深水钻井浅层气气侵井喷流体仿真研究

以深水钻井钻遇浅层气发生气侵、水下井口井喷为研究对象,通过理论分析了不同水深、不同埋藏深度的浅层气发生气侵后钻井液液柱的压降,并考虑了温度、压力的影响,结合FLUENT流体仿真研究了浅层气从水下井口喷出的速度以及浅层气喷出井口后在海水中的质量分布特征。结果表明:浅层气气侵后钻井液液柱的压降会随着气侵程度的增加而增大,温度、压力会减小气侵后钻井液液柱的压降,但主要体现在浅层气埋藏较浅、气侵程度较低的情况下。不考虑温度、压力影响,计算得到的压降较大,导致调整钻井液密度可能过重,循环排气时存在压漏地层的风险;当浅层气气侵井眼后会形成“环状流动”的现象,并迅速占领井眼,到达水下井口时的速度达到最大;当埋藏压力相同的情况下,埋藏较浅的浅层气喷出时的速度更大,更为危险;随着埋藏压力的增大,浅层气喷出速度随之非线性增大,达到480 m/s左右的速度后,增长放缓;浅层气从水下井口喷出后,呈现出不同的发展阶段,到稳定阶段后会形成扩散状“气柱”,并不断向海水中扩散,可能形成水合物,也可能溢出海面。