王金堂，孙宝江，李 昊，曹成章，彭志刚，徐渴望

（1.中国石油大学石油工程学院，山东青岛266580；2.中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营257017）

大位移井旋转套管固井顶替模拟分析

王金堂1，孙宝江1，李 昊1，曹成章2，彭志刚2，徐渴望1

（1.中国石油大学石油工程学院，山东青岛266580；2.中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营257017）

旋转套管固井可以改变顶替过程中流体的流场，增加周向的旋流和回流作用，更好地保障顶替界面稳定性，提高固井顶替效率。借助计算流体力学软件对大位移井旋转套管固井顶替进行数值模拟，并得到不同井斜角和井径扩大率条件下的最低套管旋转转速。结果表明：同一套管旋转速度，切向速度随着无量纲环空半径的增加而降低，随着井斜角的增加，截面旋流数在不同位置处各异，但总体趋于减小，套管旋转固井顶替效率明显改善，井斜角越大，改善效果越好；偏心度越大，环空同一位置处旋流数越大，窄间隙的旋流数明显高于宽间隙的旋流数，在偏心度大于0.4以后，顶替效率增加效果明显；环空截面同一位置处，井径扩大率越大，其产生的旋流数越大，旋流程度增强，有利于水泥浆固井顶替；采用旋转套管固井能有效改善复杂井眼条件下大位移井固井顶替质量和顶替效率。

大位移井；旋转套管；旋流强度；顶替效率；数值模拟

与直井相比，大位移井具有井段长、井斜大的特点［1-3］。在现场实践中发现，大位移井的固井质量操作难度大［3-4］，在斜井眼及水平段的条件下，套管总是贴近井壁向下一侧，受摩擦力影响，上提、下放阻力大，套管不易居中；……