CN103122756A - 一种确定深水隔水管气举钻井注气量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于海洋油气开发领域，具体地涉及一种深水隔水管气举钻井注气量确定方法。确定深水隔水管气举钻井注气量的方法的具体步骤如下：(1)、获取钻井的基本参数；(2)、计算泥线以下井筒环空内的水力参数；(3)、确定隔水管底部所需的压力；(4)、建立隔水管内气液固三相流动方程；(5)、建立隔水管内气液固三相流动辅助方程；(6)、建立隔水管内气液固三相流动方程组求解的定解条件；(7)、建立隔水管内气液固三相流动方程组的求解算法；(8)、试算法求解注气量。本发明所述的方法能有效应对深水窄安全密度窗口的挑战，为深水隔水管气举钻井工艺技术的有力补充，为其深水油气开发中的推广使用提供了帮助。

Description

一种确定深水隔水管气举钻井注气量的方法

技术领域

本发明属于海洋油气开发领域，具体地，涉及一种确定深水隔水管气举钻井注气量的方法。

背景技术

深水油气资源是解决目前世界油气资源紧缺的一个重要途径。与陆地和浅海钻井相比，深海钻井情况更加复杂，具有常规钻井装备和方法难以克服的技术难题，特别是钻井液安全密度窗口(孔隙压力和破裂压力压差)狭窄，易造成井漏和井涌等复杂事故，给深水钻井带来巨大的挑战。隔水管气举钻井方式为该问题的解决提供了有效的途径，该技术是通过在海底隔水管底部连接一注气管线，由钻井平台上的高压气泵通过注气管线向隔水管内注气体，注入气体与隔水管内上返的钻井液混合形成气液两相流，降低隔水管内流体的密度。海底以下井筒环空内为钻井液，在海底以上隔水管环空内为钻井液与气体的混合流体，在整个井筒内形成不同的压力梯度，从而提供了深水钻井工艺应对窄安全密度窗口的能力。注气量的计算是深水隔水管气举钻井成功实施的关键参数之一，只有选择适当的注气量才能最大限度发挥隔水管气举钻井的优势。但是，隔水管气举钻井系统的水力参数计算涉及到气液固多相流动理论，不同注气量下气体相对液相的滑脱以及在不同压力环境下的膨胀特性，使得注气过程中隔水管不同位置处的压力梯度并非恒定值，给注气量的设计带来困难。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，本发明提出一种确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，该方法针对深水隔水管气举钻井的工艺特点，将多相流动理论与深水隔水管气举钻井工艺过程相结合，建立多相流动方程组及其定解条件和求解算法，确定深水隔水管气举钻井注气量，为现场应用提供依据。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，具体步骤如下：

(1)、获取钻井的基本参数

(2)、计算泥线以下井筒环空内的水力参数

(3)、确定隔水管底部所需的压力

(4)、建立隔水管内气液固三相流动方程

(5)、建立隔水管内气液固三相流动辅助方程

(6)、建立隔水管内气液固三相流动方程组求解的定解条件

(7)、建立隔水管内气液固三相流动方程组的求解算法

(8)、采用试算法求解注气量

优选地，获取钻井的基本参数的具体步骤如下：通过钻井设计资料，获取钻井的基本参数，基本参数包括钻井液密度、钻井液排量、钻井液粘度、井身结构、钻具组合、待钻地层三压力剖面数值、机械钻速、待钻地层的岩性、海水密度、井口设计回压、注入气体类型及注入气体相对密度；

优选地，计算泥线以下井筒环空内的水力参数的具体步骤如下：根据钻井的基本参数计算泥线以下井筒内的岩屑浓度；根据钻井的基本参数计算泥线以下井筒内的循环摩阻；根据钻井的基本参数计算泥线以下井筒内流体产生的压力；

优选地，确定隔水管底部所需的压力的具体步骤如下：根据地层的三压力剖面数值及安全余量，确定所需的井底压力；根据所需井底压力及泥线以下井筒环空内流体产生的压力，确定隔水管底部所需的压力；

优选地，建立隔水管内气液固三相流动方程的具体步骤如下：针对隔水管内的气液固流动工艺过程，建立气液固三相的连续性方程、动量方程及隔水管环空温度场方程；

优选地，建立隔水管内气液固三相流动辅助方程的具体步骤如下：所建立的辅助方程包括气体的滑脱速度方程、岩屑下沉速度方程、体积分数方程、气体的状态方程、流型判别方程、摩阻计算方程；

