,研究方向为油气井流体力学.E-mail:zhaox@hdpu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(No.10172062)资助

Numerical simulation on stability of cement displacement interface in annulus

GAO Yong-hai¹, SUN Bao-jiang¹, LIU Dong-qing², ZHAO Xin-xin¹, LI Xiao-bo¹, YU Shi-na¹

1. College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum, Dongying 257061, China;
2. Offshore Drilling Company, Sinopec Shengli Petroleum Administration Bureau, Dongying 257062, China

Received:2004-09-13 Revised:2005-02-16 Online:2005-09-25 Published:2010-05-21

摘要/Abstract

摘要： 借助计算流体力学(CFD)软件FLUENT6.0,利用流体体积法(VOF)对环空内水泥浆顶替进行了数值模拟,模拟环空井筒长为10m,外径为0.112m,内径为0.089m。在不同流态、不同流动雷诺数和不同环空无量纲偏心度的条件下进行了计算,得到了顶替速度及偏心度对顶替效率以及界面稳定性的影响规律。与实验数据对比表明,数值模拟得到的结果与实验结果相吻合。模拟结果表明,降低套管偏心度及进行湍流顶替或低速下的层流顶替有助于界面稳定和提高顶替效率。

关键词: 环空井筒, 钻井液, 顶替速度, 油-水界面, 稳定性, 套管, 偏心度, 数值模拟

Abstract: The displacement process of cement in annulus was simulated by volume of fluid(VOF) method and Fluent 6.0 software.The inner and outer diameters of the simulated wellbore are 0.089 meters and 0.112 meters respectively,and its length is 10 meters.The influences of eccentricities of casing and displacement velocity of cement on the stability of displacement interface and displacement efficiency under different conditions of flow states,Reynolds numbers and eccentricities were obtained.The results of numerical simulations are in good agreement with those of experiment.The simulated results indicate that lower eccentricity of casing and displacements of turbulent or laminar at a low speed are helpful for improving the displacement efficiency.

Key words: annulus wellbo re, drilling mud, displacement velocity, oi-lwater interface, stability, casing, eccentricity, numerical simulation

中图分类号:

TE256

高永海, 孙宝江, 刘东清, 赵欣欣, 李小波, 于世娜. 环空水泥浆顶替界面稳定性数值模拟研究[J]. 石油学报, 2005, 26(5): 119-122.

GAO Yong-hai, SUN Bao-jiang, LIU Dong-qing, ZHAO Xin-xin, LI Xiao-bo, YU Shi-na. Numerical simulation on stability of cement displacement interface in annulus[J]. Editorial office of ACTA PETROLEI SINICA, 2005, 26(5): 119-122.

[1]	狄勤丰, 王楠, 陈锋, 陈涛, 王文昌, 陈薇. 磨损套管螺纹接头密封面力学特性[J]. 石油学报, 2021, 42(5): 669-676.
[2]	许林, 刘书杰, 许明标, 冯桓榰, 邢希金, 邓佳佳. 压差激活密封剂的微缺陷自适应修复行为及机理[J]. 石油学报, 2021, 42(5): 686-694.
[3]	朱华银, 王粟, 张敏, 武志德, 石磊. 盐穴储气库全周期注采模拟——以JT储气库X1和X2盐腔为例[J]. 石油学报, 2021, 42(3): 367-377.
[4]	邹玮, 余一欣, 刘金水, 蒋一鸣, 唐贤君, 陈石, 余浪. 东海盆地西湖凹陷中央反转构造带发育主控因素及宁波背斜形成过程[J]. 石油学报, 2021, 42(2): 176-185.
[5]	祝效华, 罗云旭, 刘伟吉, 高锐, 贾玉丹, 刘呈君. 等离子体电脉冲钻井破岩机理的电击穿实验与数值模拟方法[J]. 石油学报, 2020, 41(9): 1146-1162.
[6]	陈雪莲, 唐晓明. 套管中周向传播准SH波的传播特征[J]. 石油学报, 2020, 41(7): 895-902.
[7]	李文婧, 姜源, 单保东, 禹晓珊, 王超. 盐穴储气库注采运行时温效应对腔体稳定性的影响[J]. 石油学报, 2020, 41(6): 762-776.
[8]	刘静, 夏军勇, 刘玺, 吴飞鹏, 蒲春生. 低频波对泡沫稳定性协同强化效应[J]. 石油学报, 2020, 41(5): 584-591.
[9]	窦晓峰, 宁伏龙, 李彦龙, 刘昌岭, 孙嘉鑫, 李杨, 李晓东, 赵颖杰, 张凌, 刘乐乐. 基于连续-离散介质耦合的水合物储层出砂数值模拟[J]. 石油学报, 2020, 41(5): 629-642.
[10]	计秉玉. 对油气藏工程研究方法发展趋势的几点认识[J]. 石油学报, 2020, 41(12): 1774-1778.
[11]	王成文, 王桓, 薛毓铖, 杨乐, 王瑞和, 靳建洲, 李勇. 高密度水泥浆高温沉降稳定调控热增黏聚合物研制与性能[J]. 石油学报, 2020, 41(11): 1416-1424.
[12]	郭建春, 任冀川, 王世彬, 苟波, 赵俊生, 伍林. 裂缝性致密碳酸盐岩储层酸压多场耦合数值模拟与应用[J]. 石油学报, 2020, 41(10): 1219-1228.
[13]	杨浩. 三轴地应力作用下固井二界面的稳定性[J]. 石油学报, 2019, 40(S2): 152-159.
[14]	王建民, 张三. 特低渗透砂岩油层钻井液侵入程度及影响[J]. 石油学报, 2019, 40(9): 1095-1103.
[15]	韩强, 屈展, 叶正寅. 基于多尺度均匀化理论的页岩强度表征[J]. 石油学报, 2019, 40(7): 858-865.

环空水泥浆顶替界面稳定性数值模拟研究

Numerical simulation on stability of cement displacement interface in annulus

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价