水平井技術(shù)是高效開(kāi)發(fā)煤層氣資源的重要方式,受水平段套管自重和下套管工藝的影響,水平段環(huán)空偏心問(wèn)題嚴(yán)重,固井質(zhì)量難以保證,嚴(yán)重影響了煤層氣水平井后期的壓裂、排水采氣等工序。針對(duì)水平井偏心環(huán)空注水泥頂替時(shí)的偏心特點(diǎn)和重力效應(yīng),基于Level Set理論建立了水平井固井注水泥頂替界面控制模型,采用數(shù)值方法對(duì)模型進(jìn)行了求解,分析了重力效應(yīng)對(duì)頂替界面形態(tài)變化的影響,為水平井固井注水泥設(shè)計(jì)提供了理論支撐。研究結(jié)果表明,水平井偏心環(huán)空注水泥時(shí)存在著嚴(yán)重的上部指進(jìn)、下部滯流現(xiàn)象,隨著頂替時(shí)間的增加,指進(jìn)高度增大;重力效應(yīng)能夠降低偏心效應(yīng)引起的指進(jìn)現(xiàn)象,水泥漿與前置液的相對(duì)密度越大,偏心效應(yīng)引起的指進(jìn)現(xiàn)象越不明顯;但對(duì)于煤層氣儲(chǔ)層來(lái)說(shuō),水泥漿密度過(guò)大容易導(dǎo)致煤層傷害,僅僅依靠提高水泥漿密度無(wú)法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定頂替,還需要通過(guò)水泥漿流變性的調(diào)整實(shí)現(xiàn)。

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【文章目錄】：
一、兩相流體頂替數(shù)學(xué)模型
    1．基于Level Set法的兩相界面控制方程
    2．流場(chǎng)控制方程
二、煤層氣水平井固井頂替模型建立
    1．物理模型
    2．水泥漿/前置液流變模式
    3．初始條件及邊界條件
三、數(shù)值計(jì)算與結(jié)果分析
    1．偏心效應(yīng)引起的指進(jìn)現(xiàn)象
    2．重力效應(yīng)對(duì)偏心效應(yīng)的抑制作用
    3．相對(duì)密度對(duì)抑制作用影響
四、結(jié)論



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