毛良杰，張孝誠，薛繼彪，詹 寧，劉 君

（1.西南石油大學(xué) 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(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.中國石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司國際工程公司，烏魯木齊 830000；4.中國石油長慶油田 第二采油廠，甘肅 慶陽 745100）

引 言

隨著石油資源需求的增長，尋找新的資源勘探開發(fā)區(qū)域勢在必行，深水海洋油氣資源儲量巨大，可以滿足大規(guī)模生產(chǎn)勘探開發(fā)要求[1].但是，由于海底沉積物疏松和海水液柱壓力的影響，在深水鉆井過程中地層壓力和破裂壓力之間余量較小，存在鉆井安全密度窗口窄的問題[2].雙梯度鉆井可以很好應(yīng)對深水鉆井密度窗口窄的問題，其原理為通過一定方式使泥線以上環(huán)空內(nèi)液體密度與海水相近，泥線以下地層環(huán)空為鉆井液密度，從而使泥線以上海水段壓力梯度與泥線以下環(huán)空壓力梯度不連續(xù)，即形成雙梯度[3-5]，它的井底壓力比常規(guī)鉆井低，能夠更好地控制井筒壓力.

目前實(shí)現(xiàn)雙梯度鉆井方案有海底泵舉升鉆井、雙密度鉆井、無隔水管鉆井三種主要方式[6-8].近年來，許多學(xué)者對此進(jìn)行了研究：Lopes 等[9-10]通過建立數(shù)學(xué)模型對向隔水管環(huán)空中注入氣體來降低井底壓力的可行性進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)，通過向隔水管注入氣體，可大幅降低井底壓力，且此種方法能夠顯著減少鉆井所需套管柱數(shù)量，大幅降低鉆井成本.蘇鵬等[11]對隔水管注氣雙梯度鉆井過程中環(huán)空內(nèi)氣體運(yùn)移過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究表明高速流動的鉆井液能夠消除單個氣泡形成更加分散的氣泡體系.殷志明等[12-13]建立了深水雙梯度鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化程序，研究發(fā)現(xiàn)深水雙梯度技術(shù)可以大幅度降低鉆井費(fèi)用.馬永乾等[14]建立了深水隔水管注氣雙梯度鉆井環(huán)空溫度場模型，模擬結(jié)果表明，由于環(huán)空流體存在不同流體流型，環(huán)空傳熱呈現(xiàn)出不同傳熱規(guī)律，注入的氣體僅對上部有氣體的環(huán)空造成影響.楊小剛[15]和黃偉等[16]建立了深水鉆井環(huán)空多相流計(jì)算模型，研究了海洋隔水管注氣鉆井環(huán)空含氣率的分布規(guī)律.苗典遠(yuǎn)[17]建立了隔水管注氣鉆井注氣量計(jì)算模型，并對隔水管注氣鉆井注氣量的影響因素進(jìn)行了分析，研究表明鉆井液密度、水深以及井口回壓等參數(shù)對注氣量影響較大.Stanislawek 和Smith[18]對雙密度深水鉆井井控方法進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段隔水管注氣雙梯度鉆井井涌檢測主要是觀察井口泥漿增量和井口流量變化，但井口流量的變化無法判斷是否發(fā)生井涌.甘火華[19]建立了深水隔水管注氣鉆井與熱力學(xué)耦合的壓降模型，模擬發(fā)現(xiàn)隔水管注氣雙梯度鉆井注氣段隔水管環(huán)空壓力較小.

從目前的研究情況看，現(xiàn)有研究主要是實(shí)現(xiàn)雙梯度鉆井的鉆井方法和討論隔水管注氣雙梯度鉆井井控方法，對隔水管注氣雙梯度鉆井井筒參數(shù)計(jì)算分析較少.本文建立了隔水管注氣雙梯度鉆井井筒流動多相流模型，采用有限差分法對模型進(jìn)行求解，結(jié)合墨西哥灣某口深水井的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，分析注氣流量、鉆井液密度和鉆井液排量等影響因素下井底壓力和環(huán)空壓力的變化規(guī)律，并對影響注氣流量的因素進(jìn)行了討論，對合理設(shè)計(jì)隔水管注氣雙梯度鉆井工藝具有指導(dǎo)意義.

