本文關(guān)鍵詞：基于計算流體力學(xué)與離散單元法并行計算的煤層氣井大粒徑巖屑運動規(guī)律初探　出處：《科學(xué)技術(shù)與工程》2017年15期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：在計算流體力學(xué)與離散單元法(CFD-DEM)耦合并行計算的基礎(chǔ)上,對大粒徑、非球體巖屑在煤層氣井"擴(kuò)徑"井段的沉積及運移規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬。利用FLUENT建立了井眼交匯處"擴(kuò)徑"井段計算模型。利用DEM軟件建立大粒徑巖屑顆粒的離散元模型。借助集群并行計算優(yōu)勢,首先通過與實驗數(shù)據(jù)的對比證實該CFD-DEM耦合模型的計算精確性、可用性;隨后,基于鉆井現(xiàn)場巖屑顆粒的采樣及對其粒徑、形狀統(tǒng)計,將巖屑顆粒簡化為片狀進(jìn)行計算。對不同粒徑巖屑在"擴(kuò)徑"井段的運移及沉積過程進(jìn)行了模擬再現(xiàn),量化了粒徑對巖屑在該區(qū)域的運移能力的影響。研究發(fā)現(xiàn),在通過"擴(kuò)徑"區(qū)域時絕大部分的巖屑顆粒將沉積,體現(xiàn)了"擴(kuò)徑"段對大顆粒巖屑的"收納"作用;巖屑粒徑對運移能力有關(guān)鍵影響,粒徑巖屑的增加造成其運移能力的指數(shù)形式衰減;而鉆井液排量的增加對提升攜巖能力效果不夠明顯。分析結(jié)果對地下鉆井工程具有實際參考意義。
[Abstract]:On the basis of the parallel computation of computational fluid dynamics and discrete element method CFD-DEM, the large particle size is calculated. The deposition and migration of non-spherical cuttings in the "expanding diameter" section of coalbed gas wells are numerically simulated. The "expanding diameter" at the wellbore intersection is established by using FLUENT. The DEM software is used to establish the discrete element model of large diameter cuttings. The advantage of cluster parallel computing is obtained. Firstly, the accuracy and availability of the CFD-DEM coupling model are verified by comparing with the experimental data. Then, based on the sampling of cuttings on the drilling site, the size and shape of the cuttings are counted. The cuttings are simplified to flake shape and the migration and deposition process of cuttings with different sizes in the "extended diameter" section are simulated and reproduced. The effect of particle size on the migration ability of cuttings in the region is quantified. It is found that most of the debris particles will be deposited through the "expanding" area. It reflects the "absorption" effect of the "expanding diameter" section on the large granular cuttings. The grain size of cuttings has a key effect on the migration capacity, and the increase of the diameter of cuttings results in the exponential attenuation of the migration capacity of the cuttings. However, the increase of drilling fluid displacement is not enough to improve the rock carrying capacity, and the analysis results are of practical significance for underground drilling engineering.
【作者單位】： 中國石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;海洋石油工程(青島)有限公司;中國石油大學(xué)儲運與建筑工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51274231、51374228)資助
【分類號】：TE24
【正文快照】： 中國石油大學(xué)儲運與建筑工程學(xué)院3,青島266580)(51274231、51374228)資助引用格式:邵兵,閆怡飛,畢朝峰,等.基于計算流體力學(xué)與離散單元法并行計算的煤層氣井大粒徑巖屑運動規(guī)律初探[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2017,17(15):42—47Shao Bing,Yan Yifei,Bi Chaofeng,et al.Primary resea

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