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气体钻井技术在国内外应用得已经很广泛了,它主要被用来提高机械钻速、发现油气层和解决井漏等问题。注气量是气体钻井中的关键参数。目前,气体钻水平井注气量计算值与现场实际用值差距很大,给实钻带来很多困难。 本文针对气体钻水平井的特点,根据气固两相流的相关理论,对难于携岩的气体钻水平段的岩屑及岩屑堆积体进行了受力分析和流态分析。应用散料力学和气体动力学,分析了不同岩屑堆积状态下,不同井斜角、不同尺寸和不同摩擦系数时,岩屑堆积中边界岩屑起动对标准状况下气体速度的要求。 结论表明不仅水平段钻柱贴近下井壁处岩屑携带困难,在大井斜角井段岩屑携带也很困难。在不同的岩屑堆积参数下,最难携岩的发生井段也会不同。在一定的空隙率下,随着岩屑尺寸的增大注气量相应增大;在一定的岩屑尺寸下,随着空隙率的增大注气量相应减小。 本文以不同岩屑堆积状态下的岩屑起动气速作为依据,对现有的Boyun Guo最小注气量计算模型进行了改进,其计算结果与现场实际符合度较高,对现场实际具有较高的参考价值。