1 隔水管注氣雙梯度鉆井環(huán)空多相流模型

隔水管注氣雙梯度鉆井通過注氣管線在泥線處向隔水管環(huán)空注入氣體，降低隔水管內(nèi)混合液體密度，從而使得泥線以上環(huán)空和泥線以下環(huán)空且有不同的流體密度，降低泥線處隔水管壓力，由此實(shí)現(xiàn)雙梯度鉆井，如圖1所示.隔水管注氣雙梯度鉆井系統(tǒng)鉆井液循環(huán)過程與常規(guī)鉆井的鉆井液循環(huán)過程相似，不同的是，隔水管注氣雙梯度鉆井在泥線以上隔水管環(huán)空有氣體隨鉆井液向上運(yùn)動.隔水管注氣雙梯度鉆井所用設(shè)備與傳統(tǒng)海洋鉆井設(shè)備基本相同，不需要將原有設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模改動，只需在海底泥線處隔水管增加注氣管線接口，海面部分主要增加制氮設(shè)備和氣體分離裝置，極大地節(jié)省了設(shè)備改造費(fèi)用.與常規(guī)鉆井相比，隔水管注氣雙梯度鉆井能以更低的鉆井成本，更安全高效地完成鉆井任務(wù).

圖1 隔水管注氣雙梯度鉆井物理模型Fig.1 The physical model for dual-gradient drilling with riser gas injection

1.1 連續(xù)性方程和動量方程

在隔水管注氣雙梯度鉆井過程中，當(dāng)注氣管線未向隔水管注氣時，在井筒內(nèi)鉆井液和巖屑一起向上流動；當(dāng)注氣管線開始向隔水管注氣時，隔水管環(huán)空內(nèi)氣體、鉆井液和巖屑三相一起向上運(yùn)動.針對隔水管環(huán)空多相流流動，本文建立了一個數(shù)值模型，以獲得鉆井液的流動參數(shù).為了簡化計(jì)算，我們做了以下假設(shè)：1)隔水管內(nèi)的氣體、巖屑和鉆井液流動是一維的；2)鉆井液、巖屑不可壓縮；3)控制單元內(nèi)氣體、巖屑和鉆井液連續(xù)；4)忽略環(huán)空偏心的影響；5)不考慮巖屑和氣體在鉆井液中的溶解.在此假設(shè)的基礎(chǔ)上，可以得到簡化的連續(xù)性方程和動量方程.

圖2為氣相質(zhì)量守恒的物理模型，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，控制單元質(zhì)量的變化量為控制單元的輸入質(zhì)量減去輸出質(zhì)量.對于氣相，進(jìn)入控制單元的質(zhì)量為

圖2 氣相質(zhì)量守恒的物理模型Fig.2 The physical model for mass conservation of the gas phase

離開控制單元的質(zhì)量為

含氣率變化引起的內(nèi)部質(zhì)量變化為

因此，氣相連續(xù)性方程可表示為

同理，液相連續(xù)性方程可表示為

固相連續(xù)性方程可表示為

根據(jù)動量守恒定律，作用于整個單元控制體流體上作用力的合力等于單位時間內(nèi)流入流出控制體的動量以及由于流場不定常性造成的動量變化率三項(xiàng)之和.從而可以得到動量方程：

對于氣體，動量方程可以表示為

對于液體，動量方程可以表示為

對于固體，動量方程可以表示為

在控制單元中，

因此，總動量方程可以寫成

其中，ρg，ρl和 ρs分別是氣體、液體和巖屑密度，kg/m3；vg，vl和vs分別是氣體、液體和巖屑速度，m/s；Eg，El和Es分別是氣體、液體和巖屑所占份數(shù)；A是截面積，m2；Qg是注入氣體流量，是摩阻壓降，MPa/m.

