【毕业设计】充气控压钻井过程压力影响因素分析 ㊣ 精品文档 值得下载

综合分析气液两相流模型主要有以下种均相流模型分相流模型和漂移流动模型。

井底流体侵入过程分析在充气控压钻井过程中，如果地层产气或高汽油比的凝析油气藏，这些地层产出流体随着环空向上流动过程中，压力逐渐降低，当压力低于泡点压力时，小气泡便从环空钻井液中析出聚并长大滑脱，对井口压力的控制及安全携岩极为不利，钻前要充分根据邻井资料进行评价该类流体的侵入可以根据平面径向流模型来描述。

从平面径向流方程可以看出，影响井底流体产量的可控因素是井底流压，井底流压受方程及井口回压的直接影响通过井口回压可快速传递到井底，改变井底流压，控制井底流体向钻井液入侵进步控制井筒合理的流型，避免井口环雾流的出现，满足安全携岩要求。

实例计算基础参数井口回压对环空流态的影响由于气液两相流动规律的复杂性，国外早在世纪年代开始此项研究工作并取得重大发展文献中流型和流态介绍较多，但对于充气控压钻井垂直管两相流动，普遍认可有以下种流型，即泡状流段塞流搅动流环雾流。

其中以泡状流携岩效率最好，而环雾流恰好与之相反在施工过程中根据实际情况调整工程参数，避免井口环雾流的出现，提高携岩效率。

对比表可以看出，在相同注气量与钻井液排量条件下，井口回压的改变直接影响到环空的气液比，而直接表现出来的是环空流态的转变当井口加回压时，环空发生了种流态的转变，这在钻井过程中不是理想的结果而井口回压增加到时，全井段为泡状流，这种流态在满足井底压力与井口设备安全条件下，是充气控压钻井设计的理想目标。

而井底压力的变化更是控压钻井设计的关注焦点，注气量与回压的变化对井底压力的影响见表。

所钻井段井底压力为，从表中分析来看，井底压力对注气量与回压的改变非常明显，井口回压为时，井底储层段的气侵量同样也会增加，井口可能会出现环雾流，这不但不能满足安全携岩，同样井控设备也可能出现失控，引发事故。

避免诸类事故发生直接的办法是先对井口施加回压，加大钻井液排量，然后降低甚至停止井口注气，调整钻井液性能直到满足环空安全携岩与适当的井底压力统。

结论与建议由于充气控压钻井是近几年才开始应用，可借鉴的实例与研究还不多，而且都是在复杂地层下实施，所以在钻前建立数学模型，对其水力学进行模拟与评价，对现场钻井有重要的指导意义。

由于使用了充气设备，对钻井液脱气设备与钻井液的自身脱气性能也有较高的要求保证在正常钻进过程中井口设备能够处理地层突然环雾流，这不但不能满足安全携岩，同样井控设备也可能出现失控，引发事故。

避免诸类事故发生直接的办法是先对井口施加回压，加大钻井液排量，然后降低甚至停止井口注气，调整钻井液性能直到满足环空安全携岩与适当的井底压力统。

结论与建议由于充气控压钻井是近几年才开始应用，可借鉴的实例与研究还不多，而且都是在复杂地层下实施，所以在钻前建立数学模型，对其水力学进行模拟与评价，对现场钻井有重要的指导意义。

由于使用了充气设备，对钻井液脱气设备与钻井液的自身脱气性能也有较高的要求保证在正常钻进过程中井口设备能够处理地层突然大量产气的能力。

充气控压钻井使用了稍高于地层压力梯度的钻井液密度，配合井口回压可以方便快速调整当量循环密度，对突发钻井事故处理较为灵活方便，能够在平衡点附近安全钻进，尤其是地层含，可以快速调整当量循环密度使之稍高于地层压力安全钻进在不久的将来，控压钻井将会是种更安全更快更有效的钻井技术。

参考文献，严新新，陈永明，燕修良技术及其在钻井中的应用天然气勘探与开发辜志宏，王庆群，刘峰，等控制压力钻井新技术及其应用石油机械，罗世应欠平衡钻井理论及数学模型西南石油学院庄湘奇，李相方，刚涛，等气欠平衡钻井井口回压控制理论与方法石油钻探技术，周英操，刘永贵，鹿志文欠平衡钻井井底压力控制技术石油钻采工艺充气控压钻井过程压力影响因素分析摘要常规钻井技术钻遇复杂地层时，钻井液安全密度窗口窄，钻井液性能可能发生剧变，压差卡钻粘附卡钻喷漏同层上漏下喷和井壁垮塌等复杂问题经常发生，甚至导致钻井作业无法正常进行，增加诸多非钻井作业时间，使钻井周期和费用大幅度上升充气控压钻井作为种新的钻井技术，能够降低甚至避免诸类钻井问题，结合环空多相流水力学模型，综合分析了钻井液排量注气量机械钻速井口回压和井身结构等因素对环空压力的影响，实现环空及井底压力保持在定的范围内准确快速可调，从而提高钻井效率，降低作业成本。

