超临界二氧化碳在水平井钻井中的携岩规律研究

霍洪俊, 王瑞和, 倪红坚, 赵焕省, 宋维强

霍洪俊, 王瑞和, 倪红坚, 赵焕省, 宋维强. 超临界二氧化碳在水平井钻井中的携岩规律研究[J]. 石油钻探技术, 2014, 42(2): 12-17. DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.02.003
引用本文: 霍洪俊, 王瑞和, 倪红坚, 赵焕省, 宋维强. 超临界二氧化碳在水平井钻井中的携岩规律研究[J]. 石油钻探技术, 2014, 42(2): 12-17. DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.02.003
Huo Hongjun, Wang Ruihe, Ni Hongjian, Zhao Huanxing, Song Weiqiang. Cuttings Carrying Pattern of Supercritical Carbon Dioxide in Horizontal Wells[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2014, 42(2): 12-17. DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.02.003
Citation: Huo Hongjun, Wang Ruihe, Ni Hongjian, Zhao Huanxing, Song Weiqiang. Cuttings Carrying Pattern of Supercritical Carbon Dioxide in Horizontal Wells[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2014, 42(2): 12-17. DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.02.003

超临界二氧化碳在水平井钻井中的携岩规律研究

基金项目: 

国家重点基础研究发展计划(“973”计划)课题“深井复杂地层安全高效钻井基础研究”(编号:2010CB226703)和“超临界二氧化碳强化页岩气高效开发基础”(编号:2014CB239202)部分研究内容。

详细信息
    作者简介:

    霍洪俊(1984—),男,山东青州人,2007年毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业,在读博士研究生,主要从事新型钻完井技术和超临界二氧化碳钻完井技术方面的研究。

  • 中图分类号: TE21

Cuttings Carrying Pattern of Supercritical Carbon Dioxide in Horizontal Wells

  • 摘要: 为弄清以超临界二氧化碳为钻井流体钻进水平井时的携岩机理,基于DPM模型,采用数值模拟方法对用超临界二氧化碳钻进水平井时的携岩规律进行了分析。数值模拟结果显示:水平井段环空中岩屑颗粒是分层移动的,随着岩屑向出口运移,岩屑会逐渐向水平井段下部沉降;随着排量和压力的增大、环空间隙的减小,超临界二氧化碳的携岩性能逐渐增强;而随着环空温度升高和岩屑粒径的增大,其携岩性能逐渐减弱。研究结果可为应用超临界二氧化碳钻进的水平井钻井设计提供参考。
    Abstract: In order to get a better understanding on the mechanism of cuttings carrying of supercritical carbon dioxide(SC-CO2)in horizontal wells,a numerical simulation method based on the DPM model was used to analyze the cuttings carrying law of SC-CO2 in horizontal wells.The simulation results indicate that the cuttings transport in a stratified flow in horizontal section,and the cuttings will gradually settle to the lower part of the section with the cuttings moving to the outlet;the cuttings carrying capacity of SC-CO2 will gradually increase with the increase of flow rate and pressure as well as the decrease of annular space;but the cuttings carrying capacity will decrease gradually with the increase of temperature and cuttings size.The analysis results can provide references for the design of horizontal wells drilled with SC-CO2.
  • [1] 邱正松,谢彬强,王在明,等.超临界二氧化碳钻井流体关键技术研究[J].石油钻探技术,2012,40(2):1-7. Qiu Zhengsong,Xie Binqiang,Wang Zaiming,et al.Key technology on drilling fliud of supercritical carbon dioxide[J].Petroleum Drilling Techniques,2012,40(2):1-7.
    [2]

    Du Yukun,Wang Ruihe,Ni Hongjian,et al.Determination of rock-breaking performance of high-pressure supercritical carbon dioxide jet[J].Journal of Hydrodynamics:Series B,2012,24(4):823-828.

    [3] 肖建平,范崇政.超临界流体技术研究进展[J].化学进展,2001,13(2):94-101. Xiao Jianping,Fan Chongzheng.Progress in research of supercritical fluid technology[J].Progress in Chemistry,2001,13(2):94-101.
    [4] 王海柱,沈忠厚,李根生.超临界CO2开发页岩气技术[J].石油钻探技术,2011,39(3):30-35. Wang Haizhu,Shen Zhonghou,Li Gensheng.Feasibility analysis on shale gas exploitation with supercritical CO2[J].Petroleum Drilling Techniques,2011,39(3):30-35.
    [5]

    Gupta A P,Gupta A,Langlinais J.Feasibility of supercritical Carbon dioxide as a drilling fluid for deep underbalanced drilling operating[R].SPE 96992,2005.

    [6] 岳伟民.超临界二氧化碳射流破岩试验装置的研制[D].东营:中国石油大学(华东)石油工程学院,2011. Yue Weimin.Development of rock-breaking experimental equipment under supercritical carbon dioxide jet[D].Dongying:China University of Pertroleum(Huadong),School of Pertroleum Engineering,2011.
    [7]

    Kolle J J.Coiled tubing drilling with supercritical carbon dioxide:US,6347675B1[P].2002-02-19.

    [8]

    Faisal Abdullah Al-Adwani,Julius Langlinais,Richard Gary Hughes.Modeling of an underbalanced drilling operation utilizing supercritical carbon dioxide[R].SPE 114050,2008.