1.2 瞬態(tài)溫度預(yù)測模型

為準(zhǔn)確預(yù)測井筒內(nèi)氣體變化，應(yīng)用此前筆者建立的基于有限體積法的瞬態(tài)溫度預(yù)測模型[20-22].采用非穩(wěn)態(tài)二維對流擴(kuò)散和非穩(wěn)態(tài)二維擴(kuò)散方程用于描述傳熱模型：

1)鉆桿內(nèi)傳熱模型

2)鉆桿傳熱模型

3)環(huán)空傳熱模型

4)隔水管傳熱模型

其中，c為鉆井液比熱容，T為鉆井液溫度，up，ua分別為鉆桿內(nèi)和環(huán)空內(nèi)鉆井液在x方向上的速度，vp，va分別為鉆桿內(nèi)和環(huán)空內(nèi)鉆井液在y方向上的速度，Γx為 鉆井液在x方向上的傳熱系數(shù)，Γy為鉆井液在y方向上的傳熱 系數(shù)，ρ2為 鉆柱密度，Sp，Sa分別為鉆桿和環(huán)空內(nèi)鉆井液熱量.

1.3 巖屑參數(shù)計(jì)算

在tr時間內(nèi)產(chǎn)生的巖屑質(zhì)量為

式中，W為巖屑質(zhì)量，kg；D為井眼直徑，m；Vm為機(jī)械鉆速，m/s.

假定巖屑均勻分布于環(huán)空中，則由巖屑所產(chǎn)生的附加密度為

式 中，Van為 巖屑所占當(dāng)量體積；Qr為 巖屑流量； Δρs為附加密度，kg/m3.

1.4 流型判別

由于不同流態(tài)下的流體產(chǎn)生的摩阻不同.因此，需要建立流體流態(tài)判別模型.在隔水管注入氣體后，將形成固相、氣相和液相的多相流混合物，而不同流態(tài)下的摩阻以及各相流速不同.本文采用現(xiàn)有的四大流態(tài)判別準(zhǔn)則[23]：

泡狀流

段塞流

攪動流

環(huán)狀流

其中，vsg為 氣體表觀速度，m/s；vsl為 液體表觀速度，m/s；v∞為 氣體上升最大速度，m/s； σ為表面張力，N/m.

1.5 邊界條件和初始條件

1)初始條件

開始注氣時，氣體還沒有進(jìn)入隔水管，鉆井液填充整個環(huán)空.因此，可以得到正常鉆井條件下環(huán)空內(nèi)的壓力和速度分布，將其作為注氣的初始條件：

其中，Pb為地層壓力；h是井深，m；Ql是泥漿排量，L/s.

2)邊界條件

氣體到達(dá)井口作為邊界條件，此時壓力為井口大氣壓力，井筒內(nèi)總流量等于鉆井液流量和氣體注入流量之和.因此，邊界條件可以設(shè)置為

其中，P0是井口大氣壓，MPa.

至此，本文最主要的連續(xù)性方程、動量方程已經(jīng)建立，氣體漂移方程等輔助方程的相關(guān)計(jì)算可以參考文獻(xiàn)[10].

1.6 模型離散

1.6.1 離散方程

圖3展示了單元格網(wǎng)格集成區(qū)域L.數(shù)學(xué)模型中的偏微分方程可以寫成

圖3 網(wǎng)格劃分及離散單元區(qū)域示意圖Fig.3 Schematic diagram of grid division and a discrete unit area

將式(23)積分到區(qū)域L，根據(jù)Green 定理可以得到沿L邊界的曲線積分：

可以將上面的方程化簡為下面的方程：

1)連續(xù)性方程的數(shù)值化

對于氣相連續(xù)性方程，令

由式(25)和式(26)可得氣相差分方程：

同理，可以得到液相差分方程為

固相差分方程為

2)動量方程的數(shù)值化

對于混合動量方程，令

將式(25)和式(28)結(jié)合可得到混合動量差分方程：

3)初始條件和邊界條件的數(shù)值化

初始條件的數(shù)值化如下：

邊界條件的數(shù)值化如下：

1.6.2 求解步驟

本文采用逐網(wǎng)格迭代校正的方法實(shí)現(xiàn)求解過程，對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行離散并通過節(jié)點(diǎn)估算和精度控制建立了整個差分方程的迭代格式.以環(huán)空內(nèi)任意兩個節(jié)點(diǎn)j，j+1 從i到i+1 時刻的動態(tài)過程為例說明計(jì)算過程，求解流程如圖4所示.

