在以水平井为主的疏松砂岩油藏开采过程中,油井出砂会严重影响油田正常生产,甚至引起安全事故,因此除采取一定的防砂措施外,还需定期冲砂洗井。本文对水平井段环空内砂岩颗粒的受力、运移以及沉降规律进行深入研究,进而为冲砂作业提供相关的技术参数。本文利用CFD仿真模拟方法结合室内实验,研究了在水平环空流动过程中,环空流量、流体粘度、环空尺寸、砂粒特性以及井斜角等因素对流场的流动性能、砂床形成以及环空压耗的影响规律。由数值模拟结果可以得知:流场轴向速度剖面呈非对称抛物线形式,环空流量对流场影响最大,环空流量越大,轴向速度峰值越大,流体粘度、井斜角与环空结构等其它因素对轴向速度影响相对较小。本文将PIV(Particle Image Velocimetry)技术与水平环空管道系统相结合,不仅可以测量液固两相流流场的流动状态,还可以观测到环空中砂床发展的情况,具有可视化、可靠性及准确性等特点。基于环空内砂粒受力分析,建立了砂粒起动模型,研究了环空中液固两相流的流型与砂粒的运移机理。最后根据正交实验结果,回归出砂床沉积厚度公式,并分析了各因素对其影响程度大小。综合分析以上结果,可知数值模拟结果与PIV可视化试验结果基本吻合,表明本文所用方法对环空流场液固两相流的研究具有可行性,研究成果可有效地为冲砂洗井技术提供理论依据,对现场工作具有指导意义。