復(fù)合式置換法壓井參數(shù)計(jì)算研究

張杰，杜肖瀟，李鑫，李翠楠，王謠，漆琪，李榮鑫

(1.西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610500；2.西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，成都 610500；3.中國(guó)石油西南油氣田分公司工程技術(shù)研究院，廣漢 618300)

隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域逐步向深部以及超深部地層延伸，地層情況越發(fā)復(fù)雜，面對(duì)的高壓油氣層也越來(lái)越多，因此井控問(wèn)題也越發(fā)突出[1]。若井內(nèi)液柱壓力在鉆完井過(guò)程中與地層壓力失去平衡，容易發(fā)生井下安全事故，不僅會(huì)對(duì)財(cái)產(chǎn)及現(xiàn)場(chǎng)人員安全形成嚴(yán)重威脅，甚至?xí)?duì)油氣資源造成無(wú)法挽回的損失。面對(duì)日益復(fù)雜的井控問(wèn)題，一般現(xiàn)場(chǎng)采用的較為常規(guī)的壓井方法已經(jīng)難以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)要求，因此非常規(guī)壓井方法需求越發(fā)迫切[2-3]。

當(dāng)發(fā)生溢流或井噴事故且現(xiàn)場(chǎng)不具備常規(guī)壓井條件時(shí)，一般會(huì)采用較為特殊的非常規(guī)壓井措施。置換法壓井運(yùn)用條件是當(dāng)氣井井噴導(dǎo)致井內(nèi)液體被噴空后，井內(nèi)只存在少量鉆具或井筒完全處于空井狀態(tài)，井內(nèi)壓井液無(wú)法建立循環(huán)，但壓井液可經(jīng)過(guò)節(jié)流壓井管匯泵入井內(nèi)從而達(dá)到井控目的。該方法是在關(guān)井前提下，明確井口套壓上下限值，分次向井內(nèi)注入一定體積的壓井液再分次通過(guò)節(jié)流閥釋放出氣體逐步降低套壓達(dá)到壓井目的[4-6]。Mathews等[7]在20世紀(jì)80年代首次在淺井上運(yùn)用置換法壓井進(jìn)行試驗(yàn)分析，并對(duì)置換法壓井適用情況和相關(guān)壓井案例進(jìn)行了討論和說(shuō)明。Grace等[8]推導(dǎo)出了置換法壓井過(guò)程中井口套壓以及注入壓井液量的理論計(jì)算公式，并初步提出了關(guān)于置換法現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)要施工方法的操作步驟。李運(yùn)輝等[9]將置換法壓井運(yùn)用到川東北某異常高溫高壓氣井井控問(wèn)題處理上，并對(duì)壓回法壓井和置換法壓井適用條件進(jìn)行了分析。Yuan等[10]根據(jù)置換法壓井步驟分析了操作方法原理和壓井計(jì)算模型。任美鵬等[11]提出了動(dòng)態(tài)置換壓井法即不再在壓井過(guò)程中先后向井內(nèi)泵入壓井液和通過(guò)節(jié)流閥排出氣體，并建立壓井參數(shù)計(jì)算模型，得到了最大壓井液泵入速度和井口套管壓力的變化規(guī)律，其研究結(jié)果表明動(dòng)態(tài)置換法壓井在小排量泵入壓井液條件下能明顯提高壓井效率，且壓井過(guò)程中井口套壓較低能有效保障壓井安全，因此可以用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)壓井作業(yè)。呂選鵬等[12]通過(guò)某井實(shí)際分析，提出了置換法運(yùn)用過(guò)程中壓井液類(lèi)型、現(xiàn)場(chǎng)壓井設(shè)備等其他相關(guān)設(shè)施的選用考慮因素。劉文遠(yuǎn)等[13]提出了自動(dòng)化置換法壓井技術(shù)，并考慮了壓井泵排量、初始關(guān)井套壓、鉆井液密度等影響因素分析。Syarafi等[14]在節(jié)點(diǎn)分析穩(wěn)態(tài)預(yù)測(cè)模型基礎(chǔ)上，建立井噴時(shí)的動(dòng)態(tài)模型，可為后續(xù)的動(dòng)態(tài)壓井提供可行性分析。Elgassier[15]考慮了置換壓井過(guò)程中氣體偏差系數(shù)的變化影響情況，計(jì)算了壓井液泵入體積、排氣體積以及井底壓力變換值，但忽略了井筒壓力變化規(guī)律。于曉東等[16]通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法研究了置換法壓井期間的壓井液沉降規(guī)律，改善了Elgassier模型，并由此得到置換法壓井過(guò)程井筒壓力變化規(guī)律。毛良杰等[17]在天然氣井溢流分析中考慮了H2S受溫度和壓力影響產(chǎn)生相態(tài)變化，對(duì)后期壓井作業(yè)具有重要指導(dǎo)作用。王寧等[18]基于多相流模擬軟件，將置換法壓井模擬運(yùn)用在深水井中，并成功實(shí)現(xiàn)深水井置換法壓井自動(dòng)控制。

