井喷关井水击压力计算及可靠性分析
2021-03-30史富全李相方杨保健
海洋石油 2021年1期
史富全,李相方,杨 喜,杨保健,罗 曼
(1. 中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津,300452;2. 中国石油大学(北京),北京 102249;3. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津 300452)
常规钻井过程中是依靠井筒液柱压力来平衡地层压力的。但由于某种原因,该平衡被打破,就可能造成溢流。溢流得不到有效控制时,易发展成为井喷、井喷失控[1-4]。为控制溢流或者井喷的发展,应当关闭防喷器,这期间防喷器需经受关井产生的水击压力作用。井喷关井水击压力是进行关井方式选择、井口装置压力等级选择和进行关井可靠性分析的重要依据。
目前对于水平管道水击问题研究较多,已形成了一套较完善的理论体系,但对于钻井中井喷关井水击问题研究较少[5-6]。井喷关井水击问题与水平管道水击问题有很大不同,钻井中井筒上部一般是垂直的,发生气侵后井筒内流体流动也比水平管道复杂得多[5],对于水击压力的计算影响很大。
1 井喷期间井筒流动特征
钻井过程中,发生溢流或井喷时,侵入井筒的地层流体可能是油、气或水。根据喷出流体的种类不同,井喷喷流分为天然气喷流、钻井液喷流和气液两相喷流。当侵入井筒的流体为油或水时,发生井喷时,喷出井口的流体可能是钻井液或油水两相;当侵入井筒的流体为天然气时,随着气侵的逐步发展,喷出井口的流体可能是天然气、钻井液或气液两相混合物。
气体侵入井筒后,井筒中存在流型划分为泡状流、段塞流、搅拌流和环状流等4种流型,井筒中气液两相流动型态与井筒混合物流动速度和气液质量比有关,沿着整个井筒的分布是不断变化的[7-10]。……
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