张晋凯
- 作品数：17 被引量：80H指数：6
- 供职机构：中国石化更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程水利工程化学工程更多>>
- 偏心效应对赫巴流体环空流动特性的影响被引量：5
- 2015年
- 根据流体力学理论,以连续性方程和N-S方程为控制方程,利用计算流体力学理论对不同偏心度的赫巴流体环空流动进行系统的数值模拟,得到了偏心度的变化对于流场特性及摩阻压耗特性的影响规律,发现随偏心度不断增大,环空宽间隙处的流速剖面先不断增大,在达到临界最大流速剖面后又逐渐减小,其中先不断增大的规律依据已有研究且得到证实;运用涡黏理论对井壁、钻柱外壁及流体内部的应力-应变关系进行分析,揭示了达到临界流速剖面前、后流场内部不同的力学状态,以及随偏心度增大摩阻减小趋势不同的原因。最后回归出赫巴流体环空流动压耗随偏心度、流速及流体密度变化的理论预测模型。
- 张晋凯周仕明方春飞
- 关键词：环空摩阻流场特性
- 钻井液流变模式的优选与评价被引量：9
- 2013年
- 在现有主要流变模式的常规优选方法及参数确立的基础上,引入非线性回归,利用最小二乘原理,对现有主要流变模式进行回归与参数计算。利用残差平方和、残差方差以及确定系数三个指标来表征回归的效果,得出评价效果不能只简单依靠某一个指标来确定,需要综合不同指标从不同角度进行全面的对比分析,这样才能获得较合理的优选结果。同时经过计算、对比与分析,指出赫巴模式在较宽的适用范围内都能保持不错的回归精度,且参数的意义明确、形式简单、便于应用。
- 张晋凯李根生郭宇健
- 隔离液流性指数对水平段顶替界面影响规律研究被引量：7
- 2016年
- 水平段的固井顶替效率是水平井固井质量的关键,隔离液流变性是影响水平段固井顶替效率的重要参数。为此,基于国家超级计算中心天河一号计算平台,采用FLUENT软件进行1 000s的长水平段偏心环空固井顶替数值模拟,研究隔离液流变性对固井顶替界面的影响规律。研究结果表明:低居中度时,减小隔离液流性指数,可以大幅减少环空宽边与窄边隔离液滞留,减小顶替界面长度,提高顶替效率;中等居中度时,减小隔离液流性指数,可以大幅减少环空宽边隔离液滞留,有效减小顶替界面长度,提高顶替效率;高居中度时,减小隔离液流性指数,有利于减少环空宽边隔离液滞留,减小顶替界面长度,提高顶替效果;理想居中度条件下,隔离液流性指数一定不能大,否则出现严重的水泥浆窜流。研究表明,固井设计施工时需考虑隔离液流变性与套管居中度,以降低环空高边窜流的概率,提高固井质量。
- 王冲周仕明张晋凯杨广国彭金龙李全双
- 关键词：水平井偏心环空
- 鄂北地区机械充氮漂珠泡沫水泥浆固井技术
- 水泥浆一次安全上返形成完整水泥环是保证固井质量和井筒完整性的首要前提,而能够有效解决漏失难题的泡沫水泥浆技术长期被国外大公司垄断.针对鄂北地区地层破碎、承压过低造成的长期固井水泥浆低返和封固质量优质率不高等问题,提出漂珠...
- 陈雷肖京男周仕明初永涛张晋凯
- 钻井液静切力对水平段固井顶替界面影响规律研究被引量：6
- 2017年
- 水平封固段的固井顶替效果是水平井固井质量的关键问题,钻井液静切力是影响水平段固井顶替效果的重要参数。文章首先利用Gambit软件建立了300 m长水平段偏心环空数值模型,再利用Fluent软件基于国家超级计算中心天河一号计算平台,数值模拟隔离液顶替钻井液的过程。研究结果表明,在扶正器扶正条件和钻井液静切力调整允许时,尽量提高水平段套管居中度并降低钻井液静切力,可以达到理想的隔离液顶替效率与固井质量。当井眼条件差、扶正器下入困难时,降低钻井液静切力,可以大幅降低偏心环空窄边钻井液滞留,提高隔离液顶替效率和固井质量。当钻井液静切力较高不方便调整时,提高扶正器的扶正效果可以降低或抵消钻井液静切力对顶替的不利影响,提高隔离液顶替效率和固井质量。
- 薛亮陈博樊林栋周仕明张晋凯方春飞
- 关键词：水平井
- 水平井固井顶替界面特性研究
- 针对水平井偏心环空固井的动态顶替问题，建立了考虑流态耦合与质量扩散的水平井偏心环空两相流体力学数值实验模型。应用Fluent软件对水泥浆顶替隔离液的两相非稳态流动过程进行了系统的数值模拟，得到偏心度耦合密度差的环空顶替界...
