深水壓井節(jié)流管線內(nèi)的氣體交換效應(yīng)分析

王志遠(yuǎn)， 邢廷瑞， 華美瑞， 李紅偉， 張 軍

(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院，山東青島 266580；2.中國(guó)石油新疆油田分公司陸梁油田作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依 834000；3.中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依 834000)

?深水鉆井完井專題?

深水壓井節(jié)流管線內(nèi)的氣體交換效應(yīng)分析

王志遠(yuǎn)1， 邢廷瑞2， 華美瑞3， 李紅偉2， 張 軍2

(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院，山東青島 266580；2.中國(guó)石油新疆油田分公司陸梁油田作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依 834000；3.中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依 834000)

深水井控中壓井節(jié)流管線細(xì)長(zhǎng)，地層侵入氣體進(jìn)入節(jié)流管線內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣體交換效應(yīng)，導(dǎo)致節(jié)流壓力發(fā)生變化，增大了深水井控的難度。應(yīng)用多相流動(dòng)模型通過數(shù)值計(jì)算和實(shí)例模擬，從不同角度分析了深水壓井節(jié)流管線內(nèi)的氣體交換效應(yīng)，得到節(jié)流壓力的變化規(guī)律。模擬發(fā)現(xiàn)，深水壓井時(shí)節(jié)流管線內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)變化大且迅速，氣體交換效應(yīng)明顯；節(jié)流壓力隨著循環(huán)流量的增大而降低，且變化幅度隨著循環(huán)流量增大而增大，隨著鉆井液池增量的增大而增大；同樣鉆井液池增量下，鉆進(jìn)、停鉆、起鉆時(shí)對(duì)應(yīng)的節(jié)流壓力依次升高；深水壓井過程中節(jié)流壓力比陸地井控節(jié)流壓力變化快；節(jié)流管線直徑越小，節(jié)流壓力初始值越低，峰值越高，節(jié)流壓力變化越大，節(jié)流管線內(nèi)氣體交換效應(yīng)越明顯。研究結(jié)果可以更好地指導(dǎo)深水鉆井壓力控制。

深水壓井 節(jié)流管線 氣體交換效應(yīng) 多相流動(dòng)模型

在深水鉆探過程中，常會(huì)遇到地層鉆井液安全密度窗口狹窄、節(jié)流管線摩阻大、低溫高壓環(huán)境下形成水合物阻塞管線等問題[1]。當(dāng)鉆遇高壓氣層天然氣侵入井筒形成溢流后進(jìn)行壓井時(shí)，侵入井筒內(nèi)的氣體會(huì)隨壓井液上返至泥線并進(jìn)入節(jié)流管線內(nèi)，由于節(jié)流管線的直徑較小，加之隨著氣體的上返，環(huán)空壓力逐漸降低，氣體進(jìn)入節(jié)流管線后體積迅速膨脹，占據(jù)管線內(nèi)大量空間，使得節(jié)流管線內(nèi)的靜液壓力迅速降低；而隨著侵入氣體排出井外，節(jié)流管線內(nèi)的氣體體積分?jǐn)?shù)迅速下降，又會(huì)導(dǎo)致節(jié)流管線內(nèi)靜液壓力迅速回升，這種由于節(jié)流管線內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)急劇變化、導(dǎo)致節(jié)流管線內(nèi)靜液壓力迅速變化的現(xiàn)象，稱為節(jié)流管線氣體交換效應(yīng)?，F(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)為深水壓井過程中節(jié)流壓力的迅速變化，增加了深水井控的難度。國(guó)外J.O.L.Nunes[2]和國(guó)內(nèi)王志遠(yuǎn)等人[3]均認(rèn)為,對(duì)壓井中節(jié)流管線內(nèi)氣體交換效應(yīng)及其引起的節(jié)流壓力變化的現(xiàn)象應(yīng)該引起重視。O.L.A.Santos提出了深水井涌模型[4]和水平井涌計(jì)算模型[5]；H.V.Nickens[6]考慮到氣液兩相質(zhì)量及動(dòng)量變化，提出了兩相流模型；后來(lái)，S.Ohara[7]提出了比較全面的深水井涌模型；J.O.L.Nunes[2]提出了深水井涌解析模型。范軍等人[8]考慮井筒與地層流體的耦合，建立了多相流方程組；李相方等人[9]對(duì)井涌期間的氣液兩相流動(dòng)問題進(jìn)行了深入研究；王志遠(yuǎn)等人[10]在井筒與油藏連續(xù)耦合的條件下，考慮油氣相變，建立了井筒多相流動(dòng)計(jì)算方法，較好地解決了井控過程中的多相流計(jì)算問題。

