实际钻井过程中,钻井液池增量超过1 m
3时需立即关井以控制井涌,并通过关井压力求取地层压力,然后根据地层压力的大小实施压井或其他井控措施
[10]。传统关井求压方法一般认为气侵关井10~15 min后井底压力与地层压力相等,该阶段立压或套压趋于平稳或近似直线上升,此时小排量开泵直至开启钻杆浮阀,依据U型管原理读取井口立压或套压,然后根据井口压力和静液柱压力计算地层压力
[11]。因此,准确判断井底压力上升至与地层压力相等的时间是关井求压的重要依据。诸多学者对关井后井筒压力的计算进行了研究,刘凯等
[12]考虑井筒续流作用建立了溢流和关井压力计算模型;Leblanc等
[13]同时考虑井筒续流作用和气体滑脱上升作用建立了关井压力计算模型;Zheng等
[14]比较了9种温度-压力耦合算法,建立了关井条件下的非稳态温压耦合模型,分析了气水比、传热系数等因素的影响规律;Zhu等
[15]基于多相流动模型,考虑地层渗透率、井底压差、钻井液流变性等因素,建立了关井气体侵入速率模型和气体运移模型;Zhang等
[16]建立了关井条件下受悬浮气体影响的井筒压力计算方法;Xu等
[17]耦合温度场和压力场,建立了高温高压斜井关井温压耦合模型;任美鹏等
[18]基于渗流理论和多相流理论,建立了气侵后关井压力计算模型,并提出立管压力读取方法;田冷等
[19]结合试井解释理论,建立了低渗透油藏生产井关井测压时间的压力计算方法;Maki
[20]考虑静水压力损失,建立了由关井井口压力反推井底压力的计算方法。以上研究聚焦于考虑续流作用、气体运移膨胀效应、井筒内气体分布并耦合井筒温度场以求解关井井筒压力,但其与地层耦合机制主要采用静态渗透率和固定地层压力的简化假设,难以表征复杂地层的动态变化,存在一定局限性。此外,瞬时关井
[21]、压力恢复异常
[22]、注水井关井
[23]等特定工况下的关井压力计算和关井求压方法研究虽有一定进展,但与复杂地层条件的耦合仍存在不足。尤其在深水裂缝性地层的高温高压井中,裂缝内气体流动为非达西流动,且裂缝由于应力敏感发生变形从而对关井续流阶段的压力恢复和流体流动行为产生影响
[24];同时,地层高温高压影响关井井筒内流体物性,温度场、压力场和渗流场相互耦合作用,现有模型无法准确计算其关井井筒压力,沿用传统关井求压方法容易造成二次事故。