数值模拟可以进行长距离固井顶替研究,直观显示固井顶替界面动态发展过程,已经成为了固井顶替研究的一种重要研究手段。通过计算参数的优化可以大幅提高数值模拟的效率,计算参数的优化研究具有重要的理论与工程价值。针对固井顶替问题,考虑两种顶替流体的质量扩散过程,基于相对运动原理建立了两相层流流动固井顶替数值实验模型,介绍了动态顶替界面长度与顶替效率计算方法,为固井顶替研究提供研究手段。最后,针对固井顶替数值模拟计算机时过长问题,基于两相层流固井顶替数值实验短模型与计算参数无关性理论,研究空间离散步长、时间离散步长、以及迭代次数对数值模拟结果的影响,优化空间离散步长与时间步长等计算参数,提高固井顶替数值模拟效率。最后,基于短模型网格优化研究结果,针对300m长水平井300s固井顶替过程进行数值模拟,研究居中度、密度差、浆体流变参数、顶替排量对固井顶替的影响规律,对固井顶替设计具有理论指导意义。