冯永存 马成云 楚明明 钟 毅 邓金根

1. 中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室 2. 中国石油大学（北京）石油工程学院

0 引言

低产低效气井的治理风险较高。因此，针对这些低产的薄弱层位，进行封堵作业，是一种比较有效的措施[1]。解决此问题通常是利用钻井液携带堵漏颗粒流入裂缝，颗粒在裂缝中堆积、架桥，形成一个紧密而稳定的封堵层，从而让钻井液的漏失降到安全水平[2]。如何有效设计堵漏颗粒是提高漏失裂缝堵漏效率的关键。

目前，针对堵漏颗粒的堵漏机理研究，绝大部分基于实验，实验结果偶然性大。设计一组堵漏配方，实验周期长，需耗费大量的人力、物力和财力。最重要的是：堵漏实验无法从微观角度解释堵漏颗粒桥堵漏失裂缝的机理。数值模拟法能够模拟受限制的实验，便于分析微观机理。随着计算流体力学（CFD）和离散单元法（DEM）的发展，CFD-DEM耦合模拟技术在石油工程各领域得到了广泛应用。目前，CFD-DEM耦合技术主要集中在压裂充填过程中支撑剂的运移[3-6]、地层出砂和防砂[7-9]、钻井过程携岩[10-13]以及颗粒堵塞[14-18]等方面的数值模拟研究中。例如：Wang等利用DEM研究了颗粒参数对裂缝堵塞性能的影响[19]，但未考虑流体的作用。刘春亭等利用CFD-DEM，研究了支撑剂在裂缝内的沉降运移情况，分析了颗粒和流体参数对砂堤形态影响[20]。Xu等利用CFD-DEM方法研究了颗粒状堵漏剂的桥接过程，认为存在临界桥联浓度[21]。Yang利用CFD-DEM方法分析了颗粒在页岩孔隙中的堵塞过程，提出了粒径和浓度是影响堵塞成功的关键因素[22]。……