在不久的将来，控压钻井将会是种更安全更快更有效的钻井技术。

关键词控压钻井排量压力注气量地层压力伴随着油气层的长期开采，国内外主力油气田大多进入开发的中后期，不同程度地面临地层压力衰竭与下降，因此造成地层坍塌密度降低，且与地层压力梯度接近，钻井过程中呈现出窄压力甚至负压钻井液密度窗口，并由此产生漏喷同层井壁垮塌等系列钻井问题。

同时随着裸眼井段的增加，井底温度和压力也随之发生改变且有多套压力体系的复杂裸眼井段，从而使钻井液性能发生剧变，卡漏喷及井壁垮塌等复杂问题进步加剧，甚至导致钻井作业无法正常进行面临这种复杂的地层，采用常规钻井装置和方法很难满足当前钻井作业需要。

因此，在今后的油气勘探中，如何在诸类储层钻进将成为国内外各大油气田增产上储的主要手段。

然而，充气控压钻井作为种新的钻井技术，使用稍高于地层压力梯度的钻井液，地面通过混合器向钻井液上水管线中适当充气，利用欠平衡设备和技术，能够方便快速调节环空钻井液当量循环密度，使井底压力保持在定范围之内，降低或避免上述钻井问题，减少非生产作业时间。

但钻井过程中，钻井液排量注气量及井口回压等工程参数与地层压力及环空安全携岩尤为重要文中重点考虑地层产出气与注入气在环空形成的气液两相流，利用水力学的严格推理与计算，保证了井筒环空井口的安全携岩且精确控制井底压力，对进步深化和完善充气控压钻井的理论研究及现场应用具有重要的现实意义。

控压钻井的使用现状与基本概念技术在陆上钻井使用已有相当长的时间，其应用了较为先进的欠平衡设备及方法使钻井液从立管到出口形成个闭合承压的循环系统，实现钻井优化的种工艺，。

其意图是方便快速调整环空和井底压力等参数，随意控制钻井作业过程中地层流体有控制地进入井筒环空，而不是通过调整钻井液密度来改变井底的压力。

目前美国的井使用这种闭环承压的控压钻井技术进行作业。

国内陆地控压钻井技术已经在塔里木油田公司的奥陶系和南堡油田第三系地层陆续展开，避免了邻井钻井过程中发生的井下复杂情况，已取得较好的效果。

控压钻井使用欠平衡的设备，就其循环系统本身来讲，属于闭环承压的钻井液循环系统能够满足方便快捷地调整井底及环空压力，从而使用最短的时间来处理和满足钻井工程上的需要，使整个钻井过程中井底压力近乎保持恒定国际钻井承包商协会对控压钻井作了如下的定义是种经过改进的钻井程序，可以较精确地控制整个环空井筒的压力剖面其目的是要确定井底压力，进而来控制环空的压力剖面，。

其主要技术特点是与常规开式压力控制体系不同，依靠闭合承压的钻井液循环体系，可以更精确地控制整个环空压力剖面，使得地层流体有控制地进入环空。

这种循环体系需要通过环空钻井液水力学的精确计算和模拟主要参数包括钻井液性能钻井液密度钻井液泵排量充气量机械钻速岩屑类型及尺寸岩屑与气体迟到时间，井身结构与钻具组合等。

从而合理地预测解释实施控压钻井过程中整个环空压力剖面及相应的控制压力措施。

影响井底压力的主要参数分析环空两相流模型选择根据前人研究成果，综合分析气液两相流模型主要有以下种均相流模型分相流模型和漂移流动模型。

井底流体侵入过程分析在充气控压钻井过程中，如果地层产气或高汽油比的凝析油气藏，这些地层产出流体随着环空向上流动过程中，压力逐渐降低，当压力低于泡点压力时，小气泡便从环空钻井液中析出聚并长大滑脱，对井口压力的控制及安全携岩极为不利，钻前要