深层、“三高”及海洋复杂条件油气藏钻井中井筒多相流体具有气体组分多、相变、高压、温度场复杂等特点,同时还存在地层流体侵入与喷出井筒的多相流动时空瞬变现象,传统井筒多相流型划分及流动模型不能进行合理表征,致使井筒压力计算误差最大可至30%,难以满足井筒压力安全控制的要求。在国家和石油公司支持下,项目团队历经15年攻关,开展了复杂压力体系下井筒压力安全控制技术的系统研究,取得重大技术创新。发现了复杂地层流体侵入井筒后存在着超临界态流、液态流、泡状流、段塞流、搅动流、环雾流的六流型演化新机制,首次建立了考虑超临界态相变、天然气水合物相变、气体组分溶解/析出的七组分多相流动模型,与国际先进水平相比,井筒压力计算最大误差由30%减小至8%,攻克了复杂压力体系井筒安全高效构建的理论瓶颈,为井筒压力精细控制提供了理论支撑。
该项目授权中国发明专利40件,美国发明专利7件;软件著作权10件;发表学术论文100余篇,编写学术著作3部。中国石油和化学工业联合会组织成果鉴定认为:“该成果整体达到国际先进水平,其中含天然气水合物相变、超临界态相变、气体组分溶解/析出的多组分多相流动模型有重要创新”。
该项目在国内塔里木、胜利、渤海等17个主力油气田得到成功应用,同时推广到伊拉克、西非等6个海外区块,共计2624口井,溢流发现时间比国际通用方法提前7~9分钟,井喷预防成功率100%,总体事故率降低90%以上,钻井周期缩短18.4%~31.6%,近三年经济效益达18.6亿元。相关成果获2016年中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。