但是在現(xiàn)場(chǎng)壓井施工中，由于排氣時(shí)間判斷不準(zhǔn)可能會(huì)導(dǎo)致操作人員提前打開(kāi)節(jié)流閥進(jìn)行排氣，壓井液由于液泛影響可能會(huì)隨氣體向井口移動(dòng)等情況導(dǎo)致壓井失敗，以上研究缺乏在此條件下氣體排放流量以及最佳排氣速度、壓井液泵入量、等待壓井液下降時(shí)間等參數(shù)相關(guān)計(jì)算描述，且在現(xiàn)有研究中以上參數(shù)大多只是籠統(tǒng)計(jì)算或者沒(méi)有涉及說(shuō)明，靜/動(dòng)態(tài)置換壓井法轉(zhuǎn)換問(wèn)題目前也還沒(méi)有相應(yīng)研究。為此，提出了復(fù)合式置換壓井法即壓井前期采用靜態(tài)置換法壓井并在合適時(shí)間段將壓井方法轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)置換法壓井，建立相應(yīng)壓井計(jì)算模型，并對(duì)氣體排放流量、壓井液最大泵入量、壓井套管壓力等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算與對(duì)比分析。對(duì)于完善井控理論，更加安全、高效、經(jīng)濟(jì)鉆采油氣藏具有重要意義。

1 復(fù)合式置換法壓井計(jì)算模型

1.1 假設(shè)條件

基于井內(nèi)全部充滿(mǎn)氣體且井內(nèi)壓井液循環(huán)無(wú)法建立的工況下建立復(fù)合式置換法壓井各階段計(jì)算模型。提出以下假設(shè)條件：氣體排出過(guò)程排氣速度可控；氣體排出過(guò)程遵循質(zhì)量守恒方程；氣體排出過(guò)程氣液滿(mǎn)足泛流理論；考慮氣體排出過(guò)程中密度變化影響；忽略氣體在體積變化過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦損失；整個(gè)過(guò)程不考慮溫度影響和液體壓縮。

1.2 靜態(tài)置換法壓井參數(shù)計(jì)算

運(yùn)用置換法進(jìn)行壓井作業(yè)時(shí)，需要等壓井液下降到一定深度后開(kāi)始進(jìn)行排氣降壓。在排氣階段，為了縮短壓井時(shí)間會(huì)適當(dāng)增大排氣速度，但由于液泛影響，當(dāng)排氣流速增大到一定值后，部分下降的壓井液受到向上運(yùn)動(dòng)氣流的影響會(huì)改變流動(dòng)方向，液體隨氣體向上流動(dòng)。

基于圓球形液滴模型，分析液滴在井筒內(nèi)隨氣體向上移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：初始為加速運(yùn)動(dòng)，加速到一定數(shù)值后，液滴將做勻速運(yùn)動(dòng)，若在液滴即將到達(dá)井口時(shí)排氣停止，在慣性力作用下，液滴將會(huì)繼續(xù)向井口運(yùn)動(dòng)并對(duì)井口設(shè)備進(jìn)行撞擊，嚴(yán)重情況下可能會(huì)對(duì)井口裝置造成損害。因此需要合理設(shè)計(jì)一段液滴到井口的安全緩沖距離L使液滴到達(dá)井口裝置時(shí)速度降為0。其液滴在井筒內(nèi)移動(dòng)示意圖如圖1所示。

圖1 液滴移動(dòng)示意圖

1.2.1 加速區(qū)參數(shù)計(jì)算模型

假設(shè)排氣流量為Q，且滿(mǎn)足液滴能被氣體攜帶出井筒的條件，此時(shí)排氣流速u(mài)q為

(1)

