两相态多物质高温射流钻井井下流场模拟分析

高温射流是一种适用于深部硬地层的新型钻井方法,它通过井下反应器中超临界氧化反应生成高温高压的射流破岩,因此对不同相态、多物质条件下高温射流钻井井底流场进行瞬态分析,并考虑不同地层的岩屑直径大小对井底流场的影响,模拟条件更加符合实际钻井井底状况.研究结果表明:冷却水紧贴钻井管柱上返,可以有效地对管柱进行降温保护,防止管柱高温失效破裂;超临界水与冷却水之间存在一个较薄的温度变化过渡层,最大比热容均处在超临界流体边界,可以较好地捕捉超临界水和亚临界水的分布;Peng-Robinson状态方程可以较准确地对二氧化碳的热物理性质进行模拟;在实际钻井过程中,可以通过控制高温射流与冷却水的注入比例调节环空温度,防止出现高温井壁坍塌等事故;岩屑直径越大,高温射流作用的区域越大,更加易于清理.研究结果可为高温射流钻井提供理论依据.