优选地，建立隔水管内气液固三相流动方程组求解的定解条件的具体步骤如下：所建立的定解条件主要指边界条件，包括井口处的压力、隔水管底部的环空压力、隔水管底部环空的气体流量、隔水管底部环空的岩屑密度、隔水管底部环空的钻井液流量、隔水管周围的海水温度场；

优选地，建立隔水管内气液固三相流动方程组的求解算法的具体步骤如下：采用有限差分方式对隔水管内气液固三相流动方程组进行求解，包括两个步骤：首先由下往上对隔水管内的计算区域进行非等间距网格划分；然后建立气液固三相多相流动方程的离散方程形式；

优选地，采用试算法求解注气量的具体步骤如下：

(81)、估计注气量Q_g；

(82)、对于隔水管最底部的环空节点，由温度场方程计算该节点的温度；

(83)、由辅助方程及边界条件，确定隔水管最底部的环空节点处的气体密度、各相速度、各相体积分数，并作为紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点的边界条件；

(84)、对于紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点，由温度场方程求解该节点的温度；

(85)、由辅助方程确定紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处气相的密度；

(86)、假设紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处的气体体积分数E_g2′，并由连续性方程计算出紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处各相的速度；

(87)、由辅助方程判断流型，并计算出紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点的体积分数E_g2，判断|E_g2-E_g2′|是否在误差允许的范围内：若在误差范围内，则E_g2即为紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处的气体分数，此过程中计算的其它参数，如液相体积分数，固相体积分数，气、液、固各相的速度，即为该节点的最终参数值；若不在误差范围内，将E_g2的值赋给E_g2′，返回步骤(86)重新计算，直至满足要求；

(88)、由动量方程，求紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处的环空压力；

(89)、重复以上步骤，由紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点一直计算至井口节点处，得到井口节点处的环空压力P_N，并与已知井口压力P_a0进行比较：若|P_N-P_a0|在误差允许的范围内，则步骤(81)估计的注气量为准确值；若|P_N-P_a0|不在误差允许的范围内,返回步骤(81)重新估计注气量Q_g，重复以上步骤，直至满足要求为止。

本发明相对于现有技术，具有以下显著效果：

(1)、本发明所述的方法根据深水钻井的窄安全密度窗口确定隔水管底部的压力，然后对深水隔水管气举钻井的注气量进行计算，使得隔水管气举钻井工艺更能有效应对深水窄安全密度窗口的挑战；

(2)、本发明所述的方法考虑钻井液中的气液固多相流动，并考虑温度场对气体状态的影响，使建立的计算模型更贴近现场实际，提高了计算的准确性；

(3)、采用本发明方法在进行有限差分计算时采用非均匀网格划分，依据气体的上升速度动态分配网格大小，追踪气体的前缘，网格在井筒下部疏上部密，提高了有限差分计算的精度；

(4)、由于深水隔水管气举钻井是一种新型的深水钻井技术，其相关的水力参数计算方面的研究还比较少，注气量计算技术未见报道。本发明方法为深水隔水管气举钻井工艺技术的有力补充，为其深水油气开发中的推广使用提供了帮助。

说明书附图

图1为本发明深水隔水管气举钻井注气量确定方法的流程示意图；

图2为网格划分示意图；

图3为试算求解注气量的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，包括如下步骤：

1、获取钻井的基本参数

通过钻井设计资料，获取钻井的基本参数包括：钻井液密度、钻井液排量、钻井液粘度、井身结构、钻具组合、待钻地层三压力剖面数值、机械钻速、待钻地层的岩性、海水密度、井口设计回压、注入气体类型及注入气体相对密度。

2、计算泥线以下井筒环空内的水力参数

(1)、根据钻井的基本参数计算泥线以下井筒内的岩屑浓度

泥线以下井筒内的岩屑浓度可由公式(1)进行计算：

$C_a=\frac{\mathrm{\υ}}{(v_m-K^{\′}{v}_s)[1-{\left(\frac{d_2}{d_1}\right)}^2]}---\left(1\right)$

式中，C_a为岩屑浓度，%；υ为机械钻速，m/s；v_m为环空返速，m/s；K′为考虑到钻井液流速在径向上分布的不均衡性而使用的修正系数，即流速修正系数(取1.25左右)；d₁、d₂分别为环空的外、内径，m；v_s为岩屑的下沉速度，m/s。

