【技术实现步骤摘要】
一种基于长水平井岩屑运移动态模型的特性研究方法
[0001]本专利技术涉及长水平井开采海洋、深部地层及非常规油气藏应用
，具体为一种基于长水平井岩屑运移动态模型的特性研究方法。
技术介绍
[0002]近年来，由于长水平井能有效增加泄油面积，提高单井产量，改善油气藏的开发效果，在开采海洋、深部地层及非常规油气藏中得到了广泛应用，但同时长水平井在钻井过程中的井眼清洁问题、水力参数优选问题以及水力延伸能力预测及提升问题日益突出，受到了广泛关注。在长水平井的大斜度井段，岩屑的重力效应突出，易在井筒中堆积形成岩屑床，导致摩阻增大、卡钻、钻柱磨损等井下复杂情况，不仅直接增加了钻井成本和风险，还限制了长水平井的延伸能力，拖缓了钻井的工期。因此，进行长水平井岩屑运移规律及特征分析研究，对于保障长水平井井眼清洁及安全高效钻井具有重要的理论指导意义。
技术实现思路
[0003]针对上述问题，本专利技术提出一种基于长水平井岩屑运移动态模型的特性研究方法。
[0004]一种基于长水平井岩屑运移动态模型的特性研究方法，建...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于长水平井岩屑运移动态模型的特性研究方法，建立两层长水平井岩屑运移动态模型对岩屑动态运移进行模拟，将连续性方程和动量方程数值化进而计算参数并研究岩屑的动态运移特性，包括以下步骤：步骤一：对井眼轨迹曲线进行计算，输入基本参数构造井斜角函数，采用追赶法求解，还原真实的井眼轨迹曲线；步骤二：生成离散网络，根据井眼轨迹曲线求得井斜角，在相关参数和边界条件下，估算某时刻初始位置的岩屑床横截面积和悬浮层的岩屑浓度步骤三：估算出相同时刻下一位置的岩屑床横截面积及悬浮层岩屑浓度结合相关函数计算出步骤四：将与进行比较，若差值较小，则利用计算出的悬浮层岩屑浓度来计算出相关参数，若误差较大，则重新估算步骤五：利用计算出的相关参数结合动量方程与连续性方程计算出岩屑床横截面积步骤六：将计算得到的与估算的进行比较，若误差较小，则由计算出岩屑床高度若满足边界条件则输出结果，若不满足条件，则重复步骤二至步骤五，重新估算和2.基于权利要求1所述的一种基于长水平井岩屑运移动态模型的特性研究方法，其特征在于，所述步骤一中井眼轨迹的计算，采用三次样条插值计算节点处井斜角，区间[S
k
‑1，S
k
](k＝1,2,3,...,N)上井斜角样条函数计算式为：式中，k为测点序号；L
k
为测段长度，L
k
＝s
k
‑
s
k
‑1，单位为m；s表示插值点处的井深，单位为m；N表示测点个数。3.基于权利要求1所述的一种基于长水平井岩屑运移动态模型的特性研究方法，其特征在于，所述岩屑床层及悬浮层的连续性方程由质量守恒定律推导，单位时间内模型岩屑床层两面流量差与井壁掉块量之和等于单位时间内微元控制体中岩屑床层内的质量，即：岩屑床层的连续性方程表示为：悬浮层连续性方程表示为：其中，ρ
s
、ρ
b
分别是悬浮层与岩屑床层的等效密度，单位为kg/m3；V
s
、V
b
分别是悬浮层与
岩屑床层固相颗粒的运移速度，单位为m/s；A
s
、A
b
分别是悬浮层与岩屑床层的截面积，单位为m2；C
b
是岩屑床中的岩屑体积浓度分数；V
s
是井壁坍塌掉块的量，单位为m3/(m/s)。4.基于权利要求1所述的一种基于长水平井岩屑运移动态模型的特性研究方法，其特征在于，所述动态模型特性研究方法中一些相关参数的计算包括：环空截面积：岩屑床层与井壁之间的剪切应力：悬浮层与井壁之间的剪切应力：悬浮层与岩屑床层界面的剪切应力：岩屑床层的等效密度：ρ
b
＝ρ
p
C
b
+ρ
f
(1
‑
D
b
)；悬浮层的等效密度：ρ
s
＝ρ
p
C
s
+ρ
f
(1
‑
C
s
)；此外，岩屑床层与井壁之间的摩擦系数f
b
＝0.15，悬浮层与井壁之间的摩擦系数(湍流)、(层流)，交界面摩擦系数流体雷诺数悬浮层水力直径d
o
是井眼直径，单位为m；d
i
是钻杆外径，单位为m；d
...
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