试气过程高压气井裸眼井壁失稳成因及其影响因素

针对高压气井试气过程中井底压力或井底流量选择不当引起的井壁垮塌问题,开展了高压气藏直井裸眼段的井壁稳定性研究。综合考虑气体加速效应、Forchheimer阻力、地应力、地层压力和地层强度的影响,结合精细外边界条件,推导出高压气井带有外边界的井周应力的精细方程,再结合Mohr-Coulumb准则,给出了高压气井裸眼段测试过程中维持井壁稳定的临界井底压力模型和临界质量流量模型,并用现场实例验证了模型的准确性。研究表明:考虑气体加速效应模型解释的维持井壁稳定临界质量比传统渗流模型解释的临界质量流量小;加速效应越显著,对临界井底压力和临界质量流量的影响越明显;临界井底压力随远场地层压力的增加而近似线性减小。