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中等斜度井中水基泡沫的携岩性能

马桂清  唐志军  
【摘要】:在美国塔尔萨大学的全尺寸低压-室温(LPAT)流动环路中进行了泡沫在中等斜度下的携岩性实验研究。一种阴离子表面活性剂用在水基泡沫试验中,浓度为1%。空气用作分散流体。在直径分别为2″(50.8mm)、3″(76.2mm)、4″(101.6mm)的管柱中进行了流变性实验,得到了泡沫质量为70%和80%时的流变曲线。根据体积平衡幂律模型开发了一种模拟程序,可以预测沿井眼的压力、流速、单位体积膨胀率和泡沫质量。完成了一些试验以确定倾角、泡沫质量、泡沫流速和机械钻速对携岩性能的影响。研究结果表明,在不同倾角时的岩屑浓度如下:45°时为4.8%-14.6%,55°时为14.3%-22.3%, 65°时为8.5%-25.7%。本项研究结果还表明,泡沫质量较低时携岩性能更好(根据岩屑含量)。在给定倾角和相似的泡沫流动条件下,机械钻速由20ft/h(6.1m/h)增加到44ft/h (13.4m/h)会使岩屑浓度增加多达7%。推导出岩屑床面积与环空截面积之比与无因次量(Ar,Re,Fr,Ss和0)之间函数关系的新的相关方程,并可进行实际应用。计算值与测量值的误差在±17%以内。

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