岩屑的下沉速度可通过公式(2)进行计算：

$v_s=\frac{70.7\·d_c{({\mathrm{\ρ}}_c-{\mathrm{\ρ}}_m)}^{2/3}}{{{\mathrm{\ρ}}_m}^{1/3}{{\mathrm{\μ}}_m}^{1/3}}---\left(2\right)$

式中，d_c为岩屑直径，cm，可根据岩性及钻头类型确定，一般取0.3-0.5cm；ρ_c为岩石密度，Kg/m³；ρ_m为钻井液密度，Kg/m³；μ_m为钻井液的粘度，Pa.s；

(2)、根据钻井的基本参数计算泥线以下井筒内的循环摩阻

可由公式(3)计算泥线以下井筒内的循环摩阻：

$P_f=\frac{2{\mathrm{fv}}_m^2{\mathrm{\ρ}}_{m}L}{d_1-d_2}---\left(3\right)$

式中，P_f为循环摩阻，Pa；f为摩阻系数，无因次；L为泥线以下井筒的长度，m。

钻井过程中泥线以下井筒内钻井液流速较高一般处于紊流状态，以宾汉流体为例给出摩阻系数f的计算方法：

$f=\frac{0.125}{{\mathrm{Re}}^{1/6}}---\left(4\right)$

式中，Re为雷诺数，无因次，取值为

(3)、根据钻井的基本参数计算泥线以下井筒内流体产生的压力。

可根据公式(5)来计算泥线以下井筒内的压力分布，：

$P_j=\frac{2{\mathrm{fV}}_a^2{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{mm}}{L}_j}{d_1-d_2}+{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{mm}}g{L}_j---\left(5\right)$

式中，L_j为泥线以下某位置处的长度，m；P_j为L_j处的环空压力，Pa；ρ_mm为注入钻井液与岩屑的混合密度，Kg/m³。

注入钻井液与岩屑的混合密度ρ_mm可通过公式(6)计算得到：

ρ_mm=ρ_m(1-C_a)+ρ_cC_a     (6)

式中，ρ_c为岩屑的密度，Kg/m³。

通过公式(5)可以计算出循环状态下泥线以下井筒内流体产生的压力，其中在井底处流体产生的压力为：

$P_H=\frac{2{\mathrm{fV}}_a^2{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{mm}}{L}_H}{d_1-d_2}+{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{mm}}g{L}_H---\left(7\right)$

式中，P_H为泥线至井底处流体产生的压力，Pa；L_H为泥线至井底的总长度，m。

如在钻井液停止循环状态下，泥线至井底井筒内流体产生的压力为：

P_H=ρ_mmgL_H     (8)

3、确定隔水管底部所需的压力

(1)、根据地层的三压力剖面数值及安全余量，确定所需的井底压力

由待钻地层孔隙压力当量密度及地层破裂压力当量密度，选取合适的安全余量，确定井底的压力的当量密度，使其在钻井液密度窗口之内。

此时所需井底压力为：

P_aH=ρ_megH     (9)

式中，P_aH为井底所需压力，Pa；ρ_me为井底的压力当量密度，Kg/m³；H为总井深，m。

(2)、根据所需井底压力及泥线以下井筒环空内流体产生的压力，确定隔水管底部所需的压力

隔水管底部所需的压力可由公式(10)计算得出：

P_ar=P_aH-P_H     (10)

式中，P_ar为隔水管底部所需的压力，Pa。

4、建立隔水管内气液固三相流动方程

针对隔水管内的气液固流动工艺过程，建立气液固三相的连续性方程、动量方程及隔水管环空温度场方程。

钻井液连续性方程：

$\frac{\∂}{\∂t}\left({\mathrm{A\ρ}}_m{E}_m\right)+\frac{\∂}{\∂s}\left({\mathrm{A\ρ}}_m{v}_m{E}_m\right)=0---\left(11\right)$

岩屑连续性方程：

$\frac{\∂}{\∂t}\left({\mathrm{A\ρ}}_c{E}_c\right)+\frac{\∂}{\∂s}\left({\mathrm{A\ρ}}_c{v}_c{E}_c\right)=0---\left(12\right)$

气体连续性方程：

$\frac{\∂}{\∂t}\left({\mathrm{A\ρ}}_g{E}_g\right)+\frac{\∂}{\∂s}\left({\mathrm{A\ρ}}_g{v}_g{E}_g\right)=0---\left(13\right)$

