偏心度和密度差耦合条件下水平井顶替界面特征研究

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。