式(1)中：A為井筒截面積，m2。

在排氣過(guò)程中，假設(shè)液滴流速為ut，則在t時(shí)刻，液滴相對(duì)于氣體的速度urt可表示為

(2)

在關(guān)井時(shí)液滴可看作處于靜止?fàn)顟B(tài)的條件下，液滴主要受到氣體對(duì)其的拖曳力FD、浮力FB和自身重力FG。在開(kāi)始排氣的初始時(shí)刻，液滴在井內(nèi)處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)受力分析、式(1)、式(2)，當(dāng)液滴以最小直徑穩(wěn)定存在時(shí)[19]，液滴的初始速度u0(定義速度方向向上為正)表達(dá)式為

(3)

式(3)中：σ為氣-液兩相表面張力，N/m；CD為拖曳力系數(shù)；ρk、ρg分別為液滴、氣體密度，kg/m3。

隨著排氣的開(kāi)始，液滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由減速運(yùn)動(dòng)到速度變?yōu)?后逐漸過(guò)渡到加速運(yùn)動(dòng)，其液滴的加速度計(jì)算公式為

(4)

式(4)中：DP為液滴直徑，m；u為液滴速度，m/s；g為重力加速度，9.8 s/m2。

此時(shí)液滴的相對(duì)速度u1和運(yùn)動(dòng)速度uc的表達(dá)式分別為

(5)

(6)

式中：u1、uc分別為加速階段液滴相對(duì)速度、運(yùn)動(dòng)速度，m/s。

液滴速度從u0增加到u1所需時(shí)間t1為

(7)

因此，在t1時(shí)刻內(nèi)液滴上升距離y1為

(8)

式中：t1為加速時(shí)間，s；y1為液滴加速上升距離，m。

1.2.2 緩沖區(qū)參數(shù)計(jì)算模型

當(dāng)停止排氣時(shí)，在慣性力作用下，液滴將會(huì)繼續(xù)向井口設(shè)備做減速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)液滴的加速度計(jì)算式為

(9)

當(dāng)液滴速度從uc降為0時(shí)所需的時(shí)間t2為

(10)

因此，在t2時(shí)間內(nèi)，液滴向井口運(yùn)動(dòng)的安全緩沖距離y2為

(11)

式中：t2為減速時(shí)間，s；y2為安全緩沖距離，m。

1.2.3 勻速區(qū)參數(shù)計(jì)算模型

關(guān)井時(shí)，液滴從井口下沉距離為L(zhǎng)，排氣過(guò)程中，液滴加速上升距離為y1，安全緩沖距離為y2，因此液滴以速度uc進(jìn)行勻速運(yùn)動(dòng)的距離y3和時(shí)間t3為

y3=L-y1-y2

(12)

(13)

式中：L為液滴總下降距離，m；y3為勻速運(yùn)動(dòng)距離，m；t3為勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間，s。

1.3 動(dòng)態(tài)置換法壓井參數(shù)計(jì)算

根據(jù)所建立的工藝，在壓井施工后期，在合適時(shí)間內(nèi)將靜態(tài)置換法轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)置換法進(jìn)行壓井，更大程度上排盡井筒內(nèi)氣體，且提高壓井效率、節(jié)約壓井時(shí)間[11]。此時(shí)，考慮氣體排出過(guò)程中密度變化影響，因此優(yōu)化后計(jì)算模型為

(14)

式(14)中：Qk、Qg分別為壓井液泵入排量和氣體排出流量，m3/s；Zt、Z0分別為t時(shí)刻和初始時(shí)刻井筒內(nèi)氣體的壓縮因子，無(wú)量綱；Tt、T0分別為t時(shí)刻和初始時(shí)刻井筒內(nèi)氣體的溫度，K；Pa0為采用動(dòng)態(tài)置換法壓井時(shí)關(guān)井套壓，MPa；Vg為采用動(dòng)態(tài)置換法壓井時(shí)井內(nèi)氣體體積，m3；JG、JL分別為無(wú)因次氣相速度和液相速度。

通過(guò)對(duì)式(14)求解，可得

(15)