    [9] 杜玉昆,王瑞和,倪红坚,等.超临界二氧化碳射流破岩试验[J].中国石油大学学报:自然科学版,2012,36(4):93-96. Du Yukun,Wang Ruihe,Ni Hongjian,et al.Rock-breaking experiment with supercritical carbon dioxide jet[J].Journal of China University of Petroleum:Edition of Natural Science,2012,36(4):93-96.
    [10] 于勇.FLUENT入门与进阶教程[M].北京:北京理工大学出版社,2008:154-183. Yu Yong.The beginner and advanced tutorials of FLUENT[M].Beijing:Beijing Institute of Technology Press,2008: 154-183.
    [11] 王在明.超临界二氧化碳钻井液特性研究[D].东营:中国石油大学(华东)石油工程学院,2008. Wang Zaiming.Feature research of supercritical carbon dioxide drilling fluid[D].Dongying:China University of Petroleum(Huadong),School of Petroleum Engineering,2008.
    [12] 赵焕省.超临界二氧化碳携岩规律数值模拟研究[D].东营:中国石油大学(华东)石油工程学院,2012. Zhao Huansheng.Numerical simulation on cuttings transport phenomenon of the supercritical Carbon dioxide[D].Dongying:China University of Petroleum(Huadong),School of Petroleum Engineering,2012.
  • 期刊类型引用(18)

    1. 刁斌斌,高德利,刘喆,吴华鹏. 井深随钻测量误差校正与井眼位置不确定性计算方法. 石油钻探技术. 2024(02): 181-186 . 本站查看
    2. 许泽凡,宋红伟,张明菊,胡少兵,陈雪菲,程为彬. 融合DBSCAN多测点算法的磁方位校正. 网络安全与数据治理. 2023(02): 83-88 . 百度学术
    3. 商森,连世鑫. MWD磁干扰的判断和矫正. 石化技术. 2023(07): 140-142 . 百度学术
    4. 于瑞丰,刁斌斌,高德利. 考虑磁方位校正的井眼轨迹测量误差计算. 石油钻探技术. 2023(06): 25-31 . 本站查看
    5. 宋晓健,郑邦贤,谭勇志,黄秉亚,马鸿彦,董晨曦. 基于数据融合的近钻头井眼轨迹参数动态测量方法. 石油钻探技术. 2022(01): 38-44 . 本站查看
    6. 孟庆威,姜天杰,刘泳敬,杨杰,王越支. 基于有限元分析的方位角误差计算和修正. 石油钻探技术. 2022(03): 66-73 . 本站查看
    7. 蒲文学,范光第,朱建建,赵国山. 磁性随钻测斜仪所需无磁钻具长度及影响因素研究. 石油钻探技术. 2022(04): 129-134 . 本站查看
    8. 陈庚绪,李红星,王新刚,白雪龙,王越之. 测量误差对井眼轨迹不确定性的影响分析. 煤炭技术. 2021(04): 54-56 . 百度学术
    9. 李国梁,姜天杰,卢华涛,侯晓东,余义兵,张菲菲. 磁力随钻测量无磁钻铤长度优化设计. 中国石油和化工标准与质量. 2021(18): 126-129 . 百度学术
    10. 于瑞丰,刁斌斌,高德利. 基于邻井距离测量误差的救援井磁测距工具优选方法. 石油钻探技术. 2021(06): 118-124 . 本站查看
    11. 孟卓然. BHA轴向磁干扰对方位测量误差的影响——基于人工磁场模拟方法. 石油学报. 2020(08): 1011-1018 . 百度学术
    12. 肖通,姜天杰,兰铁坤,王昊. 丛式井井眼防碰技术措施探讨. 石化技术. 2020(08): 31+35 . 百度学术
    13. 蒋必辞,田小超,张鹏,汲方林,丛琳,王盼. 随钻伽马对方位角测量的影响及校正方法研究. 煤炭科学技术. 2020(12): 175-181 . 百度学术
    14. 刘建光,底青云,张文秀. 基于多测点分析法的水平井高精度磁方位校正方法. 地球物理学报. 2019(07): 2759-2766 . 百度学术
    15. 龚大洪,陈元鹏,杨文娟,杨金生,王志玲,张树义,马鸿彦. 一种井眼轨迹不确定性方法的可视化研究与应用. 钻采工艺. 2019(06): 9-12+1 . 百度学术
    16. 刘庆. 随钻测量仪传感器正交校准方法研究. 自动化仪表. 2018(05): 74-76+80 . 百度学术
    17. 范光第,蒲文学,赵国山,黄根炉. 磁力随钻测斜仪轴向磁干扰校正方法. 石油钻探技术. 2017(04): 121-126 . 本站查看
    18. 韩少波,邵婷婷. 基于BP神经网络的油井井斜角误差补偿研究. 内蒙古石油化工. 2015(01): 37-38 . 百度学术

    其他类型引用(11)

计量
  • 文章访问数:  2987
  • HTML全文浏览量:  53
  • PDF下载量:  3818
  • 被引次数: 29
出版历程
  • 收稿日期:  2013-08-08
  • 修回日期:  2014-02-20
  • 刊出日期:  1899-12-31

目录

    /

    返回文章
    返回