- 张晋凯周仕明
- 关键词：水平井顶替偏心环空数值模拟
- 连续油管螺旋段摩阻压耗数值模拟被引量：26
- 2012年
- 根据流体力学理论,以连续性方程和N-S方程为控制方程,对连续油管螺旋段牛顿流体流动进行数值模拟,研究螺旋段的流动特性及其摩阻压耗的变化规律,在此基础上以迪恩数和曲率为自变量、考虑曲率和管路的几何尺寸对摩阻系数的影响,建立一套针对牛顿流体预测螺旋段摩阻系数的回归公式,并与精选的几个适用性较强的预测公式进行对比。结果表明:由于二次流的存在,螺旋段的流动压耗较一般直管段大,且不能忽略;回归公式在层流和紊流区预测结果与适用性较强的公式结果具有很好的一致性,验证了用数值模拟方法研究螺旋段的可行性。所提出的螺旋段摩阻压耗预测公式可为连续油管流体力学研究提供方法和理论上的支持。
- 张晋凯李根生黄中伟田守嶒史怀忠宋先知
- 关键词：二次流连续油管数值模拟
- 密度差对水平段固井顶替界面影响规律研究被引量：4
- 2017年
- 水平封固段的固井顶替效果是影响水平井固井质量的关键问题,居中度和密度差是影响水平段固井顶替效果的重要参数。本文基于国家超级计算中心天河一号大规模集群计算平台,采用Fluent软件对300 m长水平段偏心环空进行1 000 s的隔离液顶替界面的数值模拟实验,研究居中度和密度差对隔离液与钻井液顶替界面的影响规律。研究结果表明,在扶正器扶正条件和密度差设计许可时,尽量提高水平段套管居中度与密度差,可以达到理想顶替效果与固井质量。当井眼条件差、扶正器下入困难时,采用大密度差的浆体设计,可以大幅改善偏心环空窄边钻井液滞留,提高隔离液顶替效率与固井质量。当钻井条件限制无法采用合理的密度差设计时,提高水平段扶正器的扶正效果,可以大幅改善偏心环空窄边钻井液滞留,提高隔离液顶替效率与固井质量。本文研究结论对固井顶替施工具有重要理论与实践指导意义。
- 陈博薛亮樊林栋周仕明张晋凯方春飞
- 关键词：水平井
- 偏心度和密度差耦合条件下水平井顶替界面特征研究被引量：7
- 2016年
- 为了解水平井水平段偏心环空固井时的顶替界面特征,提高水平井水平段偏心环空固井的顶替效率,建立了考虑流态耦合与质量扩散的水平井水平段三维动态顶替数学模型,对水泥浆顶替隔离液过程中,偏心度和密度差耦合条件下的顶替界面形态进行了数值模拟。数值模拟结果表明:偏心度增大,偏心效应增强,顶替界面高边指进趋势增强;正密度差增大,浮力效应增强,顶替界面低边指进趋势增强;偏心度和密度差合适的耦合可使偏心效应和浮力效应达到临界平衡状态,此时顶替界面形态相对稳定且界面长度无明显增长,顶替效率最高。模拟结果为水平井水平段偏心环空固井提高顶替效率提供了理论依据。
- 罗恒荣张晋凯周仕明陶谦方春飞
- 关键词：水平井固井顶替效率数值模拟
- 旋转钻柱内赫巴流体流动模型与流场特性研究被引量：1
- 2013年
- 为了揭示钻井液在旋转钻柱内的流动特性,采用数值模拟方法建立了旋转钻柱内赫巴流体的流动模型。研究了钻柱的旋转速度、轴向流速及密度的变化对钻柱内螺旋流场的影响,并给出了合理的解释。通过分析得出旋转钻柱内赫巴流体的流动由于其表观黏度的单峰分布特性,使得螺旋流场减弱了流体质点在各方向上的随机脉动趋势,并增强了流场旋流的整体趋势。该项研究成果对于钻柱内考虑旋转效应流场钻井液流动的深入研究具有指导意义。
- 张晋凯李根生刘广军宋先知王海柱
- 关键词：旋转钻柱螺旋流流场特性数值模拟
