超臨界二氧化碳新型鉆井液特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著氣體鉆井技術(shù)以及小井眼連續(xù)管鉆井技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)鉆井液體系和性能提出了新要求。超臨界二氧化碳鉆井液具有氣體的低粘度和高擴(kuò)散系數(shù)，又具有液體的高密度和好的溶解性等特點(diǎn)，可滿(mǎn)足連續(xù)管小井眼鉆井要求，超臨界二氧化碳鉆井液作為一種前瞻性技術(shù)，最近受到國(guó)內(nèi)外關(guān)注。 本文利用數(shù)值模擬方法，結(jié)合模擬試驗(yàn)，探索性研究了超臨界二氧化碳鉆井液在鉆井循環(huán)過(guò)程中的特性隨壓力和溫度的變化基本規(guī)律。利用FLUENT軟件系統(tǒng)，對(duì)鉆井液在鉆柱內(nèi)和

2、環(huán)空中流體特性的模擬研究表明，超臨界二氧化碳鉆井液的壓力和溫度隨著井深的增加而逐漸增加，而密度和粘度隨著井深的增加而逐漸降低，與理論分析結(jié)果基本相符。 利用新研制的超臨界二氧化碳鉆井液循環(huán)模擬裝置，實(shí)驗(yàn)研究了二氧化碳流體在不同狀態(tài)和井斜角下的攜巖特性。模擬實(shí)驗(yàn)表明，在一定條件下，有效最低攜巖返速隨著壓力的增加逐漸降低，有效最低攜巖返速隨著溫度增加逐漸增加。 另外，模擬實(shí)驗(yàn)研究了二氧化碳水合物在室溫條件下的穩(wěn)定性以及溶解特