[发明专利]一种偏心圆管环空幂律流体流态的测算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种幂律流体的测定方法，特别是关于一种偏心圆管环空幂律流 体流态的测算方法。

背景技术

在石油工程中，幂律流体模型在偏心圆管环形区域流态判别和沿程摩阻的计 算是最常见的流变模型之一。而对偏心圆管环空流态的判别和研究一直是石油钻 井工程中环空水力学的基础研究内容。特别在大斜度井、大位移井和水平井的固 井工艺研究中，偏心圆管环空流态的准确合理的判别，对偏心圆管环空水泥浆顶 替和沿环空压降的计算及其工程应用具有重要的指导意义。

雷诺数是表征流体流动特性的一个重要参数，测量管内流体流量时往往必 须了解其流动状态、流速分布等情况。雷诺数小，意味着管内流体流动时各质 点间的粘性力占主要地位，流体各质点平行于管路内壁有规则地流动，呈层流 流动状态；雷诺数大，意味着惯性力占主要地位，流体呈紊流流动状态。通常 雷诺数R_e＜2000为层流流动状态，R_e＞4000为紊流状态，R_e＝[2000，4000]为过渡 状态。一般情况下，钻井液在偏心圆管环空中的流动可能是紊流、层流，也可能 是紊流和层流同时共存。由于偏心环空的不对称性及沿周向的间隙不一致性等情 况，现有的偏心圆管环空流态判别方法，即使用偏心圆管环空综合雷诺数不能解 释在固井状态时，偏心圆管环空横截面上局部紊流和层流可能同时存在这一现象。 同时虽然稳定性参数Z值(分层雷诺数)通过求R_e的极值确定了紊流的初始点， 但也无法圆满解释这一现象。这样就难以对幂律流体偏心圆管环空中的局部紊流 和层流的流态进行科学的判断，并量化分区。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种在固井情况下，偏心圆管环空幂律 流体流态的测算方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种偏心圆管环空幂律流体流 态的测算方法，其特征在于：在幂律流体条件下，建立平板流模型，偏心圆管环 空任一间隙雷诺数

其中，环空轴向压差ΔP：

ΔP=[1+2n3n6VRhG]n2KLRo-Ri]]>

G=1+1+n4n(M+1n)e2]]>

且，