以往的研究雖然認(rèn)識(shí)到氣體交換效應(yīng)對(duì)深水井控具有重要影響，但未針對(duì)該問題進(jìn)行深入分析，其對(duì)深水井控參數(shù)的影響規(guī)律也需要進(jìn)一步研究。筆者針對(duì)節(jié)流管線內(nèi)的氣體交換效應(yīng)進(jìn)行了深入研究，分析了壓井排量、鉆井液池增量、發(fā)生溢流時(shí)不同工況、不同節(jié)流管線直徑對(duì)節(jié)流壓力的影響，以及陸地與深水壓井節(jié)流壓力變化規(guī)律的區(qū)別，能夠指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

1 壓井過程中的多相流動(dòng)模型

1.1 多相流動(dòng)控制方程

發(fā)生井涌后，地層流體侵入井筒，環(huán)空及節(jié)流管線中的流動(dòng)為多相流動(dòng)，有鉆井液、巖屑和天然氣。應(yīng)用漂移多相流動(dòng)模型對(duì)節(jié)流管線內(nèi)的氣體交換效應(yīng)進(jìn)行研究，主要控制方程包括連續(xù)性方程和動(dòng)量方程。

連續(xù)性方程：

(1)

動(dòng)量方程：

式中：A為環(huán)空截面積，m2；Ei為各相的體積分?jǐn)?shù)；i=1，2，3，分別代表鉆井液、巖屑和天然氣；ρi為各相的密度，kg/m3；vi為各相速度，m/s；qi為各相的質(zhì)量流量，kg/s；α為井斜角，(°)；Fr為摩擦壓降，Pa；p為環(huán)空壓力，Pa；s為沿流動(dòng)方向的坐標(biāo)，m。

溫度場(chǎng)方程由環(huán)空內(nèi)溫度場(chǎng)方程和鉆柱內(nèi)溫度場(chǎng)方程耦合求解得出[11]。

環(huán)空內(nèi)的溫度場(chǎng)方程為：

(3)

鉆柱內(nèi)的溫度場(chǎng)方程為：

(4)

式中：Ap為鉆柱內(nèi)橫截面面積，m2；cm為鉆井液的比熱，J/(kg·℃)；Ke為地層的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)；mp為鉆柱內(nèi)的質(zhì)量流量，kg/s；ma為環(huán)空內(nèi)的質(zhì)量流量，kg/s；rp為鉆柱半徑，m；ra為環(huán)空半徑，m；θp為鉆柱內(nèi)的溫度，℃；θa為環(huán)空內(nèi)的溫度，℃；θe為地層或海水的溫度，℃；Up為鉆柱內(nèi)總的傳熱系數(shù)，W/(m·℃)；vp為鉆柱內(nèi)的鉆井液流速，m/s；Ua為環(huán)空內(nèi)總的傳熱系數(shù)，W/(m·℃)；va為鉆柱內(nèi)的鉆井液流速，m/s。

聯(lián)立方程(1)—(4)求解，可得到壓井過程中氣體進(jìn)入節(jié)流管線后不同時(shí)刻節(jié)流管線內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)與鉆井液體積分?jǐn)?shù)的數(shù)值，通過分析氣體體積分?jǐn)?shù)與鉆井液體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律，即可對(duì)節(jié)流管線內(nèi)的氣體交換效應(yīng)進(jìn)行分析。

1.2 節(jié)流管線內(nèi)的摩阻計(jì)算方程

氣體進(jìn)入節(jié)流管線后使靜液壓力降低，同時(shí)也增加了節(jié)流管線內(nèi)混合物的流速，使節(jié)流管線內(nèi)的摩阻增加，在計(jì)算節(jié)流管線內(nèi)的氣體交換效應(yīng)時(shí)，需要考慮摩阻的影響；同時(shí)，計(jì)算節(jié)流管線內(nèi)的摩阻需要考慮不同的流型[12]。

泡狀流時(shí)的摩阻計(jì)算式為：

(5)

