第10卷第6期重庆科技学院学报（自然科学版）2008年12月
气体钻井岩屑颗粒动力学分析
韩春雨1龙刚2纪海鹏1
（1. 长庆石油勘探局，西安710061；2. 中石化西南油气分公司工程技术研究院，德阳618000）
摘要：根据气固两相流流动理论，研究井筒环空岩屑颗粒动力学，分析岩屑颗粒几何尺寸的划分、受力与摩阻等因素对钻井过程的气体携岩影响。
关键词：气体钻井；岩屑；气动阻力；动力学中图分类号：TE242
文献标识码：A
文章编号：1673-1980（2008）06-0031-03
气体钻井是利用空气或其他气体作为循环介质的一种低压欠平衡钻井技术。由于气体密度较低，组分主要为干气及必要添加剂，能有效地在低压、易漏、水敏性强的泥页岩等层段钻进，因此气体钻井具有常规钻井液不可比拟的优越性[1,2]。但是目前在气体欠平衡钻井研究领域中，主要集中在注气量的设计上，基本上都是把岩屑当作均一的规则颗粒考虑，这与实际钻井过程不相符合。本文根据气固两相流流动基本理论，对比岩屑颗粒进行几何尺寸的划分、受力与摩阻等因素对钻井过程的气体携岩影响，可为今后的气体钻井环空岩屑运移动力学研究提供一定的参考。
度表示粒度。其中有一些规定是以某种意义的相当球或相当圆的直径作为粒度的。有些规定的粒度并不是相当球或圆的直径，也可统称为颗粒的直径。用来描述颗粒粒度的“直径”主要有三轴径、球当量径、圆当量径和统计平均径。
这几种描述岩屑颗粒直径的方法中，以球当量直径应用较多，其表达式如下：
d sV =
姨
3
s （1）
但此方法没有考虑井筒环空高速流动气体（气相）对岩屑颗粒的影响。由于岩屑是由几何形状不规则的小颗粒组成，为解决实际问题，本研究根据
1井筒环空岩屑颗粒性态特征
在气体钻井过程中遇到的环空气固两相流动中的岩屑颗粒都不可能是均一的球体，而是直径由小到大分布的分散相。由于颗粒的直径不同，其流动工况和流动规律亦各不相同，这使两相流的研究更复杂。一般采用以下两种方法进行处理：一种是找出颗粒大小的分布规律，利用这个规律来求解两相流问题；另一种方法是把分散相颗粒采用合适的方法进行平均，以这样的平均直径来代替整个分散相颗粒群的运动规律。
粒度是岩屑颗粒在空间范围所占大小的线性尺度。粒度越小，颗粒微细程度越大[3,4]。表面光滑的球形颗粒只有一个线性尺寸，即直径，粒度也就相当于岩屑颗粒直径。非球形颗粒或虽然大体上呈球形，但表面不光滑的颗粒，则可以用某种规定的线性尺
收稿日期：2008-04-18
Stokes 定律，定义岩屑直径d st 为岩屑等沉降速度的
直径，由于考虑了环空高速流动的气相的作用，与实际工程应用较为吻合，见方程（2）所示：
d st =
式中：μ—岩屑在沉降介质中的粘性系数；
姨
t f g
（2）
ρ—岩屑的密度,kg/m3；ρf —沉降介质的密度，kg/m3; v t —环空岩屑的等沉降速度,m/s。
2井筒环空岩屑颗粒受力分析
在井筒环空气—固两相流中，故体岩屑颗粒在运动中的主要受力有重力、浮力、气动阻力、压强梯度、附加质量力、巴塞特力、萨夫曼升力、马格努斯升力等[2~4]。
（1）重力。由于是在重力场中研究气体和固体颗
作者简介：韩春雨（1973-），男，甘肃会宁人，长庆石油勘探局国际事业部钻井工程师，主要从事钻井技术及管理等工作。
粒的两相流，固体颗粒始终要受到重力W 的作用。其计算式为：
动周围流体加速运动的同时，流体将以同样大小的力反作用在颗粒上，该力应当是作用在颗粒上分布不对称的压强的合力。按压强分布计算的附加质量力F m 为：
W=ρs V s g
式中：ρs —岩屑密度，kg/m3；
（3）
V s —岩屑体积，m 3。
