气体钻井地层出水工况实验模拟研究

杨　旭，李　皋，孟英峰，刘博伟，刘金龙

气体钻井技术在提高机械钻速、保护储层等方面具有其独特的优势。然而，当地层出水以后，由于泥页岩地层黏土水化，极易引发黏附卡钻、井壁失稳等井下复杂情况。为此，针对气体钻井地层出水问题，开展了气体钻井地层出水工况实验模拟研究。通过室内建立的可视化实验装置，模拟分析了低产水工况下的气体携液问题，并对气体钻井地层出水时井底气液混合流动情况以及井筒环空成膜情况进行了研究。实验结果表明，气液混 合后，井底液体主要形成波状液膜，而环空液体主要以液膜和液滴的形式存在，同时环空携液能力决定了液膜厚度和液滴尺寸。通过对地层出水工况下气体携液能力进行分析表明，理论携水量与实验结果相符，当携水量较大时，环空液膜较厚、液滴尺寸较小，且波动更剧烈，使环空压降增加。