基于量纲分析的沥青钻井液重力置换规律研究

 Experimental study on gravity displacement mechanism of asphalt-drilling fluid based on dimensional analysis

路保平 赵向阳 肖东 李皋 赵小祥

伊朗雅达油田 Ｋａｚｈｄｕｍｉ地层沥青质稠油发育，钻井过程中裂缝常发生置换式双向流动，严重影响钻 井安全，迫切需要开展重力置换规律研究，形成有效的防控技术。为了深入揭示置换发生的条件、发展规律、影响 置换量的因素，文章研制了一套基于真实裂缝的可视化重力置换实验装置，研究了裂缝宽度、钻井液与沥青密度 差、沥青与钻井液黏度差等对重力置换的影响。引入量纲分析理论，推导出了重力置换量的准则方程。结果表明， 缝宽对置换量的影响较大，随着裂缝宽度的增加，置换量不断增加；置换量随钻井液与沥青密度差的增大而增加； 随着沥青与钻井液黏度差的增大，置换量将显著减小，尤其从低黏度差到高黏度差，减小的幅度更大。提出了“化 学封堵 ＋控压钻井 ＋物理阻隔”的综合防控技术，现场应用效果显著，可为国内外同类地层安全钻进借鉴参考。