（2）浮力。由于固体颗粒处在气体中或被气体携带着运动，浮力F B 也始终作用在颗粒上，其计算式如下：
πd s
F m =1ρa
g s
3
（7）
可见，附加质量为与颗粒同体积的流体质量的一半，附加质量力数值上等于与颗粒同体积的流体以a s 加速度运动时的惯性力的一半。附加质量力虽然是按理想流体计算的，但对粘性流体同样适用。因为颗粒在粘性流体中加速运动时，同样要带动周围的流体加速运动。实验证明，实测的附加质量比上面的理论计算值大些。对于气体和固体颗粒两相流，由于ρg /ρs 的数量级为10－3，当相对加速度不是很大时，通常不考虑附加质量力。
（6）巴塞特力。如果流体有粘性，则颗粒在流场内作任意变速直线运动，作用在该颗粒上除有附加质量力以外，必定还有因颗粒在粘性流体中作变速运动而增加的阻力，这种力便是巴塞特力。对于气体和固体颗粒两相流，由于ρg /ρs 的数量级为10－3，巴塞
F B =ρg V s g
式中：ρg —气体密度，kg/m3；
（4）
对于气体和固体颗粒两相流，浮力与重力之比的数量级一般为10-3, 通常可忽略。
（3）气动阻力。实际流体流过物体或者物体在静止流体中运动时，流体与固体之间存在着相对速度，流体对物体有作用力，此力在物体运动的相反方向的分力，就叫做阻力[5,6]。在气固两相流中，只要固体颗粒与气体有相对运动，便有气动阻力F D 作用在颗粒上。如果颗粒是球形的，流动又是定常的，则气动阻力F D 可表示为：
·v g -v s v g -v s πd s
2
F D =CD
（5）
特力是斯托克斯阻力的十分之一，可以忽略不计。
（7）萨夫曼升力。当固体颗粒在有速度梯度的流场中运动时，由于颗粒两侧的流速不一样，会产生一个由低速指向高速方向的升力，称为萨夫曼升力。最常见的是边界层，在边界层的高切向应力区，萨夫曼升力是必须考虑的。在流动的主流区，因为速度梯度通常很小，所以在主流区一般不考虑萨夫曼升力的影响。在高雷诺数区，目前还没有适合计算萨夫曼升力的算式。
（8）马格努斯升力。当固体颗粒在流场中自身旋转时，会产生一个与流场的流动方向相垂直的由逆流侧指向顺流侧方向的力，称为马格努斯效应。因为马格努斯升力的复杂性，目前对其研究很不充分，还只是停留在定性分析阶段。
除上述这些作用力外，还可能有颗粒与颗粒、颗粒与管壁的碰撞力，但这些作用力很难计算。在气体钻井过程中，为全面考虑各种因素，又要抓住主要矛盾，巴赛特力、萨夫曼力与马格努斯升力可以暂且不予参与计算过程。
式中：v g —气体和速度，m/s；
v s —岩屑速度，m/s；C D —阻力系数；d s —岩屑直径，m 。
方向与气体相对于颗粒的速度方向一致。气动阻力产生的原因，可以用附面层（或边界层）理论来解释。
（4）压强梯度力。在有压强梯度的流动中，例如管内流动等，总有压强的合力作用在颗粒上。如果沿流动方向的压强梯度用P 表示，则作用在球形颗粒上的压强梯度力F p 为：
F P =-
πd s 6鄣t
2
（6）
可见该力的大小等于颗粒的体积与压强梯度的乘积，方向与压强梯度相反。浮力也是压强梯度力，
ρg 便是重力场中静止流体沿铅垂方向的压强梯度。
（5）附加质量力。直径为d s 的球形颗粒在理想不可压缩无界静止流体中以等加速度a s 作直线运动时，必将带动周围的流体，也做加速运动。周围被带动的按加速度a s 折算的流体质量称为附加质量，推动周围流体加速的力称为附加质量力。在颗粒推3气动阻力和阻力系数分析
前面已对颗粒所受到的一些主要作用力做了说