圖4 求解流程圖Fig.4 The solution flow chart

2 模型驗(yàn)證

由于目前國內(nèi)沒有進(jìn)行深水隔水管注氣雙梯度鉆井，為驗(yàn)證本文模型的有效性，通過對國外文獻(xiàn)的調(diào)研，選擇文獻(xiàn)[24]中一口墨西哥灣深水井進(jìn)行模型驗(yàn)證，將模型計(jì)算結(jié)果與墨西哥灣深水隔水管注氣鉆井的現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比.將墨西哥灣某口采用隔水管注氣雙梯度鉆井技術(shù)的深水井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行隔水管注氣雙梯度鉆井井筒壓力模擬，表1為該井基礎(chǔ)數(shù)據(jù).以該井的基礎(chǔ)參數(shù)用本文建立的隔水管注氣雙梯度鉆井環(huán)空多相流模型進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果與現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)對比見圖5.從圖5可以看出，模擬結(jié)果與現(xiàn)場數(shù)據(jù)吻合較好，數(shù)據(jù)之間出現(xiàn)的誤差可能是由于模型中相關(guān)水力系數(shù)選取上造成的，表明本文建立的隔水管注氣雙梯度鉆井環(huán)空多相流模型具有較高的精度.

圖5 模擬結(jié)果對比圖Fig.5 Comparison of simulation results with measured results

表1 墨西哥灣某口深水井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)Table 1 Basic data of a deep water well in the Gulf of Mexico

3 實(shí)例計(jì)算與影響因素分析

3.1 實(shí)例計(jì)算分析

為研究隔水管注氣雙梯度鉆井技術(shù)特性，選取墨西哥灣另一口深水井進(jìn)行井筒壓力模擬，其基礎(chǔ)參數(shù)如表2所示.

表2 墨西哥灣某口深水井相關(guān)計(jì)算參數(shù)Table 2 Related calculation parameters of a deep-water well in the Gulf of Mexico

根據(jù)本文建立的模型，對墨西哥灣某口深水井隔水管注氣雙梯度鉆井過程進(jìn)行模擬.圖6(a)～(d)分別為隔水管注氣雙梯度鉆井注氣過程中注氣雙梯度鉆井和常規(guī)鉆井環(huán)空壓力分布、注氣法雙梯度鉆井井底壓力、環(huán)空壓力云圖和井筒溫度場變化規(guī)律.從圖6(d)可知深水鉆井井筒溫度變化復(fù)雜，海水段溫度從海面到海底逐漸降低，地層段溫度隨著井深的增加不斷上升.由于海水和地層溫度的復(fù)雜變化，從流體流動方向來看，鉆桿內(nèi)流體先是不斷降低，然后又開始上升；環(huán)空內(nèi)流體溫度，從地層到海面，先上升后下降，最后又開始上升.因?yàn)楹Ｋ偷貙訙囟炔煌奶荻茸兓?，造成鉆桿內(nèi)流體和環(huán)空內(nèi)流體溫度復(fù)雜的變化過程，對井筒流體流動狀態(tài)產(chǎn)生不可忽視的影響，因此在建立井筒流體多相流模型時考慮井筒溫度變化.從圖6(a)可知在泥線處向隔水管環(huán)空注入氣體后，泥線以上環(huán)空壓力梯度非恒定值，即環(huán)空壓力與井深變化非線性；泥線以下環(huán)空壓力梯度為恒定值.從圖6(b)、(c)可以看出，在隔水管環(huán)空注入氣體，可以有效降低環(huán)空和井底壓力，維持井底壓力在地層孔隙壓力和破裂壓力之間.在隔水管環(huán)空注入氣體，氣體在環(huán)空向上運(yùn)移的過程中，壓力不斷降低，氣體發(fā)生膨脹，環(huán)空含氣率增大，從而減小隔水管內(nèi)的混合液體密度，井眼環(huán)空和隔水管環(huán)空形成兩個不同的流體密度，使隔水管底部的壓力等于甚至低于泥線處海水的靜水壓力，從而可以將井底壓力控制在安全密度窗口之內(nèi).