段塞流及攪動(dòng)流時(shí)的摩阻計(jì)算式為：

(6)

環(huán)霧流時(shí)的摩阻計(jì)算式為：

(7)

式中：pfc為節(jié)流管線內(nèi)的摩阻，Pa；f為摩阻系數(shù)；Vmm為混合相的流速，m/s；ρmm為混合相的密度，kg/m3；D為節(jié)流管線內(nèi)徑，m；Eg為氣體體積分?jǐn)?shù)；vsg為氣體的表觀流速，m/s。

1.3 初始條件及邊界條件

壓井起始的初始條件即為溢流結(jié)束時(shí)刻環(huán)空各點(diǎn)的壓力及各相的分布情況[13]，可由控制方程結(jié)合儲(chǔ)層的滲流方程通過數(shù)值求解得出，壓井初始條件為：

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

式中：pwk和pgk分別為壓井開始和溢流結(jié)束時(shí)刻環(huán)空各點(diǎn)的壓力，Pa；θawk和θpwk分別為壓井開始時(shí)刻環(huán)空及鉆柱各點(diǎn)的溫度，℃；θaik和θpik分別為溢流結(jié)束時(shí)刻中環(huán)空及鉆柱各點(diǎn)的溫度，℃；Eigk為環(huán)空各相在某一截面的體積分?jǐn)?shù)；vigk為環(huán)空各相在某一截面的速度，m/s；j為環(huán)空中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。

壓井的邊界條件主要是指井底的壓力邊界和井筒溫度場(chǎng)邊界[14-15]。壓井時(shí)保持井底壓力為常壓，因此邊界條件為:

(13)

(14)

式中：pb為壓井時(shí)的井底壓力，Pa；pp為地層壓力，Pa；pe為壓井過程中的附加壓力，Pa；θ(t,j)表示環(huán)空內(nèi)t時(shí)刻j節(jié)點(diǎn)的溫度,℃；fθ為井筒溫度場(chǎng)函數(shù)。

2 氣體交換效應(yīng)規(guī)律分析

深水氣侵井涌壓井過程中，細(xì)長(zhǎng)的節(jié)流管線內(nèi)的氣體體積分?jǐn)?shù)會(huì)迅速變化，引起節(jié)流管線內(nèi)靜液壓力發(fā)生急劇變化，因而在壓井過程中必須迅速及時(shí)地調(diào)節(jié)節(jié)流壓力，以彌補(bǔ)節(jié)流管線內(nèi)的靜液壓力變化。氣體交換效應(yīng)宏觀表現(xiàn)為壓井時(shí)節(jié)流壓力的變化，因此主要通過分析節(jié)流壓力的變化來(lái)研究節(jié)流管線內(nèi)的氣體交換效應(yīng)。應(yīng)用多相流動(dòng)模型，結(jié)合某深水井分析了節(jié)流管線內(nèi)的氣體交換效應(yīng)規(guī)律，其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表1。

表1 某深水井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2.1 節(jié)流管線內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)變化

假設(shè)壓井初始條件為：溢流20 min，鉆井液池增量1.65 m3，壓井液排量15 L/s，壓井液密度1.26 kg/L。對(duì)壓井全過程進(jìn)行模擬計(jì)算，得到壓井期間環(huán)空內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)的變化曲線(見圖1)。

從圖1可以看出，隨著壓井的進(jìn)行，氣體逐漸脫離井底，氣體前緣的上升速度較快，但泥線下部井筒內(nèi)的氣體體積分?jǐn)?shù)變化不大，而節(jié)流管線內(nèi)的氣體體積分?jǐn)?shù)變化迅速。圖1(a)中，壓井前25 min內(nèi)節(jié)流管線中的氣體體積分?jǐn)?shù)迅速增長(zhǎng)，因?yàn)闅怏w越靠近井口，所受到的壓力就越小，并且節(jié)流管線內(nèi)徑相對(duì)環(huán)空較小，氣體進(jìn)入后會(huì)迅速膨脹，占據(jù)節(jié)流管線內(nèi)大量空間，使得管線內(nèi)的靜液壓力迅速降低，而壓力的降低又會(huì)進(jìn)一步促使氣體膨脹。圖1(a)中氣體體積分?jǐn)?shù)在井深1 500 m處突然升高，正是氣體突然進(jìn)入內(nèi)徑較小的節(jié)流管線所致。其中，10 min時(shí)節(jié)流管線內(nèi)的氣體體積分?jǐn)?shù)最大僅為3％左右，而在25 min時(shí)管線內(nèi)的最大體積分?jǐn)?shù)達(dá)到15％。圖1(b)中，隨著氣體逐漸排出井口，節(jié)流管線內(nèi)的氣體體積分?jǐn)?shù)開始下降，由于氣體在排出過程所受的壓力逐漸減小，加上氣體的“滑脫”作用，氣體速度越來(lái)越快，所以35～55 min時(shí)節(jié)流管線內(nèi)氣體的體積分?jǐn)?shù)下降迅速，由35 min時(shí)的最大16％下降到55 min時(shí)的1％左右。