明，但是这些作用力中有些是以目前的条件和手段很难准确求出的，甚至是无法求得的，例如萨夫曼升力和马格努斯升力。在我们研究气固两相流的主流区时，多数情况下这两种力的作用可以忽略不计。其余的力，如浮力、压强梯度力、附加质量力和巴塞特力等的作用因为相对很小，故也可以忽略。重力的大小很容易求得，气动阻力便成了人们研究的重点和难点。Stokes 推导出的关于刚性球匀速通过静止流体移动时所受到的阻力（或曳力）定律为研究流体中颗粒的受力问题做了开创性工作
[3,7]
图1是球形颗粒在静止、等温和不可压缩流体中作匀速运动条件下通过实验得到的阻力系数与雷诺数的关系，没有考虑流体湍流、气相的释薄性、可压缩性和两相不等温、颗粒表面的粗糙度、颗粒旋转、颗粒非球形、颗粒尾流中脱体旋涡的非对称性和静电力等因素的影响。但是据西安交大郭烈锦等人的研究，气相的释薄性、可压缩性和两相不等温等因素对阻力系数的影响不是很大，在求解一般工程问题时可以忽略不计。
。正是在
Stokes 工作的基础上，人们总结出了气动阻力的求
解式（5）。式（5）中C D 称为阻力系数，它与物体形状、流体流动状态等有关，主要表现为雷诺数的函数。从理论上来讲，阻力系数可以从不可压缩粘性流体绕球流动的纳维—斯托克斯方程的数值中获得。但由于球形颗粒表面的附面层非常复杂，只有极少数特殊情况可从方程组导出计算式。目前，阻力系数主要依靠实验来确定。
按雷诺数大小的不同，阻力系数C D 可以归结为下面三个区域[3,5,6]：
（1）小雷诺数区（Re ≤10）
此区域称粘性摩擦阻力区（或斯托克斯区），在这个区域C D 的表达式为：
4结论
通过对井筒环空岩屑颗粒尺寸几种直径统计方法进行对比，其中Stocks 定律来表达的岩屑等沉降速度直径d st 考虑了环空气相对岩屑的作用，比较符合实际工况。
综合分析环空岩屑颗粒受力情况，发现在钻井过程中影响气体携岩的主要受力包括岩屑颗粒的重力、气动阻力、压强梯度力和附加质量力，其他作用力目前不考虑具体数值计算，只对岩屑颗粒的重力和气动阻力进行重点分析。
通过对环空岩屑受到的气动阻力分析，结合环空高速流动气体的雷诺数，把岩屑颗粒的阻力系数分为三个等级，可为今后的气体钻井环空岩屑运移动力学研究提供一定的参考。
参考文献
C D =Re
（2）过渡区（10≤Re ≤500）
（8）
此区域又称阿连区，在这个区域C D 的表达式为：
[1]王延民，孟英峰，李皋, 等. 从井底岩石受力分析研究气
体钻井对机械钻速的影响[J].钻采工艺, 2008，31(2):
C D =姨（3）大雷诺数区（500≤Re ≤2×105）
区域C D 近似为常数，即：
（9）
1-2, 20.
[2]王延民, 孟英峰, 李皋，等. 超深井气体钻井环空流动研究
[J].钻采工艺，2008，31(5):10-12.
[3]王存新. 气体钻井井眼温度及气体携岩携水能力研究[D].
成都：西南石油大学, 2006.
此区域称牛顿区（或涡流压差阻力区），在这个
C D =0.44~0.45
C D 1001010.1
小雷诺数区
过渡区
（10）
[4]陆厚根. 粉体工程导论[M].上海:同济大学出版社，1993. 1-40.
[5]Rudinger G. Some Effects of Finite Particle Volume on
the Dynamics of Gas-particle Mixture [J].AIAA J., 1965
C D =24
Re
C D =10
姨Re
(3):1217-1222.
C D =0.44~0.45大雷诺数区
[6]黄标. 气力输送[M].上海:上海科学技术出版社，
1984.23-114.
[7]谢洪勇. 粉体力学与工程[M].北京:化学工业出版社，
2003. 4.