圖6 隔水管注氣雙梯度鉆井注氣過程中壓力及溫度變化：(a)注氣雙梯度鉆井和常規(guī)鉆井環(huán)空壓力分布；(b)注氣雙梯度鉆井井底壓力；(c)環(huán)空壓力云圖；(d)井筒溫度場變化規(guī)律Fig.6 During the gas injection process of dual-gradient drilling with riser gas injection: (a)the annulus pressure distributions in dual-gradient drilling and conventional drilling; (b)the bottom hole pressure in dual-gradient drilling with gas injection; (c)the annulus pressure contour ; (d)variation laws of the wellbore temperature field

3.2 影響因素分析

3.2.1 注氣流量對隔水管注氣雙梯度鉆井井筒多相流特性影響分析

圖7(a)～(d)分別為不同注氣流量下環(huán)空壓力、井底壓力、泥線處含氣率和氣液速度的變化規(guī)律.由圖7(a)、(b)可知，隨著注氣流量的增加，環(huán)空壓力和井底壓力均逐漸降低.該情形的原因是：增大注氣流量，即從泥線處向隔水管環(huán)空注入更多的氣體，隔水管中氣體占據(jù)更大的空間，混合液體的密度進(jìn)一步降低，且隨著更多的氣體進(jìn)入環(huán)空，在氣體向上運(yùn)移的過程中，氣體膨脹的程度更大，混合液體的密度降低得更多，環(huán)空壓力也降低得更多，增加注氣流量可明顯降低井底壓力.另一方面可以看到，增大注氣流量，泥線處隔水管內(nèi)環(huán)空含氣率增加幅度較大，環(huán)空氣液速度明顯增大，如圖7(c)、(d)所示.注入隔水管環(huán)空的氣體增多，極易造成環(huán)空混合液體出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，使井底壓力下降較快.井底壓力持續(xù)下降，小于地層壓力還會引發(fā)溢流.因此，在保證工程安全的前提下，注氣流量應(yīng)在滿足壓力需要下，選擇較小的注氣流量.

圖7 不同注氣流量下壓力、含氣率及速度的變化：(a)環(huán)空壓力；(b)井底壓力；(c)泥線處含氣率；(d)氣液速度Fig.7 At different gas injection flow rates: (a)the annulus pressure; (b)the bottom hole pressure; (c)the gas content at the mudline;(d)the gas-liquid velocity variation

3.2.2 鉆井液排量對隔水管注氣雙梯度鉆井井筒多相流特性影響分析

圖8(a)～(d)分別為不同鉆井液排量下環(huán)空壓力、井底壓力、泥線處含氣率和氣液速度的變化規(guī)律.由圖8(a)、(b)可知，提高鉆井液排量，環(huán)空壓力和井底壓力增大.由圖8(c)、(d)可知，增大鉆井液排量，泥線處含氣率降低，氣液速度有小幅度增加.鉆井液排量增大，液體流速增加，使隔水管環(huán)空中注入的氣體向上運(yùn)移的速度增加，氣體在環(huán)空中膨脹時間減少，混合液體的密度降低程度減少，環(huán)空和井底壓力增大.提高鉆井液排量有利于攜巖，但是在高排量下井筒內(nèi)氣體所占體積減小，環(huán)空壓力和井底壓力更高，如圖8（a）、（b）所示.此時，采用的排量如果低于30 L/s，井底壓力可能會低于地層坍塌壓力，極有可能造成地層坍塌.此外，排量也不應(yīng)該過大，過大的排量可能壓裂儲層上部地層，造成儲層污染，且鉆井液排量過大也容易造成管柱磨損加劇.因此，基于上述分析，為保證工程安全，建議在隔水管注氣雙梯度鉆井時采用的排量范圍為30～40 L/s.

圖8 不同鉆井液排量下壓力、含氣率及速度的變化：(a)環(huán)空壓力；(b)井底壓力；(c)泥線處含氣率；(d)氣液速度Fig.8 Under different drilling displacements: (a)the annulus pressure; (b)the bottom hole pressure; (c)the gas content at the mudline;(d)the gas-liquid velocity variation

3.2.3 鉆井液密度對隔水管注氣雙梯度鉆井井筒多相流特性影響分析

圖9(a)～(d)分別為不同鉆井液密度下環(huán)空壓力、井底壓力、泥線處含氣率和氣液速度的變化規(guī)律.由圖9(c)、(d)可知，提高鉆井液密度，對泥線處含氣率和環(huán)空氣液速度影響較小.即改變鉆井液密度對注入隔水管的氣體狀態(tài)影響較小.在低鉆井液密度下，環(huán)空壓力和井底壓力更低，如圖9（a）、（b）所示.鉆井液密度如果低于1.1 g/cm3，儲層段環(huán)空壓力低于地層壓力，可能引發(fā)溢流事故；井底壓力低于地層坍塌壓力，可能造成地層坍塌.同時，如果鉆井液密度大于1.25 g/cm3，井底壓力將大于地層漏失壓力，引發(fā)鉆井液漏失.因此，為確保工程安全，鉆井液密度應(yīng)該控制在1.15～1.30 g/cm3.