式(15)中：D為井筒直徑，m。

2 復(fù)合式置換法壓井計(jì)算參數(shù)確定

2.1 置換法壓井排氣流量及參數(shù)確定

2.1.1 壓井液隨氣體運(yùn)動(dòng)時(shí)間及距離的計(jì)算

根據(jù)加速時(shí)間計(jì)算可知，液滴能快速完成加速運(yùn)動(dòng)，因此在排氣過(guò)程中，可忽略加速階段的加速度影響，可用勻速階段的速度代替加速階段速度對(duì)壓井液運(yùn)動(dòng)距離進(jìn)行計(jì)算和求解。

第i次排氣時(shí)間ti為

(16)

第i次排氣液滴勻速運(yùn)動(dòng)速度uc(i)為

(17)

第i次排氣階段液滴在井內(nèi)運(yùn)動(dòng)距離yi為

yi=uc(i)ti

(18)

則第i次排氣前壓井液在井內(nèi)下降距離Li為

Li=yi+Δy

(19)

式中：VN(i)為第i次最大排氣量，m3；Qi為第i次排氣流量，m3/s；PM1為第一次向井內(nèi)泵入最大體積壓井液后井內(nèi)氣體的壓力，MPa；Pa(i)為第i次排氣后套壓，MPa；VM(i)為第i次排氣前氣體體積，m3；uc(i)為第i次排氣液滴勻速運(yùn)動(dòng)速度，m/s；Δy為停止排氣液滴緩沖距離，m。

2.1.2 等待壓井液下降時(shí)間的計(jì)算

由于壓井液膜下沉速度小于液滴下降時(shí)速度，因此采用液膜下沉速度計(jì)算等待壓井液下降時(shí)間。為盡可能保障壓井液能全部下沉即排氣階段壓井液不以液滴形式隨氣體向井口運(yùn)移，應(yīng)根據(jù)具體情況對(duì)等待壓井液下降時(shí)間適當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)償。

第i次關(guān)井等待壓井液下降時(shí)間t1(i)為

(20)

(21)

2.1.3 排氣階段氣體流量的計(jì)算

排氣階段氣體流量的控制方程為

(22)

式(22)中：Lgi為第i次泵入壓井液前井內(nèi)氣體長(zhǎng)度，m。

2.2 動(dòng)態(tài)置換法壓井參數(shù)的確定

采用動(dòng)態(tài)置換法壓井時(shí)，最大壓井液泵入速度um的計(jì)算公式為

(23)

壓井液最大泵入流量Qm為

Qm=Aum

(24)

氣體排出最大流量Qg為

(25)

根據(jù)式(24)、式(25)，設(shè)定壓井液密度為1.2 g/cm3，套壓分別為1、5、10、25、40 MPa，所得到的壓井液最大泵入排量變化趨勢(shì)如圖2所示。

圖2 不同套壓壓井液排量變化規(guī)律

設(shè)定套壓為5 MPa，壓井液密度分別為1、1.25、1.5、1.75、2 g/cm3，所得到的壓井液最大泵入排量變化趨勢(shì)如圖3所示。

圖3 不同壓井液密度下壓井液排量變化規(guī)律

從圖2可得，壓井液密度不變，若壓井套壓越大，則壓井液最大泵入量亦會(huì)越大；隨著井口套管壓力增加，當(dāng)井內(nèi)氣體體積在20 m3以?xún)?nèi)時(shí)，其變化幅度明顯變??；若井內(nèi)氣體體積越大，井口套管壓力的影響力也會(huì)逐漸增大，壓井液最大泵入排量相差變得明顯。從圖3可得，套管壓力不變，若此時(shí)壓井液密度愈大，則其最大泵入量亦會(huì)愈大，且隨著壓井液密度增加，壓井液最大泵入排量增大幅度變小，隨著井內(nèi)氣體體積增加，壓井液密度的影響力漸弱，壓井液最大泵入排量值接近。

靜態(tài)置換法壓井在第i階段泵入壓井液體積為Vi，采用動(dòng)態(tài)置換法壓井泵入相同體積需要時(shí)間tD(i)為

(26)

根據(jù)所建立的壓井工藝，需在合適時(shí)間內(nèi)進(jìn)行靜/動(dòng)態(tài)置換法壓井工藝轉(zhuǎn)換，因此，靜/動(dòng)態(tài)置換法壓井工藝轉(zhuǎn)換控制方程為

tD(i)≤f(Qi)+fL(QLi)

