袁兰峰，何世明，黎学年，汤明，邵庸

（1.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610050；2.中国石化华东石油工程公司钻井处，江苏 南京 210000）

考虑钻具屈曲的环空流动仿真研究

袁兰峰1，何世明1，黎学年2，汤明1，邵庸1

（1.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610050；2.中国石化华东石油工程公司钻井处，江苏 南京 210000）

在小井眼定向井和水平井钻井过程中，钻具屈曲会对环空流场、压力场产生较大影响。文中借助流体动力学计算软件ANSYS FLUENT开展了考虑钻具正弦、螺旋屈曲的环空流动仿真模拟，系统地研究了不同环空偏心距、不同转速等因素对环空流场和流动压降的影响规律。研究发现：同心环空中，流体流速沿径向对称分布，偏心、屈曲环空中偏离对称分布；环空间隙越大，环空流速就越大；当考虑钻柱旋转时，钻柱旋转对环空窄间隙处流速的影响比对环空宽间隙处的影响要大，可明显提高环空窄间隙处的流速；同心环空、偏心环空压降值沿井深呈线性增加，偏心度越大，压降越小；屈曲环空压降值沿井深呈非线性增加，转速越大，压降越小。仿真结果与实验结果相比，具有较高的准确性，对真实钻井条件下环空压降的计算具有一定的指导意义。

偏心环空；正弦屈曲；螺旋屈曲；压降；ANSYS FLUENT软件

0 引言

随着油气开采向着深部地层及深水方向发展，钻遇窄安全密度窗口地层的情况越来越普遍，环空压降的预测不准常会造成井漏、井喷等安全事故，环空结构作为影响环空压降的一个重要因素，引起了重点关注。……