井斜角对气泡运移特性影响的数值模拟研究
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刊名 《现代化工技术》原《现代化工》
作者 柳 嘉;谢宗艺 ;李纪智 中海艾普油气测试(天津)有限公司深圳分公司 ;中国石油大学(华东)石油工程学院;中海石油(中国)有限公司深圳分公司 英文名 Modern Chemical Engineering Technology 年,卷(期) 2026年,第2期
主办单位 华文国际出版社 刊号 ISSN:3104-770X(P)/3104-7718(O);原ISSN:2661-3670(P)/2661-3689(O) DOI

井斜角对气泡运移特性影响的数值模拟研究

海洋油气井钻井和测试中,经常会遇到大斜度井和水平井工况,该工况下,如果进行气液两相流动的分析,复杂结构井井斜增大会降低传统模直井型的准确性,影响流动测试的分析结果。为揭示不同井斜条件下气体运移规律,本文建立了考虑井斜角的气泡受力模型,推导了气泡运移速度表达式。采用三维数值模拟方法,分别建立水平井、30°倾斜井、60°倾斜井及垂直井环空几何模型,模拟气体在液相中的运移过程,分析气泡形态演化及速度变化特征。结果表明:井斜角显著影响气泡运移速度与形态,垂直井中气泡上浮最快,水平井中最慢,30°和 60°倾斜井居中;随井斜角增大,重力沿井筒轴向分量减小,气泡由扁平椭球逐渐演变为贴壁滑移与聚集。钻井液粘度升高、密度降低均导致气泡运移速度下降。基于数值模拟数据进行量纲分析与回归拟合,建立了适用于井筒气体运移的曳力系数经验公式,与已有实验值对比误差较小,决定系数较高,验证了模型的可信度。研究结果可为复杂井型条件下的油气测试和井控作业提供理论支持。

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