(27)

(28)

式中：Vi為第i階段泵入壓井液體積，m3；tD(i)為泵入相同體積需要時(shí)間，s；fL(QLi)為靜態(tài)置換法壓井第i次泵入壓井液所需時(shí)間，s；QLi為靜態(tài)置換法壓井第i次泵入壓井液排量，m3/s。

當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足上式時(shí)，在第i階段時(shí)，壓井方法由靜態(tài)置換法壓井轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)置換法壓井。

2.3 復(fù)合式置換法壓井套壓計(jì)算

對(duì)于置換法壓井，將每泵入一次壓井液、等待壓井液下降、排氣降壓、關(guān)井這一段過(guò)程稱(chēng)為一個(gè)階段，用時(shí)間tAi表示，泵入壓井液時(shí)間為tBi，等待壓井液下降時(shí)間為tWi，排氣時(shí)間為tPi。

(29)

(30)

(31)

tAi=tBi+tWi+tPi+tA(i-1)

(32)

對(duì)于第i階段結(jié)束時(shí)的套壓為

(33)

(34)

(35)

式中：VNi為第i階段最大排氣體積，m3；PG1，PGi分別為第1次和第i次排氣前井內(nèi)氣體自重產(chǎn)生的壓力，MPa。

假設(shè)在第n階段換用動(dòng)態(tài)置換法壓井，則采用動(dòng)態(tài)置換法壓井時(shí)的套壓隨時(shí)間變化的關(guān)系式為

(36)

式中：tA(n)為第n階段采用動(dòng)態(tài)置換法后完成一個(gè)階段所需時(shí)間，s。

2.4 復(fù)合式置換法壓井泵入量計(jì)算

假設(shè)在第n階段換用動(dòng)態(tài)置換法壓井，則采用動(dòng)態(tài)置換法壓井時(shí)的壓井液泵入量隨時(shí)間變化的關(guān)系式為

(37)

3 實(shí)例分析

3.1 計(jì)算結(jié)果

某井用直徑215.9 mm鉆頭鉆至井深3 000 m處時(shí)發(fā)生溢流，外徑為244.5 mm(內(nèi)徑222.4 mm)套管下深2 785.30 m，裸眼段長(zhǎng)214.7 m，地層壓力為35 MPa，井內(nèi)無(wú)鉆具并充滿(mǎn)氣體。氣體密度為0.6 g/cm3，關(guān)井套壓為17.4 MPa，考慮壓井液含氣附加壓力1 MPa，壓井液密度為1.23 g/cm3。

分別以10 L/s，30 L/s的泵入速度向井內(nèi)泵入壓井液，根據(jù)以上相關(guān)計(jì)算模型和求解方法可知壓井套壓和壓井液泵入量隨壓井時(shí)間變化趨勢(shì)如圖4、圖5所示。

圖4 不同泵入速度下套壓變化規(guī)律

圖5 不同泵入速度下壓井液泵入量變化規(guī)律

3.2 模型驗(yàn)證

在對(duì)復(fù)合式置換法壓井計(jì)算模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，主要將模型的計(jì)算結(jié)果與Ramtahal[20]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和任美鵬等[11]的動(dòng)態(tài)置換法模型中的計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。在圓管直徑為0.152 m，管口壓力為297 K、管內(nèi)體積為6.3 m3、液體密度為1.0 g/cm3的條件下計(jì)算的不同壓井下氣液注入速度比如表1所示。可以看出，在圓管直徑、管口壓力等相關(guān)基礎(chǔ)參數(shù)一致的條件下，所建立的模型計(jì)算結(jié)果與Ramtahal[20]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和任美鵬等[11]的動(dòng)態(tài)置換法模型中的計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)果相比誤差差別不大，因此本文復(fù)合式置換法壓井模型的計(jì)算結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。

表1 氣液速度比值

10 L/s泵入速度的復(fù)合式置換法壓井模型與動(dòng)態(tài)置換法壓井計(jì)算模型對(duì)比如圖6所示?？梢钥闯?，以10 L/s泵入速度的復(fù)合式置換法壓井時(shí)間比動(dòng)態(tài)置換法壓井時(shí)間明顯縮短且在壓井后期套壓值較低，但在同一壓井時(shí)間內(nèi)所需壓井液泵入量高。