10-[***********]5106
图1阻力系数与雷诺数的关系
（下转第39页）
陈亮，张莉萍，罗晓密，等：三岔坪裂缝型气藏井周有效裂缝评价
该方法的正确性。同时，通过该例子可看出，如果没有阵列声波资料，测井极有可能漏划掉3278～3294m 和3296～3306m 这两个气层。由此可见利用斯通利波能量的衰减在该区判别储层的重要性。
（3）由于该区储层为裂缝性储层，建议该区测井项目在常规测井资料上，尽量加测阵列声波和电成像项目，从而能达到定量判断储层物性的要求。
参考文献
5总结
（1）三岔坪构造嘉二1气藏是一个裂缝型气藏，常规测井资料较难准确识别储集层。
（2）利用阵列声波的斯通利波能量衰减情况可准确识别井周裂缝发育情况，从而正确划分裂缝性储集层，达到定性评价储层物性的目的。
[1]罗宁，赵志惠. 测井新技术在广安地区的应用[J].测井技
术，2007,31(3):249-252.
[2]罗宁，赵佐安. 井旁有效裂缝的阵列声波识别方法[J].天然
气工业，2007，27(9):34-36.
[3]胡红，罗宁. 阵列声波资料在测井解释中的应用[J].岩性油
气藏，2008，20(2)：97-101.
The Effective Fracture Evaluation of Sanchaping Fractured Reservoir
CHEN Liang 1，2ZHANG Li-ping 2LUO Xiao-mi 2JIANG Yan-ling 2
（1. Yangtze University, Jingzhou 434023;
2.Logging Company of Chuanqing Drilling Engineering Company ，Chongqing 400021）
Abstract :Jia 21gas reservoir is the main reservoir of Sanchaping structure because it's a single well with high yields without water. This reservoir is a fractured gas reservoir, so it has the characteristic of the dense layer in response to conventional logging data. It's difficult to accurately divide the reservoir layer based on conventional logging data. But by means of Stone wave energy curve the reservoir layer can be accurately divided. The apolication of this method proves that it's effective and practical.
Key words :Sanchaping ；fractured reservoir ；Stone wave energy ；reservoir evaluation
（上接第33页）
Dynamics Analysis of Cutting on Gas Drilling
HAN Chun-yu 1LONG Gang 2JI Hai-peng 1
(1.Changqing Petroleum Exploration Bureau, Xi'an 710061；
2. Engineering Technology Research Institute of Southwest Oil-gas Branch, SINOPEC ，Deyang 618000) Abstract ：This article analyzes the aerodynamic drag of the borehole annular cutting according to the two phase theory, and contrasts the factors that affect the carrying cutting, which can offer reference for the dynamics of annular carrying cutting on gas drilling.
Key words :gas drilling ；cutting ；aerodynamic drag ；dynamics
第10卷第6期重庆科技学院学报（自然科学版）2008年12月
气体钻井岩屑颗粒动力学分析
韩春雨1龙刚2纪海鹏1
（1. 长庆石油勘探局，西安710061；2. 中石化西南油气分公司工程技术研究院，德阳618000）