圖1 不同壓井期間環(huán)空內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)的變化曲線Fig.1 Gas fraction in annulus at different time during well killing

2.2 不同壓井液排量下的節(jié)流壓力變化

分別用10，15，20和25 L/s的壓井液排量實(shí)施壓井，模擬計(jì)算不同壓井液排量下的節(jié)流壓力變化情況，結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同壓井液排量下節(jié)流壓力隨時(shí)間的變化曲線Fig.2 Choke pressure vs.time curve at different pumping rate

從圖2可以看出，壓井過程中保持井底壓力恒定時(shí)，節(jié)流壓力會(huì)隨著循環(huán)流量的增大而降低。10 L/s循環(huán)流量下的節(jié)流壓力比25 L/s時(shí)的節(jié)流壓力升高了3 MPa左右，但隨著循環(huán)流速的增加，節(jié)流壓力變化幅度會(huì)增大。這種現(xiàn)象在陸地井控中比較少見，主要原因是深水鉆井時(shí)井口多安裝在海底，節(jié)流管線長(zhǎng)而細(xì)，當(dāng)壓井液沿節(jié)流管線上返時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的摩阻，而且會(huì)隨著流速增加而增大。在井底壓力恒定時(shí)，節(jié)流管線內(nèi)摩阻越大，節(jié)流壓力就要越小，否則會(huì)增大井底壓力，增加壓裂地層的危險(xiǎn)性。另外，在排出環(huán)空氣體的過程中，某一循環(huán)排量下的節(jié)流壓力隨著時(shí)間的變化其增加速度也比較快，主要原因是，氣體在快到井口時(shí)迅速膨脹，從而占據(jù)節(jié)流管線內(nèi)大量空間，導(dǎo)致靜液壓力迅速降低。

2.3 不同鉆井液池增量時(shí)的節(jié)流壓力變化

在氣侵后鉆井液池增量(氣侵量)依次為2，5和8 m3情況下，隨著壓井的進(jìn)行節(jié)流壓力的變化規(guī)律如圖3所示。

圖3 不同鉆井液池增量下節(jié)流壓力隨時(shí)間的變化曲線Fig.3 Choke pressure vs.time curve at different pit gains

圖3中，隨著鉆井液池增量(氣侵量)的增加，節(jié)流壓力逐漸增大，而且節(jié)流壓力起始值也相對(duì)較高，鉆井液池增量為8 m3時(shí)的節(jié)流壓力初值要比增量2 m3時(shí)的大2.5 MPa左右。鉆井液池增量大，意味著進(jìn)入環(huán)空的氣侵量比較大，環(huán)空中靜液壓力的降低值也就比較大；而壓井過程中要保持井底壓力恒定，需要彌補(bǔ)環(huán)空中靜液壓力的損失，鉆井液池增量越大，所需的節(jié)流壓力也就高，因此鉆井液池增量大的初始節(jié)流壓力比較高。同樣，鉆井液池增量越大，壓井過程中進(jìn)入節(jié)流管線的氣體就多，節(jié)流管線氣體交換效應(yīng)就越明顯，節(jié)流壓力的峰值也越高。

2.4 不同工況下溢流后壓井時(shí)的節(jié)流壓力變化

鉆進(jìn)、停鉆和起鉆時(shí)發(fā)生溢流后進(jìn)行壓井，其節(jié)流壓力的變化規(guī)律各不相同。在鉆井液池增量均為3 m3時(shí)，對(duì)相應(yīng)節(jié)流壓力的變化進(jìn)行模擬計(jì)算，得出了節(jié)流壓力的變化規(guī)律，見圖4。

