孙晓峰
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李相方
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齐明明
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任美鹏
工程热物理学报
气体沿井眼体积的变化规律对于溢流检测技术、压井方法和井控措施的及时采取至关重要,为了正确认识气体沿井眼上升体积变化规律,本文在接近钻井实际工况下对气侵进行了模拟,包括单个气泡沿井眼膨胀规律及连续进气时井底压力的变化规律,并取得了初步认识,对今后的安全钻井具有一定的指导意义.
关键词:
气侵
,
气体膨胀
,
井底压力
任美鹏
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李相方
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徐大融
,
尹邦堂
工程热物理学报
常规钻井返出管线敞口，钻井液在返出管线中流动为非满管流动，小气侵量时，泥浆池液面变化不明显，检测装置无法测量液面变化，钻井液返出流量无法测量或者测量误差较大，无法感知小流量差的变化。本文基于气液两相流理论建立了井筒气液两相流参数与井口溢流速度的关系模型，计算表明气侵速度越大，气泡运移距井口越近，井口溢流速度越大。并以空气和钻井液（非牛顿流体）为介质，基于VOF多相流模型，模拟了钻井液返出流量变化时气液界面变化情况，分析了纯钻井液和不同含气率钻井液在返出管线流动时液面变化特征，得出纯钻井液流动时喇叭口处液面变化最明显，优化液面检测装置安装在喇叭上，更能准确及时地检测液面变化早期发现溢流，进气速度影响返出管线钻井液液面稳定性。
关键词:
溢流
,
液面检测装置
,
VOF模型
,
气侵检测
任美鹏
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李相方
,
刘书杰
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耿亚楠
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朱磊
,
尹邦堂
工程热物理学报
墨西哥湾发生的井喷表明深水溢流早期检测与可靠识别存在问题。对深水钻井过程地层气体侵入井筒后与非牛顿流体的钻井液形成的气液两相流型特征的研究，发现钻井液循环与非循环期间沿井筒流型分布差异大。钻井液循环期间发生气侵后在近钻头处多为泡状流，而在非循环期间多为段塞流。深水钻井气侵后当气体运移到隔水管时多呈段塞流型，地面溢出体积通常很小而海底泥线以上隔水管局部含气率较高，因此，在隔水管段测量含气性可以在地面溢流量较小情况发现气侵。鉴于深水钻井隔水管力学完整性，测量含气性的传感器不能在隔水管上打孔安装，研究表明非接触式超声波多普勒传感器是适合的，且沿程布置可以提高测量可靠性。
关键词:
海洋钻井
,
深水井喷
,
气液两相流
,
溢流检测
李元生
,
李相方
,
藤赛男
,
刘晓东
,
徐大融
,
任美鹏
工程热物理学报
目前水平井中气液两相流动携液临界流量的计算方法仅考虑了水平井段的携液情况而没有考虑直井段与斜井段对携液的影响,所以在直井段和斜井段中未完全携带出的残余流体还是会流到井底,从而在水平井中产生积液.本文对液滴在水平井中直井段,斜井段和水平段进行受力分析发现,在不同的井段液滴因为受力不同从而产生不同的形变,从而计算的携液临界流量也不相同.基于携液理论与气液两相流型理论,根据不同位置的受力情况分别推导了液滴处于直井段,斜井段和水平段时的携液临界流量公式.而水平井的携液临界流量应该为液滴从直井段,斜井段和水平段流过时携液临界流量的最大值.最后通过理论计算与实验结果验证了方法的正确性.
关键词:
液滴
,
液滴变形
,
水平井
,
气液两相流动
,
携液临界流量
