长水平井旋流冲砂工具设计与仿真分析

作     者：罗有刚 解永刚 王尚卫 冯定 孙巧雷 陈小顺 Luo Yougang;Xie Yonggang;Wang Shangwei;Feng Ding;Sun Qiaolei;Chen Xiaoshun

作者机构：长庆油田分公司油气工艺研究院 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室 长江大学机械工程学院 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2025年第53卷第1期

页      面：62-67页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家采油装备工程技术研究中心资助项目“自动化管柱运移系统关键技术研究”(ZBKJ 2021-A-03) 中国石油天然气股份有限公司攻关性应用性科技专项“低渗/致密油藏大幅度提高采收率关键技术研究”(2023ZZ17) 湖北省高价值知识产权培育工程(专利类)项目“海洋油气钻完井关键工具研制及应用研究”(20210101) 

主　　题：长水平井 旋流冲砂工具 仿真分析 喷嘴结构 参数优选 

摘      要：针对长水平井疏松砂岩油气藏井底出砂以及冲砂液携砂上返时,砂粒受重力影响容易二次沉积,造成卡钻、砂堵等问题,设计了一种可前冲和后冲的旋流冲砂工具。对工具的结构组成及结构原理进行了介绍,结合工具原理,建立了旋流冲砂工具冲砂作业三维仿真模型,确定了冲砂边界条件,开展了冲砂效果数值仿真分析;通过改变前后、后向喷嘴的倾角和直径,并结合仿真分析对工具结构参数进行了优选。研究结果发现:前向喷嘴倾角为45°、后向喷嘴倾角为135°、前向喷嘴和后向喷嘴直径均为8 mm的条件下,砂粒的悬浮效果最好,悬浮的大部分砂粒可以由冲砂液携带至较远距离,冲砂作业效率较高,冲砂效果较好。研究结果可为长水平井冲砂洗井作业效率的提高提供参考。