圖4 不同工況下發(fā)生溢流后壓井節(jié)流壓力變化曲線Fig.4 Choke pressure vs.time curve at different conditions

從圖4可以看出，鉆進(jìn)、停鉆、起鉆時(shí)發(fā)生溢流后壓井的節(jié)流壓力依次增大。鉆進(jìn)工況下，鉆井液不斷循環(huán)，攜帶侵入井筒的氣體向上運(yùn)移，使氣體比較分散，不容易聚集在井底；停鉆工況下，鉆井液不流動(dòng)，侵入的氣體相對(duì)集中在井筒的底部；起鉆過程中，鉆井液不斷填充由于起鉆而讓出的空間，產(chǎn)生向下流動(dòng)的趨勢(shì)，使得侵入井筒的氣體不容易分散。因此，起鉆溢流情況下，壓井時(shí)氣體會(huì)相對(duì)集中地進(jìn)入節(jié)流管線，并迅速膨脹占據(jù)節(jié)流管線內(nèi)大量空間，使靜液壓力迅速降低，因此為保持井底壓力恒定，節(jié)流壓力需要迅速升高；鉆進(jìn)溢流情況下，相對(duì)分散的氣體進(jìn)入節(jié)流管線后，其膨脹則是一個(gè)漸變的過程，氣體膨脹量相對(duì)較低，但是氣體相對(duì)起鉆溢流情況要更早地進(jìn)入節(jié)流管線，所以鉆進(jìn)溢流情況下節(jié)流壓力升高的出現(xiàn)時(shí)間要早，但是峰值相對(duì)較低；而停鉆溢流情況下節(jié)流壓力的變化，介于鉆進(jìn)溢流與起鉆溢流情況之間。

2.5 不同節(jié)流管線直徑時(shí)節(jié)流壓力變化

在鉆井液池增量3 m3、壓井排量20 L/s的情況下，分別對(duì)φ76.2，φ101.6和φ127.0 mm節(jié)流管線的節(jié)流壓力變化進(jìn)行了模擬計(jì)算，結(jié)果見圖5。

從圖5可以看出，節(jié)流管線直徑越小，節(jié)流壓力的初始值越低，但隨著壓井的進(jìn)行，節(jié)流壓力上升得更快，峰值更高。這是因?yàn)楣?jié)流管線直徑越小，節(jié)流管線內(nèi)的摩阻損失就越大，相當(dāng)于升高了節(jié)流壓力，氣體未進(jìn)入節(jié)流管線時(shí)所需要的節(jié)流壓力相應(yīng)比較低；但隨著氣體進(jìn)入節(jié)流管線，由于直徑較小，氣體膨脹后所占據(jù)的管線長(zhǎng)度相對(duì)較大，靜液壓力降低就大，因而所需要施加的節(jié)流壓力就大；而隨著氣體逐漸排出節(jié)流管線，節(jié)流壓力又會(huì)重新降低，與初始時(shí)趨勢(shì)一致。因此，節(jié)流管線直徑越小，節(jié)流壓力變化越大，節(jié)流管線內(nèi)的氣體交換效應(yīng)就越明顯。相反，節(jié)流管線直徑較大，氣體未進(jìn)入節(jié)流管線時(shí)，節(jié)流壓力較高，氣體進(jìn)入后，節(jié)流壓力的增量相對(duì)較小，氣體排出后，節(jié)流壓力的降幅也相對(duì)較小，整個(gè)過程的節(jié)流壓力變化相對(duì)平緩。φ76.2 mm節(jié)流管線壓力變化幅度約是φ127.0 mm節(jié)流管線壓力變化幅度的2倍。

圖5 不同節(jié)流管線直徑時(shí)節(jié)流壓力的變化曲線Fig.5 Choke pressure vs.time curve at different choke line sizes

2.6 陸地壓井與深水壓井節(jié)流壓力變化

深水井控與陸地井控雖然壓井工藝相同，但具體壓井時(shí)節(jié)流壓力卻存在巨大的差異。相同鉆井液池增量下，深水使用φ101.6 mm節(jié)流管線與相同井身結(jié)構(gòu)的陸地井壓井時(shí)節(jié)流壓力的對(duì)比曲線如圖6所示。

圖6 陸地及深水壓井時(shí)節(jié)流壓力的變化曲線Fig.6 Choke pressure vs.time curve at onshore or deep-water conditions

