水平井油基钻井液气侵溶解气膨胀运移规律研究

作     者：李轶明 何敏侠 夏威 李相方 LI Yiming;HE Minxia;XIA Wei;LI Xiangfang

作者机构：中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 

出 版 物：《中国安全生产科学技术》 (Journal of Safety Science and Technology)

年 卷 期：2016年第12卷第10期

页      面：44-49页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

基　　金：中国石油集团科技管理部科研项目(2014 D-4601) 中国石油大学(北京)科研基金(2462015YQ0216 2462015 YQ0403) 

主　　题：水平井 井控 油基钻井液 气侵 气液两相流 

摘      要：天然气进入井筒并溶解于油基钻井液会对钻井安全产生潜在威胁,溶解气随钻井液运移到井口附近突然发生析出并膨胀,使气侵早期监测及预警的难度显著增加。为了降低井喷发生概率和钻井作业风险,针对水平井油基钻井液溶解气运移规律进行了研究。采用气液两相流模型,模拟了不同初始气侵速率情况下甲烷溶解气和游离气随钻井液在水平段和垂直段的运移过程,得到环空中钻井液的流速变化、甲烷析出过程、井筒环空气液两相流流型变化、泥浆池增量随时间变化和截面含气率沿程分布等规律。模拟结果表明,油基钻井液发生气侵时的初始进气率存在临界值;在小气侵速率情况下,侵入环空的甲烷将以溶解气的形式运移到井口,在井口分离释放,对钻井安全构成的威胁较小;而当气侵量超过临界值时,在环空上部发生气体分离,分离点迅速下移,如不及时控制,在极短时间内便可演化为井喷,危险性极大。