混合流体的动量方程

$\frac{\∂}{\∂t}(A{\mathrm{\ρ}}_m{v}_m{E}_m+A{\mathrm{\ρ}}_c{v}_c{E}_c+A{\mathrm{\ρ}}_g{v}_g{E}_g)+\frac{\∂}{\∂s}(A{\mathrm{\ρ}}_m{v}_m^2{E}_m+A{\mathrm{\ρ}}_c{v}_c^2{E}_c+A{\mathrm{\ρ}}_g{v}_g^2{E}_g)$

(14)

$+A({\mathrm{\ρ}}_{m}g{E}_m+{\mathrm{\ρ}}_{c}g{E}_c+{\mathrm{\ρ}}_{g}g{E}_g)+\frac{\mathrm{dP}}{\mathrm{ds}}+\left|\frac{{\mathrm{dp}}_f}{\mathrm{ds}}\right|=0$

式中，A为泥线以上隔水管内环空的截面积，m²；E_m为钻井液体积分数；E_g为气体体积分数；E_c为岩屑体积分数；ρ_g为气体的密度，Kg/m³；v_m为钻井液的速度，m/s；v_g为气体的速度，m/s；v_c为岩屑的速度，m/s；α为井斜角，°；P为环空压力，Pa；s为沿井筒方向的坐标长度，m。

隔水管环空内温度场方程为：

$A{\mathrm{\ρ}}_m{v}_m{c}_m\·\frac{\∂T}{\∂s}-m_a{c}_m\frac{\∂T}{\∂t}-2\mathrm{\π}{r}_a{U}_a(T_e-T)+2\mathrm{\π}{r}_p{U}_p(T-T_p)=0---\left(15\right)$

式中，c_m为钻井液的比热，J/kg℃；m_a为环空内的质量流量，kg/s；r_p为钻柱半径，m；r_a为环空半径，m；T_p为钻柱内的温度，℃；T为环空内的温度，℃；T_e为海水的温度，℃；U_p为钻柱内总的传热系数，W/m℃。

5、建立隔水管内气液固三相流动辅助方程

所建立的辅助方程主要包括：

(1)、以泡状流条件为例给出气体的滑脱速度方程:

V_gr＝1.53[gσ(ρ_m-ρ_g)/ρ_m ²]^0.25     (16)

式中，σ为气液界面张力，N/m；V_gr为气体的滑脱速度，m/s。

(2)、岩屑下沉速度方程:同公式(2)。

(3)、体积分数方程:

$E_g=\frac{v_{\mathrm{sg}}}{c_0{v}_{\mathrm{sl}}+V_{\mathrm{gr}}}---\left(17\right)$

$E_m=\frac{(1-E_g)v_{\mathrm{sm}}}{v_{\mathrm{sl}}}---\left(18\right)$

$E_c=\frac{(1-E_g)v_{\mathrm{sc}}}{v_{\mathrm{sl}}}---\left(19\right)$

式中，v_sg为气体表观流速，m/s；c₀为气体分布系数；v_sm为钻井液表观流速，m/s；v_sc岩屑的表观流速，m/s；v_sl为液相的表观流速，m/s。

(4)、气体的状态方程:

${\mathrm{\ρ}}_g=\frac{3484.4P{\mathrm{\γ}}_g}{Z_g(T+273.15)}---\left(20\right)$

式中，γ_g为注入气体的相对密度，无因次；Z_g为气体的压缩因子，无因次。

(5)、流型判别方程：

流型判断与气体流速、液体流速、气体密度、液体密度相关的函数，如公式(21)：

M=f(v_g,v_m,ρ_m,ρ_g)     (21)

式中，M为流型判断因子，取值为1、2、3、4分别代表泡状流、段塞流、搅动流以及环雾流。

(6)、摩阻计算方程:

多相流流条件下的摩阻计算与流型判断因子、摩阻系数、环空的内外径、钻井液流速、气体体积分数相关的函数，如公式(22)：

P_f=f(fr,M,d₁,d₂,v_m,E_g)     (22)

6、建立隔水管内气液固三相流动方程组求解的定解条件。

所建立的定解条件主要指边界条件，包括井口处的压力、隔水管底部的环空压力、隔水管底部环空的气体流量、隔水管底部环空的岩屑密度、隔水管底部环空的钻井液流量、隔水管周围的海水温度场。边界条件表示如下：

