摘要：超临界二氧化碳作为黏井流体的新型钻井技术,在非常规油气的勘探开发中极具应用潜力.但是由于其密度和粘度相对较小,能否在钻井过程中有效地携带岩屑成为其关键技术之一.本研究从岩屑启动机制分析入手,结合模拟实验,系统分析了岩屑颗粒在直井段和斜井段的受力和运移规律,揭示了超临界二氧化碳井筒内携岩机制,初步证明了超临界二氧化碳流体携岩的可行性.研究结果表明,在直井段,岩屑颗粒的沉降速度随二氧化碳温度的升高而增大,随压力的增大而降低;在液态、超临界态和气态二氧化碳中,沉降速度的变化幅度则是依次增大;岩屑颗粒在二氧化碳处于气液平衡状态时,其沉降速度低于纯液态二氧化碳中的,而在二氧化碳由气态向超临界态转化时,沉降速度先急剧增大,后迅速降低,有突变发生.随着井斜角的增大,岩屑颗粒的受力运移方式逐渐发生变化,岩屑的运移难度逐渐增大,当井斜角大于15°时,岩屑的启动方式由上升方式变为滚动方式,当井斜角处于50°-70°范围内,岩屑的运移最为困难.研究结果为超临界二氧化碳钻井技术的发展提供了理论支撑.