摘要：根据气固两相流流动理论，研究井筒环空岩屑颗粒动力学，分析岩屑颗粒几何尺寸的划分、受力与摩阻等因素对钻井过程的气体携岩影响。
关键词：气体钻井；岩屑；气动阻力；动力学中图分类号：TE242
文献标识码：A
文章编号：1673-1980（2008）06-0031-03
气体钻井是利用空气或其他气体作为循环介质的一种低压欠平衡钻井技术。由于气体密度较低，组分主要为干气及必要添加剂，能有效地在低压、易漏、水敏性强的泥页岩等层段钻进，因此气体钻井具有常规钻井液不可比拟的优越性[1,2]。但是目前在气体欠平衡钻井研究领域中，主要集中在注气量的设计上，基本上都是把岩屑当作均一的规则颗粒考虑，这与实际钻井过程不相符合。本文根据气固两相流流动基本理论，对比岩屑颗粒进行几何尺寸的划分、受力与摩阻等因素对钻井过程的气体携岩影响，可为今后的气体钻井环空岩屑运移动力学研究提供一定的参考。
度表示粒度。其中有一些规定是以某种意义的相当球或相当圆的直径作为粒度的。有些规定的粒度并不是相当球或圆的直径，也可统称为颗粒的直径。用来描述颗粒粒度的“直径”主要有三轴径、球当量径、圆当量径和统计平均径。
这几种描述岩屑颗粒直径的方法中，以球当量直径应用较多，其表达式如下：
d sV =
姨
3
s （1）
但此方法没有考虑井筒环空高速流动气体（气相）对岩屑颗粒的影响。由于岩屑是由几何形状不规则的小颗粒组成，为解决实际问题，本研究根据
1井筒环空岩屑颗粒性态特征
在气体钻井过程中遇到的环空气固两相流动中的岩屑颗粒都不可能是均一的球体，而是直径由小到大分布的分散相。由于颗粒的直径不同，其流动工况和流动规律亦各不相同，这使两相流的研究更复杂。一般采用以下两种方法进行处理：一种是找出颗粒大小的分布规律，利用这个规律来求解两相流问题；另一种方法是把分散相颗粒采用合适的方法进行平均，以这样的平均直径来代替整个分散相颗粒群的运动规律。
粒度是岩屑颗粒在空间范围所占大小的线性尺度。粒度越小，颗粒微细程度越大[3,4]。表面光滑的球形颗粒只有一个线性尺寸，即直径，粒度也就相当于岩屑颗粒直径。非球形颗粒或虽然大体上呈球形，但表面不光滑的颗粒，则可以用某种规定的线性尺
收稿日期：2008-04-18
Stokes 定律，定义岩屑直径d st 为岩屑等沉降速度的
直径，由于考虑了环空高速流动的气相的作用，与实际工程应用较为吻合，见方程（2）所示：
d st =
式中：μ—岩屑在沉降介质中的粘性系数；
姨
t f g
（2）
ρ—岩屑的密度,kg/m3；ρf —沉降介质的密度，kg/m3; v t —环空岩屑的等沉降速度,m/s。
2井筒环空岩屑颗粒受力分析
在井筒环空气—固两相流中，故体岩屑颗粒在运动中的主要受力有重力、浮力、气动阻力、压强梯度、附加质量力、巴塞特力、萨夫曼升力、马格努斯升力等[2~4]。
（1）重力。由于是在重力场中研究气体和固体颗
作者简介：韩春雨（1973-），男，甘肃会宁人，长庆石油勘探局国际事业部钻井工程师，主要从事钻井技术及管理等工作。
粒的两相流，固体颗粒始终要受到重力W 的作用。其计算式为：
动周围流体加速运动的同时，流体将以同样大小的力反作用在颗粒上，该力应当是作用在颗粒上分布不对称的压强的合力。按压强分布计算的附加质量力F m 为：
W=ρs V s g
式中：ρs —岩屑密度，kg/m3；
（3）
V s —岩屑体积，m 3。
（2）浮力。由于固体颗粒处在气体中或被气体携带着运动，浮力F B 也始终作用在颗粒上，其计算式如下：
πd s
F m =1ρa
g s
3
（7）
可见，附加质量为与颗粒同体积的流体质量的一半，附加质量力数值上等于与颗粒同体积的流体以a s 加速度运动时的惯性力的一半。附加质量力虽然是按理想流体计算的，但对粘性流体同样适用。因为颗粒在粘性流体中加速运动时，同样要带动周围的流体加速运动。实验证明，实测的附加质量比上面的理论计算值大些。对于气体和固体颗粒两相流，由于ρg /ρs 的数量级为10－3，当相对加速度不是很大时，通常不考虑附加质量力。
（6）巴塞特力。如果流体有粘性，则颗粒在流场内作任意变速直线运动，作用在该颗粒上除有附加质量力以外，必定还有因颗粒在粘性流体中作变速运动而增加的阻力，这种力便是巴塞特力。对于气体和固体颗粒两相流，由于ρg /ρs 的数量级为10－3，巴塞
F B =ρg V s g
式中：ρg —气体密度，kg/m3；
（4）
对于气体和固体颗粒两相流，浮力与重力之比的数量级一般为10-3, 通常可忽略。
（3）气动阻力。实际流体流过物体或者物体在静止流体中运动时，流体与固体之间存在着相对速度，流体对物体有作用力，此力在物体运动的相反方向的分力，就叫做阻力[5,6]。在气固两相流中，只要固体颗粒与气体有相对运动，便有气动阻力F D 作用在颗粒上。如果颗粒是球形的，流动又是定常的，则气动阻力F D 可表示为：