P_N=P_a0     (23)

P₁=P_ar     (24)

Q_g1=Q_g     (25)

E_c=C_a(1-E_g)     (26)

Q_m1=Q_m     (27)

T_i=f(H_sea,T_b,J)     (28)

式中，P_N为隔水管顶部井口处环空压力，Pa；P_a0为钻井设计已知井口压力，Pa；P₁为隔水管底部环空压力，Pa；P_ar为计算得到所需的隔水管底部环空压力，Pa；Q_g1为隔水管底部的气量，m³/s；Q_g为注气量，m³/s；Q_m1为隔水管底部的钻井液流量，m³/s；Q_m为钻井泵的注入量，m³/s；T_i为隔水管环空内某处的温度，℃；H_sea为海水深度，m；T_b为海水表面温度，℃；J为所处的季节。

7、建立隔水管内气液固三相流动方程组的求解算法

采用有限差分方式对隔水管内气液固三相流动方程组进行求解，主要包括两个步骤：

(1)、由下往上对隔水管内的计算区域进行非等间距网格划分

本文根据气体上升速度动态选用空间网格长度，根据多相流流型，气体上升高度及速度，确定非均匀的空间网格，一般规律是井筒下部的步长较长，上部的步长短；确定了时空间步长即可确定时间步长，时间步长也采用非均匀格式，跟踪多相流前沿，根据气体上升速度以及该处空间网格长度，确定出时间步长，网格划分如图2所示。

(2)、建立气液固三相多相流动方程的离散方程形式

以气相的连续性方程为例给出多相流动方程的离散形式：

${\left(A{\mathrm{\ρ}}_g{E}_g\right)}_{i+1}^{j+1}-{\left(A{\mathrm{\ρ}}_g{E}_g\right)}_i^{j+1}=\frac{\mathrm{\ΔS}}{2\mathrm{\Δt}}{[{\left(A{\mathrm{\ρ}}_g{E}_g\right)}_i^j+\left(A{\mathrm{\ρ}}_g{E}_g\right)}_{i+1}^j---\left(29\right)$

$-{\left(A{\mathrm{\ρ}}_g{E}_g\right)}_i^{j+1}-{\left(A{\mathrm{\ρ}}_g{E}_g\right)}_{i+1}^{j+1}]$

8、采用试算法求解注气量

隔水管注气过程刚开始是一非稳态的过程，但随着注气时间增加整个井筒内会达到稳定状态，现场最为关心的也是达到稳定状态后的工况，因此，可以忽略公式(11)-(14)中对时间求导的项，将非稳态方程转化为稳态方程进行计算。

如图3所示为试算法求解注气量的步骤，主要包括：

(1)、估计注气量Q_g；

(2)、对于隔水管最底部的环空节点，由温度场方程计算该节点的温度；

(3)、由辅助方程及边界条件，确定隔水管最底部的环空节点处的气体密度、各相速度、各相体积分数，并作为紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点的边界条件；

(4)、对于紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点，由温度场方程求解该节点的温度；

(5)、由辅助方程确定紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处气相的密度；

(6)、假设紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处的气体体积分数E_g2′，并由连续性方程计算出紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处各相的速度；

(7)、由辅助方程判断流型，并计算出紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点的体积分数E_g2，判断|E_g2-E_g2′|是否在误差允许的范围内：若在误差范围内，则E_g2即为紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处的气体分数，此过程中计算的其它参数，如液相体积分数，固相体积分数，气、液、固各相的速度，即为该节点的最终参数值；若不在误差范围内，将E_g2的值赋给E_g2′，返回步骤(86)重新计算，直至满足要求；

(8)、由动量方程，求紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处的环空压力；

(9)、重复以上步骤，由紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点一直计算至井口节点处，得到井口节点处的环空压力P_N，并与已知井口压力P_a0进行比较：若|P_N-P_a0|在误差允许的范围内，则步骤(81)估计的注气量为准确值；若|P_N-P_a0|不在误差允许的范围内,返回步骤(81)重新估计注气量Q_g，重复以上步骤，直至满足要求为止。

Claims (10)

