注空心球多梯度钻井气侵快速识别分析

Analysis of Fast Identification for Gas Invasion in Multi-gradient Drilling by Hollow Glass Sphere Injection

张锐尧 叶道辉 朱忠喜 李军 肖平 关勤勤

ZHANG Ruiyao YE Daohui ZHU Zhongxi LI Jun XIAO Ping GUAN Qinqin

为研究注空心球多梯度钻井中分离器位置等关键参数对气侵识别时间的影响，文章考虑多梯度钻井参数、井筒与地层间能量交换对井筒内混合流体的物性参数、气液两相流的瞬态传热过程与流动规律的影响，建立了多梯度钻　井瞬态气液两相流新模型，研究了不同多梯度参数对气侵识别时间和井底压力的影响规律，并对在不同影响因素条件下的气侵时间进行了无量纲对比分析。结果表明：在不同空心球体积分数、密度或分离器级数条件下，溢流量和井底压力变化包括“线性分布”和“指数分布”２个阶段；在不同分离器位置条件下，溢流量和井底压力变化包括２个“线性分布”阶段和１个“指数分布”阶段；指数阶段中钻井液池递增速率显著增大可以作为气侵识别的早期信号；０.８ｍ溢流量作为气侵监测的阈值时，空心球体积分数的影响最为显著，其溢流量变化规律作为气侵早期监测的依据会更准确；分离器数量的影响程度最小。该研究成果可以为注空心球多梯度钻井的早期气侵监测提供理论参考，对下一步的井筒压力有效干预提供重要依据。