從圖6可以看出，深水壓井時(shí)的節(jié)流壓力要比陸地壓井時(shí)的節(jié)流壓力高，并且壓力峰值要高得多，本算例下深水壓井時(shí)其峰值約為陸地壓井時(shí)的1.4倍，說(shuō)明深水井控中節(jié)流管線氣體交換效應(yīng)更加明顯。應(yīng)特別注意，深水壓井時(shí)節(jié)流閥的調(diào)節(jié)速度要比陸地壓井快得多。

3 結(jié)論及建議

1)在深水井控壓井過程中，節(jié)流管線內(nèi)的氣體體積分?jǐn)?shù)變化迅速，易產(chǎn)生氣體交換效應(yīng)。氣體交換效應(yīng)使得深水壓井過程中節(jié)流壓力的變化速度要高于陸地情況，因此在深水壓井時(shí)節(jié)流壓力的調(diào)整速度應(yīng)比陸地壓井迅速。

2)由于氣體交換效應(yīng)的存在，使得節(jié)流壓力對(duì)循環(huán)流量、節(jié)流管線直徑、氣侵量以及氣侵時(shí)的鉆井工況等參數(shù)的影響更加敏感，在深水壓井時(shí)應(yīng)綜合考慮這些參數(shù)的影響。

3)氣體交換效應(yīng)是復(fù)雜的多相流動(dòng)過程，從理論上進(jìn)行分析能夠揭示其中的一些規(guī)律，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工提供指導(dǎo)，但還需要結(jié)合室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)所建立的理論進(jìn)行校驗(yàn)和修正，建議在以后的研究中進(jìn)行室內(nèi)或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以獲取和揭示更豐富的機(jī)理和規(guī)律。

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AnalysisonGasExchangeEffectinChokeLinewithDeepwaterWellKilling

WangZhiyuan1，XingTingrui2，HuaMeirui3，LiHongwei2，ZhangJun2

(1.SchoolofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum(Huadong),Qingdao,Shandong，266580，China；2.LuliangOperationAreaofXinjiangOilfieldCompany，CNPC,Karamay,Xinjiang,834000，China；3.ExplorationandDevelopmentResearchInstitute，XinjiangOilfieldCompany，CNPC，Karamay，Xinjiang，834000，China)

In deepwater well control,gas exchange effect might happen when invading gas from formation flows into long and thin choke lines,which can affect the value of choke pressure significantly and increase the difficulty of well control.Therefore,it is very important to study the issue.The gas exchange effect occurring in choke lines and the choke pressure change caused by this effect were studied from different aspacts with numerical simulation and case study based on multiphase flow model.The simulation indicates that gas volume fraction in choke lines varies largely and rapidly and gas exchange effect is obvious during deepwater well killing;the value of choke pressure decrease as circulation volume increases and the changes of this value rise with the increase of circulation volume;choke pressure goes up with the rise of pit gain;choke pressure of standby is larger than the choke pressure while drilling,and choke pressure while tripping was higher than that of standby;the choke pressure during deepwater well killing would change faster than that onshore;the smaller the choke line,the lower the initial choke pressure,the higher the peak value and the larger variation of the choke pressure,and the more apparent the gas exchange effect in choke line.

deepwater well killing；choke line；gas exchange effect；multiphase flow model

2012-12-12；改回日期2013-05-07。

王志遠(yuǎn)(1981—)，男，山東泰安人，2004年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè)，2009年獲中國(guó)石油大學(xué)(華東)油氣井工程專業(yè)博士學(xué)位，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事油氣井流體力學(xué)與工程、多相流理論、復(fù)雜條件下的井筒壓力控制理論等方面的研究工作。

聯(lián)系方式：(0532)86981927，wangzy1209@126.com。

教育部“長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃”項(xiàng)目“海洋油氣井鉆完井理論與工程”(編號(hào)：IRT1086)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“頁(yè)巖氣儲(chǔ)層超臨界二氧化碳?jí)毫蚜芽p中支撐劑輸送機(jī)理研究”(編號(hào)：51104172)和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目“海洋油氣鉆探中的安全保障基礎(chǔ)問題研究”(編號(hào)：13CX05006A)資助。

10.3969/j.issn.1001-0890.2013.03.004

TE254

A

1001-0890(2013)03-0019-06

[編輯 滕春鳴]