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摘要
提高水平扩径井段顶替效率是提高水平井固井质量的途径之一，但相关研究存在假设过于理想化、与现场实际不相符的问题。为此，利用CFD数值模拟方法，以大庆油田古龙页岩储层为例，开展了椭圆形水平扩径井段固井水泥浆三维顶替模拟研究。结果表明：偏心度越高，扩径段的宽窄间隙处的流速差越显著，偏心度为0.7时，流速差达到2.00 m/s,钻井液很难被完全顶替；最大扩径段位于扩径段中部时，水泥浆顶替效率最高，扩径段靠近最大扩径处一侧时，水泥浆顶替效率变差，易形成钻井液滞流区；套管高偏心度条件下，顶替效率随套管转速增加显著改善，偏心度为0.7时，套管转速从30 r/min增至40 r/min,顶替效率提高1.17个百分点；主轴旋转会改变扩径段的几何形状，主轴方位角为60～120°时，顶替效率变化明显，由60°增至90°时，顶替效率降低0.81个百分点。该研究结果有助于提高页岩储层椭圆形水平扩径井段的固井质量。
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