圖6 不同置換法套壓和壓井液泵入量對(duì)比曲線(xiàn)

3.3 對(duì)比分析

對(duì)動(dòng)態(tài)置換法壓井進(jìn)行優(yōu)化。一種為始終保持4.6 L/s排量不變的一般動(dòng)態(tài)置換法壓井，一種為三段式動(dòng)態(tài)置換法壓井(第一次泵入19 m3壓井液，泵入排量4.6 L/s；第二次泵入31 m3壓井液，泵入排量6.2 L/s；第三次泵入66.5 m3，泵入排量8.2 L/s)。其壓井套壓和壓井液泵入量隨壓井時(shí)間變化趨勢(shì)分別如圖7所示。可以看出，三段式動(dòng)態(tài)置換法壓井明顯比一般動(dòng)態(tài)置換法壓井更具有優(yōu)勢(shì)，因此應(yīng)用三段式動(dòng)態(tài)置換法與復(fù)合式置換法進(jìn)行接下來(lái)的對(duì)比分析。

圖7 不同動(dòng)態(tài)置換法套壓和壓井液泵入量對(duì)比曲線(xiàn)

將三段式動(dòng)態(tài)置換法壓井與30 L/s泵入速度的復(fù)合式置換法壓井進(jìn)行對(duì)比。其壓井套壓和壓井液泵入量隨壓井時(shí)間變化趨勢(shì)分別如圖8所示。

圖8 不同置換法套壓和壓井液泵入量對(duì)比曲線(xiàn)

可以看出，與三段式比較，復(fù)合式壓井所需時(shí)間更少，因此可知復(fù)合式置換法壓井所需時(shí)間最少。

在實(shí)施置換法進(jìn)行壓井操作時(shí)，理想工況是壓井液不隨氣體向井口裝置運(yùn)動(dòng)。當(dāng)液滴不被氣體攜帶出井筒時(shí)，氣體存在臨界流量。在泵入壓井液體積不變但氣體臨界流量不同的情況下，壓井時(shí)間變化趨勢(shì)如圖9所示。

圖9 不同氣體臨界流量下時(shí)間與氣體流量關(guān)系曲線(xiàn)

可以看出，從開(kāi)始排氣到氣體流量接近氣體臨界流量，因氣體流量值較小，液滴基本不會(huì)被攜帶至井口故基本沒(méi)有等待壓井液下降時(shí)間，所以壓井時(shí)間顯著降低；當(dāng)其大于臨界氣體流量時(shí)，因氣體流量較大會(huì)增加等待壓井液下降時(shí)間，所以總的壓井時(shí)間增加；后期隨著氣體流量越大，壓井時(shí)間基本不變且逐漸趨于穩(wěn)定。因此，排氣階段最佳排氣速度應(yīng)略低于臨界氣體流量。

4 結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)所建立的復(fù)合式置換法壓井模型驗(yàn)證可得，模型計(jì)算結(jié)果與Ramtahal[20]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和任美鵬等[11]的動(dòng)態(tài)置換法模型中計(jì)算結(jié)果具有較高的吻合度即誤差值相差不大，因此，所建立的壓井模型計(jì)算結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。

(2)通過(guò)優(yōu)化后的三段式動(dòng)態(tài)置換法壓井與普通動(dòng)態(tài)置換法壓井的壓井時(shí)間和壓井液泵入量的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的三段式動(dòng)態(tài)置換法壓井能有效縮短壓井時(shí)間。

(3)通過(guò)復(fù)合式置換法壓井與優(yōu)化后的三段式動(dòng)態(tài)置換法壓井的壓井時(shí)間和壓井液泵入量的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，復(fù)合式置換法壓井能更有效地縮短壓井時(shí)間，提高壓井效率，能更快使井內(nèi)壓力重新達(dá)到平衡，因此，復(fù)合式置換法壓井在一定程度上可以用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)壓井作業(yè)。

(4)通過(guò)不同臨界排氣流量下壓井時(shí)間隨氣體流量變化趨勢(shì)可知，當(dāng)排氣階段排氣速度略低于臨界氣體流量時(shí)，壓井時(shí)間最短，因此最佳排氣速度應(yīng)略低于氣體臨界流量。