·v g -v s v g -v s πd s
2
F D =CD
（5）
特力是斯托克斯阻力的十分之一，可以忽略不计。
（7）萨夫曼升力。当固体颗粒在有速度梯度的流场中运动时，由于颗粒两侧的流速不一样，会产生一个由低速指向高速方向的升力，称为萨夫曼升力。最常见的是边界层，在边界层的高切向应力区，萨夫曼升力是必须考虑的。在流动的主流区，因为速度梯度通常很小，所以在主流区一般不考虑萨夫曼升力的影响。在高雷诺数区，目前还没有适合计算萨夫曼升力的算式。
（8）马格努斯升力。当固体颗粒在流场中自身旋转时，会产生一个与流场的流动方向相垂直的由逆流侧指向顺流侧方向的力，称为马格努斯效应。因为马格努斯升力的复杂性，目前对其研究很不充分，还只是停留在定性分析阶段。
除上述这些作用力外，还可能有颗粒与颗粒、颗粒与管壁的碰撞力，但这些作用力很难计算。在气体钻井过程中，为全面考虑各种因素，又要抓住主要矛盾，巴赛特力、萨夫曼力与马格努斯升力可以暂且不予参与计算过程。
式中：v g —气体和速度，m/s；
v s —岩屑速度，m/s；C D —阻力系数；d s —岩屑直径，m 。
方向与气体相对于颗粒的速度方向一致。气动阻力产生的原因，可以用附面层（或边界层）理论来解释。
（4）压强梯度力。在有压强梯度的流动中，例如管内流动等，总有压强的合力作用在颗粒上。如果沿流动方向的压强梯度用P 表示，则作用在球形颗粒上的压强梯度力F p 为：
F P =-
πd s 6鄣t
2
（6）
可见该力的大小等于颗粒的体积与压强梯度的乘积，方向与压强梯度相反。浮力也是压强梯度力，
ρg 便是重力场中静止流体沿铅垂方向的压强梯度。
（5）附加质量力。直径为d s 的球形颗粒在理想不可压缩无界静止流体中以等加速度a s 作直线运动时，必将带动周围的流体，也做加速运动。周围被带动的按加速度a s 折算的流体质量称为附加质量，推动周围流体加速的力称为附加质量力。在颗粒推3气动阻力和阻力系数分析
前面已对颗粒所受到的一些主要作用力做了说
明，但是这些作用力中有些是以目前的条件和手段很难准确求出的，甚至是无法求得的，例如萨夫曼升力和马格努斯升力。在我们研究气固两相流的主流区时，多数情况下这两种力的作用可以忽略不计。其余的力，如浮力、压强梯度力、附加质量力和巴塞特力等的作用因为相对很小，故也可以忽略。重力的大小很容易求得，气动阻力便成了人们研究的重点和难点。Stokes 推导出的关于刚性球匀速通过静止流体移动时所受到的阻力（或曳力）定律为研究流体中颗粒的受力问题做了开创性工作
[3,7]
图1是球形颗粒在静止、等温和不可压缩流体中作匀速运动条件下通过实验得到的阻力系数与雷诺数的关系，没有考虑流体湍流、气相的释薄性、可压缩性和两相不等温、颗粒表面的粗糙度、颗粒旋转、颗粒非球形、颗粒尾流中脱体旋涡的非对称性和静电力等因素的影响。但是据西安交大郭烈锦等人的研究，气相的释薄性、可压缩性和两相不等温等因素对阻力系数的影响不是很大，在求解一般工程问题时可以忽略不计。
。正是在
Stokes 工作的基础上，人们总结出了气动阻力的求
解式（5）。式（5）中C D 称为阻力系数，它与物体形状、流体流动状态等有关，主要表现为雷诺数的函数。从理论上来讲，阻力系数可以从不可压缩粘性流体绕球流动的纳维—斯托克斯方程的数值中获得。但由于球形颗粒表面的附面层非常复杂，只有极少数特殊情况可从方程组导出计算式。目前，阻力系数主要依靠实验来确定。
按雷诺数大小的不同，阻力系数C D 可以归结为下面三个区域[3,5,6]：
（1）小雷诺数区（Re ≤10）
此区域称粘性摩擦阻力区（或斯托克斯区），在这个区域C D 的表达式为：
4结论
通过对井筒环空岩屑颗粒尺寸几种直径统计方法进行对比，其中Stocks 定律来表达的岩屑等沉降速度直径d st 考虑了环空气相对岩屑的作用，比较符合实际工况。
综合分析环空岩屑颗粒受力情况，发现在钻井过程中影响气体携岩的主要受力包括岩屑颗粒的重力、气动阻力、压强梯度力和附加质量力，其他作用力目前不考虑具体数值计算，只对岩屑颗粒的重力和气动阻力进行重点分析。
通过对环空岩屑受到的气动阻力分析，结合环空高速流动气体的雷诺数，把岩屑颗粒的阻力系数分为三个等级，可为今后的气体钻井环空岩屑运移动力学研究提供一定的参考。
参考文献
C D =Re
（2）过渡区（10≤Re ≤500）
（8）
此区域又称阿连区，在这个区域C D 的表达式为：
[1]王延民，孟英峰，李皋, 等. 从井底岩石受力分析研究气
体钻井对机械钻速的影响[J].钻采工艺, 2008，31(2):
C D =姨（3）大雷诺数区（500≤Re ≤2×105）
区域C D 近似为常数，即：
（9）
1-2, 20.
