开窗径向井水力减阻及水力参数优化设计

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开窗径向井水力减阻及水力参数优化设计
开窗径向水平井技术是水射流增产方式的典型应用,是开发低孔、低渗油气藏的有效手段。与常规水平井不同的是,开窗水平井使用水力破岩钻头实现破岩钻进,钻柱通常为小通径连续油管与高压软管,钻井液在管柱中流动阻力较大,大量的水力能量耗费在沿程损耗上,破岩钻头获取的水功率有限,如果仅依靠提高地面泵压的方式来增大钻头水功率,则由此带来的设备成本将大幅提高。
因此,本研究提出了在钻井液中添加减阻剂来减小沿程损耗的技术思路。本研究首先建立在分析不同类型减阻剂的减阻机理基础上,以新型径向水平井技术中常用的通径8mm软管为分析对象,采用数值模拟方法,系统研究了清水与黏弹性条件下管内沿程损耗与管长、排量、黏度的关系,发现在本研究条件下,相对于清水钻井液,黏弹性条件下的沿程损耗明显减小,且当黏度为13.5cp时软管内的沿程损耗最小,在排量为60L/min时,减阻率达到最高(51.4%),为地面实验优选减阻剂提供了理论支撑。
其次,依托理论分析与数值模拟成果,初步优选了四种减阻剂:聚丙烯酰胺(PAM)、聚氧化乙烯(PEO)、Gemini黏弹性季铵盐表面活性剂、极压润滑剂HY-2 ...

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关键词：优化设计 表面活性剂 聚丙烯酰胺 数值模拟 丙烯酰胺