圖9 不同鉆井液密度下壓力、含氣率及速度的變化：(a)環(huán)空壓力；(b)井底壓力；(c)泥線處含氣率; (d)氣液速度Fig.9 Under different drilling fluid densities: (a)the annulus pressure; (b)the bottom hole pressure; (c)the gas content at the mudline;(d)the gas-liquid velocity variation

3.3 影響注氣量大小因素分析

隔水管注氣雙梯度鉆井注氣量的設(shè)計(jì)是整個隔水管注氣雙梯度鉆井工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，所以很有必要對影響注氣量的因素進(jìn)行分析，選擇水深、鉆井液密度和鉆井液排量三個重要影響因素進(jìn)行分析.考慮水深因素時，保持鉆井深度一致，改變水深后，使隔水管底部壓力等于海水靜壓力.

圖10(a)～(c)分別為水深、鉆井液密度和鉆井液排量對注氣量大小的影響關(guān)系圖.由圖10 可知，注氣流量與水深、鉆井液密度和鉆井液排量大致呈線性關(guān)系.由圖10(a)可知，注氣流量對水深的改變敏感，水深超過1 500 m后，隨著水深的增加，注氣量增加趨勢增大；其中水深2 000 m 處，注氣流量為水深1 000 m 處注氣流量的五倍.由圖10(b)可知，鉆井液密度也是影響注氣流量的重要因素，鉆井液密度大于1.2 g/cm3，注氣流量增加幅度明顯增大.由圖10(c)可知，提高鉆井液排量，注氣流量也會相應(yīng)增大，但增加幅度較小.隔水管注氣雙梯度鉆井在鉆井過程中，注氣流量的大小是影響鉆井成功與否的重要因素，其中水深和鉆井液密度對注氣流量影響較大，鉆井液排量影響較小.

圖10 水深、鉆井液密度、鉆井液排量對注氣量的影響：(a)水深；(b)鉆井液密度; (c)鉆井液排量Fig.10 The effects on gas injection: (a)the water depth; (b)the drilling fluid density; (c)the drilling fluid displacement

4 結(jié) 論

本文建立了隔水管注氣雙梯度鉆井井筒多相流模型，對隔水管注氣雙梯度鉆井的鉆井過程進(jìn)行模擬，將模型計(jì)算結(jié)果與墨西哥灣某口深水井的現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比驗(yàn)證，最后對雙梯度鉆井井筒多相流特性的影響因素進(jìn)行分析，主要結(jié)論如下：

1）隔水管注氣雙梯度鉆井較常規(guī)鉆井的環(huán)空壓力更低，在一些窄密度窗口地層，由于隔水管注氣雙梯度鉆井的井底壓力可調(diào)節(jié)范圍更大，從而能有效地維持井底壓力處于地層孔隙壓力和破裂壓力之間，所以隔水管注氣雙梯度鉆井更能適應(yīng)海洋鉆井.

2）綜合分析了注氣流量、鉆井液密度、鉆井液排量等鉆井參數(shù)對井底壓力和環(huán)空壓力的影響，通過分析可知隔水管注氣雙梯度鉆井注氣流量的大小對井底壓力和環(huán)空壓力影響較大.注氣流量過小，井底壓力就會小于地層壓力，引發(fā)溢流；注氣流量過大，井底壓力將大于地層漏失壓力，引發(fā)鉆井液漏失.

3）隔水管注氣雙梯度鉆井注氣量的設(shè)計(jì)是整個隔水管注氣雙梯度鉆井工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，通過對水深、鉆井液密度、鉆井液排量對注氣流量的影響進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，隔水管注氣雙梯度鉆井過程中，水深和鉆井液密度對注氣流量影響較大，鉆井液排量影響較小.