1.一种确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，具体步骤如下：

(1)、获取钻井的基本参数

(2)、计算泥线以下井筒环空内的水力参数

(3)、确定隔水管底部所需的压力

(4)、建立隔水管内气液固三相流动方程

(5)、建立隔水管内气液固三相流动辅助方程

(6)、建立隔水管内气液固三相流动方程组求解的定解条件

(7)、建立隔水管内气液固三相流动方程组的求解算法

(8)、采用试算法求解注气量

2.根据权利要求1所述的确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，其特征在于，优选地，获取钻井的基本参数的具体步骤如下：通过钻井设计资料，获取钻井的基本参数，基本参数包括钻井液密度、钻井液排量、钻井液粘度、井身结构、钻具组合、待钻地层三压力剖面数值、机械钻速、待钻地层的岩性、海水密度、井口设计回压、注入气体类型及注入气体相对密度。

3.根据权利要求1-2所述的确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，其特征在于，优选地，计算泥线以下井筒环空内的水力参数的具体步骤如下：根据钻井的基本参数计算泥线以下井筒内的岩屑浓度；根据钻井的基本参数计算泥线以下井筒内的循环摩阻；根据钻井的基本参数计算泥线以下井筒内流体产生的压力。

4.根据权利要求1-3所述的确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，其特征在于，优选地，确定隔水管底部所需的压力的具体步骤如下：根据地层的三压力剖面数值及安全余量，确定所需的井底压力；根据所需井底压力及泥线以下井筒环空内流体产生的压力，确定隔水管底部所需的压力。

5.根据权利要求1-4所述的确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，其特征在于，优选地，建立隔水管内气液固三相流动方程的具体步骤如下：针对隔水管内的气液固流动工艺过程，建立气液固三相的连续性方程、动量方程及隔水管环空温度场方程。

6.根据权利要求1-5所述的确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，其特征在于，优选地，建立隔水管内气液固三相流动辅助方程的具体步骤如下：所建立的辅助方程包括气体的滑脱速度方程、岩屑下沉速度方程、体积分数方程、气体的状态方程、流型判别方程、摩阻计算方程。

7.根据权利要求1-6所述的确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，其特征在于，优选地，建立隔水管内气液固三相流动方程组求解的定解条件的具体步骤如下：所建立的定解条件主要指边界条件，包括井口处的压力、隔水管底部的环空压力、隔水管底部环空的气体流量、隔水管底部环空的岩屑密度、隔水管底部环空的钻井液流量、隔水管周围的海水温度场。

8.根据权利要求1-7所述的确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，其特征在于，优选地，建立隔水管内气液固三相流动方程组的求解算法指的是：采用有限差分方式对隔水管内气液固三相流动方程组进行求解，包括两个步骤：首先由下往上对隔水管内的计算区域进行非等间距网格划分；然后建立气液固三相多相流动方程的离散方程形式。

9.根据权利要求1-8所述的确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，其特征在于，优选地，采用试算法求解注气量的具体步骤如下：

(81)、估计注气量Q_g；

(82)、对于隔水管最底部的环空节点，由温度场方程计算该节点的温度；

(83)、由辅助方程及边界条件，确定隔水管最底部的环空节点处的气体密度、各相速度、各相体积分数，并作为紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点的边界条件；

(84)、对于紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点，由温度场方程求解该节点的温度；

(85)、由辅助方程确定紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处气相的密度；

(86)、假设紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处的气体体积分数E_g2′，并由连续性方程计算出紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处各相的速度；

(87)、由辅助方程判断流型，并计算出紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点的体积分数E_g2，判断|E_g2-E_g2′|是否在误差允许的范围内：若在误差范围内，则E_g2即为紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处的气体分数，此过程中计算的其它参数，即为该节点的最终参数值；若不在误差范围内，将E_g2的值赋给E_g2′，返回步骤(86)重新计算，直至满足要求；

(88)、由动量方程，求紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点处的环空压力；

(89)、重复以上步骤，由紧邻隔水管最底部的环空节点的隔水管内环空节点一直计算至井口节点处，得到井口节点处的环空压力P_N，并与已知井口压力P_a0进行比较：若|P_N-P_a0|在误差允许的范围内，则步骤(81)估计的注气量为准确值；若|P_N-P_a0|不在误差允许的范围内,返回步骤(81)重新估计注气量Q_g，重复以上步骤，直至满足要求为止。

10.根据权利要求9所述的确定深水隔水管气举钻井注气量的方法，其特征在于，此过程中计算的其它参数为液相体积分数，固相体积分数，气、液、固各相的速度。

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