定容封闭体液液重力置换与地层压力变化规律研究

摘要

雅达非均质活跃沥青层地层压力井间差异较大,同一口井不同关井时间所求地层压力不同,而且出现钻井液密度越高,所求地层压力值越大的趋势,WD-2井DST测试结果出现两次关井地层压力恢复数值不一样的结果.本文通过大量现场实钻资料分析,提出了有限圈闭体的概念,有限圈闭体具有无外部压力供给,有限大小的边界与容积,地层压力变化较大和井间同层连通性差的特点.为了研究有限圈闭体地层压力变化规律和影响因素,设计了一套基于真实裂缝的液液置换可视化实验装置,通过室内液液定容置换实验和CFD仿真验证,分别对钻井液密度、井口回压、裂缝宽度等参数对地层压力的影响进行了分析,建立了液液置换理论模型,得出了液液重力置换规律.同时开展了高密度钻井液压井过程地层压力的变化的模拟,结合压降漏斗理论,揭示了地层流体空间封闭,与井筒连通性好,密度差导致的置换性双向流动在井筒附近的近井地带会形成一个势压力空间.势压力空间压力与所用钻井液密度和回压正相关,采用高密度钻井液压井,势压力空间压力随之升高.因此,建议现场采用封堵和井口控压结合的方式进行钻进,压井采用泄压法压井技术.该理论成果很好的解释了现场遇到的采用刚性井筒理论很难解释的现象,完善了目前的井控理论,为有限圈闭体压井提供了理论依据.