大位移井是当代钻井技术的新里程碑,其在海洋、滩海及地面条件恶劣的边际油气勘探开发中,可以加速油田勘探开发,提高产量及最终采收率,显著提高经济效益。但是,大位移井水平井段以及倾斜井段的岩屑运移问题相比于直井段更加复杂,已成为井眼清洁问题的重要攻关方向。在以往对井筒内液固两相流动的研究中,一般是对钻井液和岩屑采用液固两相欧拉-欧拉双流体模型,而忽略了岩屑颗粒的流动细节,因而本文采用CFD-DEM方法模拟水平井内岩屑运移过程,在Lagrange坐标下求解离散颗粒运动,在Euler坐标下求解液相运动。采用软球模型充分考虑了颗粒与颗粒、颗粒与井壁和钻杆壁之间的碰撞,得到岩屑在井筒内运移过程中出现的移动岩屑床-非均匀悬浮-均匀悬浮三种形态的变化,并将模拟岩屑浓度结果与实验值进行对比,充分验证了CFD-DEM模型的准确性。通过对岩屑运移影响因素的分析,研究不同操作工况参数对岩屑运移规律的影响,结果表明:转速的增加有利于提高周围液体的周向举升力,增强钻井液悬浮能力,同时加强了对岩屑床的扰动,从而抑制岩屑沉积并削减床层厚度;流速的增加直接增强了对岩屑床的轴向推动力,环空内流核区面积占比增大,对岩屑颗粒运移速度影响很大,岩屑运移效果的提升十分明显;钻杆偏心程度地增加使得钻杆下侧的环空间隙变窄,流速降低,颗粒拟温度降低,加重了钻杆底部的沉积情况;井斜角由水平0o到30o过程中颗粒运移速度有所减小,井底堆积情况加重,而随着井斜角进一步升高,更多的岩屑颗粒脱离岩屑床,在环空上方以悬移质状态向出口运移,岩屑运移效率明显增强。在本文中充分考虑了钻井液在实际情况中作为非牛顿流体,其幂律特性对岩屑运移情况的影响,模拟结果表明:流性指数n反映的是流体在一定剪切速率下非牛顿性的强弱,从不同流性指数的对比可以看出其对液相携岩能力的影响,n值升高主要体现在轴向流速的升高,以及其对岩屑悬浮能力的增强,进而提高了井筒内运移效率;而K值的改变直接影响流体的表观粘度,K值越小表观粘度越低,更容易使岩屑颗粒由于重力作用在井底部沉降,K值增大,意味着有效粘度增大,给予岩屑更多的能量,有利于颗粒在井筒内保持较长时间的悬浮,从而增强井眼清洁效果。本文基于CFD-DEM方法充分考虑不同的操作条件和钻井液流变性对井筒岩屑运移规律的影响,更符合真实井筒内液固两相流动状态,旨在为钻井工程的实际应用过程中提供切实的理论依据。