隨著能源需求量的增加，石油勘探開(kāi)發(fā)逐漸向著復(fù)雜多變的地層發(fā)展，鉆遇窄壓力窗口地層的情況頻繁發(fā)生。針對(duì)壓力體系復(fù)雜且壓力窗口較窄的地層，控壓鉆井（MPD）技術(shù)通過(guò)可調(diào)壓力的環(huán)空上返泥漿系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)控制裝置共同作用，精確控制井筒壓力，成為最直接、最有效保證井筒安全的工藝之一。氣侵發(fā)生時(shí)，由于地層壓力未知，控壓工程師只能依賴經(jīng)驗(yàn)逐漸提升回壓或直接切換至常規(guī)井控以抑制氣侵，這制約了MPD技術(shù)在氣侵控制應(yīng)用中的進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)于深部地層，氣體剛剛侵入井筒時(shí)一般呈壓縮狀態(tài)，造成井底鉆井液液柱壓力的降低有限，只要快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行地層壓力反演，利用MPD設(shè)備及時(shí)、合理地施加控制，就可有效地抑制氣侵、及時(shí)排氣，避免直接切換至常規(guī)井控。因此在氣侵發(fā)生時(shí)快速、準(zhǔn)確反演出地層壓力至關(guān)重要。相關(guān)研究認(rèn)識(shí)刊登在《石油學(xué)報(bào)》第45卷第6期。
為研究井筒環(huán)空氣液兩相流動(dòng)規(guī)律，中國(guó)石油大學(xué)（北京）徐寶昌教授研究團(tuán)隊(duì)建立了由一組常微分方程表示的環(huán)空氣液兩相流動(dòng)模型，該模型具備較高的計(jì)算精度，可用于提供地層壓力反演算法所需的實(shí)時(shí)環(huán)空數(shù)據(jù)。
基于井侵氣體與出口流體的體積關(guān)系，利用回壓激勵(lì)后MPD系統(tǒng)獲得的地面測(cè)量數(shù)據(jù)和簡(jiǎn)化兩相流模型計(jì)算的環(huán)空數(shù)據(jù)，提出了一種無(wú)需關(guān)井的回壓激勵(lì)下實(shí)時(shí)地層壓力反演方法，可應(yīng)用于氣侵工況檢測(cè)。
采用遞推最小二乘法作為主要對(duì)比方法，與遞推最小二乘法相比，回壓激勵(lì)法反演得到更加準(zhǔn)確的地層壓力和產(chǎn)能指數(shù)，并可在反演地層壓力的同時(shí)加快氣侵的衰減過(guò)程。在鉆井液密度和出口流量存在誤差的情況下，回壓激勵(lì)法仍能準(zhǔn)確地反演出地層壓力，算法的魯棒性好。
論文鏈接：http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202406010