[2]王延民, 孟英峰, 李皋，等. 超深井气体钻井环空流动研究
[J].钻采工艺，2008，31(5):10-12.
[3]王存新. 气体钻井井眼温度及气体携岩携水能力研究[D].
成都：西南石油大学, 2006.
此区域称牛顿区（或涡流压差阻力区），在这个
C D =0.44~0.45
C D 1001010.1
小雷诺数区
过渡区
（10）
[4]陆厚根. 粉体工程导论[M].上海:同济大学出版社，1993. 1-40.
[5]Rudinger G. Some Effects of Finite Particle Volume on
the Dynamics of Gas-particle Mixture [J].AIAA J., 1965
C D =24
Re
C D =10
姨Re
(3):1217-1222.
C D =0.44~0.45大雷诺数区
[6]黄标. 气力输送[M].上海:上海科学技术出版社，
1984.23-114.
[7]谢洪勇. 粉体力学与工程[M].北京:化学工业出版社，
2003. 4.
10-[***********]5106
图1阻力系数与雷诺数的关系
（下转第39页）
陈亮，张莉萍，罗晓密，等：三岔坪裂缝型气藏井周有效裂缝评价
该方法的正确性。同时，通过该例子可看出，如果没有阵列声波资料，测井极有可能漏划掉3278～3294m 和3296～3306m 这两个气层。由此可见利用斯通利波能量的衰减在该区判别储层的重要性。
（3）由于该区储层为裂缝性储层，建议该区测井项目在常规测井资料上，尽量加测阵列声波和电成像项目，从而能达到定量判断储层物性的要求。
参考文献
5总结
（1）三岔坪构造嘉二1气藏是一个裂缝型气藏，常规测井资料较难准确识别储集层。
（2）利用阵列声波的斯通利波能量衰减情况可准确识别井周裂缝发育情况，从而正确划分裂缝性储集层，达到定性评价储层物性的目的。
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气藏，2008，20(2)：97-101.
The Effective Fracture Evaluation of Sanchaping Fractured Reservoir
CHEN Liang 1，2ZHANG Li-ping 2LUO Xiao-mi 2JIANG Yan-ling 2
（1. Yangtze University, Jingzhou 434023;
2.Logging Company of Chuanqing Drilling Engineering Company ，Chongqing 400021）
Abstract :Jia 21gas reservoir is the main reservoir of Sanchaping structure because it's a single well with high yields without water. This reservoir is a fractured gas reservoir, so it has the characteristic of the dense layer in response to conventional logging data. It's difficult to accurately divide the reservoir layer based on conventional logging data. But by means of Stone wave energy curve the reservoir layer can be accurately divided. The apolication of this method proves that it's effective and practical.
Key words :Sanchaping ；fractured reservoir ；Stone wave energy ；reservoir evaluation
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Dynamics Analysis of Cutting on Gas Drilling
HAN Chun-yu 1LONG Gang 2JI Hai-peng 1
(1.Changqing Petroleum Exploration Bureau, Xi'an 710061；
2. Engineering Technology Research Institute of Southwest Oil-gas Branch, SINOPEC ，Deyang 618000) Abstract ：This article analyzes the aerodynamic drag of the borehole annular cutting according to the two phase theory, and contrasts the factors that affect the carrying cutting, which can offer reference for the dynamics of annular carrying cutting on gas drilling.
Key words :gas drilling ；cutting ；aerodynamic drag ；dynamics