[发明专利]提高煤层气水平井玻璃钢管或铝合金管固井顶替效率方法

摘要

本发明涉及的是提高煤层气水平井玻璃钢管或铝合金管固井顶替效率方法，具体为：计算玻璃钢管或铝合金管在煤层气水平井水平段本体悬浮所需要的水泥浆密度；根据煤层气水平井水平段平均井眼直径、玻璃钢管或铝合金管外径在FLUENT软件中建立长度为10米的有限元物理模型并进行网格划分，进行不同下偏心居中度条件下水平井两相流体顶替数值模拟；通过顶替界面形态分析，得出顶替界面最短时所对应的最优下偏心居中度；在玻璃钢管或铝合金管上间隔安装玻璃钢制铝合金制扶正器，扶正器的尺寸使得玻璃钢管或铝合金管达到最优的下偏心居中度。本发明用于解决玻璃钢管/铝合金管由于密度较低固井顶替时管柱上偏心造成的顶替效率低的问题。

主权项

1.一种提高煤层气水平井玻璃钢管或铝合金管固井顶替效率方法，其特征在于：所述提高煤层气水平井玻璃钢管或铝合金管固井顶替效率方法：步骤一、计算玻璃钢管或铝合金管本体在煤层气水平井水平段悬浮所需要的水泥浆密度，其计算公式为式中：为玻璃钢管或铝合金管的密度，kg/m³；为玻璃钢管或铝合金管内部钻井液的密度，kg/m³；为玻璃钢管或铝合金管外部水泥浆的密度，kg/m³；R_c为玻璃钢管或铝合金管的外半径，m；r_c为玻璃钢管或铝合金管的内半径，m；g为重力加速度，m/s²；步骤二、根据煤层气水平井水平段平均井眼直径、玻璃钢管或铝合金管外径在FLUENT软件中建立长度为10米的有限元物理模型并进行网格划分，输入步骤一得出的水泥浆密度，以及顶替流体的流变性能和排量，进行不同下偏心居中度条件下水平井两相流体顶替数值模拟；步骤三、根据步骤二得到的不同下偏心居中度条件下两相流体顶替数值模拟的结果，通过顶替界面形态的分析，得出顶替界面最短时所对应的最优下偏心居中度；步骤四、在玻璃钢管或铝合金管上每间隔一定距离安装一个扶正器，所述扶正器采用玻璃钢制扶正器或铝合金制扶正器，扶正器的尺寸使得玻璃钢管或铝合金管达到最优的下偏心居中度；玻璃钢管或铝合金管达到最优下偏心居中度的扶正器尺寸为式中：R_T为扶正器半径，m；为玻璃钢管或铝合金管在煤气层水平井水平段内的最优下偏心居中度，%； r_w为井眼半径，m。