气体钻井岩屑运移破碎研究

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1、第34卷第1期石油钻采工艺Vo1．34No．12012年1月OILDRILLING&PRODUCT10NTECHN0LOGYJan．2012文章编号：1000—7393(2012)01—0019—04气体钻井岩屑运移破碎研究朱忠喜柳贡慧岳达明蒋记伟(1．长江大学石油工程学院，湖北荆州434023；2．中国石油大学石油工程学院，北京1022493．胜利油田海洋钻井公司，山东东营257000)引用格式：朱忠喜，柳贡慧，岳达明，等．气体钻井岩屑运移破碎研究[J]．石油钻采工艺，2012，34(1)：l9．22．摘要：气体钻井机械钻速较高，产生的岩屑较多，通常在井底岩屑颗粒较大，而从井

2、口返出的岩屑颗粒较小，这说明岩屑在井筒内运移的过程中应该出现了二次破碎。针对这一现象运用颗粒碰撞破碎的相关理论进行了分析，给出了发生二次破碎的撞击速度计算方法，同时应用破碎过程矩阵和破碎粒度分布函数研究了岩屑在全井筒的运移时发生重复破碎的过程，计算结果表明，岩屑在井筒内破碎是由不均的体积破碎向均匀的表面破碎进行转变的过程，并且最终趋于稳定的粒度分布状态。关键词：气体钻井；颗粒碰撞；岩屑；破碎；粒度分布中图分类号：TE242．6文献标识码：AStudyongasdrillingcuttingsbreakingduringthereturnprocessZHUZhongxi，LIU

3、Gonghui，YUEDaming，JIANGJiwei(1．PetroleumEngineeringCollegeofYangtzeUniversity，Jingzhou434023，China；2．PetroleumEngineeringCollege，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China；3．Sheng~OilfieldSeaOilDrillingCompany，Dongying257000，China)Abstract：Morecuttingsproducedduringgasdrillingduetohigher

4、mechanicalpene~ationrateandthecuttingsusuallytendtobelargerinthebottomandsmalleruniforminsizewhenbacktothewellhead．Itisindicatingthatcu~ingsshouldappearsuccessivebreak-ingwithintheprocessofmigration．Accordingtoparticlecollisionbrokentheories，thesuccessivebreakingphenomenonwasanalyzed，andthec

5、alculatingmethodofcrashvelocityfortheoccurrenceofsecondarybreakingwasgiveninthispaper．Meanwhile，thebreakingprocessmatrixandtheparticlesizedistributionfunctionwereappliedtostudythere—crackingprocessofcuttingsmigrationinthewholewellbore．Thecalculatingresultsshowthatthecuttingsinthewellborewere

6、brokenfirstintheformoftheunevensizevolumetricfrac—turingandthenprogressivelyturnedintothesurfacefractureoftheuniformprocess，andultimatelywastendingtowardsstableparticlesizedistributionstate．Keywords：gasdrilling；particlecollision；cuttings；breaking；particlesizedistribution气体钻井实践中发现，井口返出的岩屑颗粒较井

7、底被钻头重复破碎⋯；另一种观点认为，井底钻细小，粒度通常在毫米级，但是从转换钻井液后返出头重复破碎只是其中的一个因素，而更关键的是由的或通过井底捞砂工具获得的岩屑颗粒较大，达到于岩屑颗粒在向上运移的过程中，岩屑颗粒与钻具、厘米量级的岩屑数量相当可观。对这一现象出现原井壁或其他岩屑颗粒之间发生剧烈碰撞，导致颗粒因的解释有2种观点：一种观点认为大岩屑颗粒在逐渐破碎变小4。笔者采用颗粒破碎方面的理论基金项目：国家自然科学基金“气体循环钻井动态流动理论及携岩能力研究”(编号：50974021)；国家