单选题
31.[ZJJK05-01-X]在井底压力为36MPa的情况下侵入气体聚集形成气柱,当长期关井后气柱滑脱上返至井口,在忽略气柱高度的情况下,此时井底压力理论上为( )MPa。
A
0
B
36
C
54
D
72
答案解析
正确答案:D
解析:
本题考查的是天然气滑脱上返过程中对井底压力的影响,涉及“气柱滑脱上行”和“压力传递”相关的井控理论知识。
题干分析:
- 初始状态下,井底压力为36 MPa,此时井内处于平衡或关井状态。
- 有气体侵入并在井底聚集形成气柱。
- 长期关井后,由于气体密度小于钻井液,气体会发生“滑脱上行”,即在静止钻井液中向上移动。
- 气柱滑脱至井口并被关闭在井口(井口封闭,无排放),此时仍保持系统密闭。
- 忽略气柱高度,意味着不考虑气柱自身的静压,但其压缩性和压力传递效应必须考虑。
核心知识点:在密闭系统中,当气体上行时,由于井口关闭,气体无法释放,其底部所承受的压力会随着上行而传递到整个环空。根据井控原理,在理想情况下,当气柱上升至井口并被限制在井口时,井底压力等于原始井底压力加上气柱在井底时所对应的附加压力。
更准确地说,依据“气柱上升压力传递”理论,在关井密闭条件下,气柱滑脱至井口后,井底压力将增加一个相当于原地层压力(或原井底压力)的增量。这是因为在密闭系统中,气体膨胀受限,其受压缩时传递的压力会叠加到底部。
然而,本题的关键在于理解一种简化模型:在忽略气柱自身高度(即不计其静压)的情况下,当气柱从井底上行至井口,由于系统密闭,气体体积试图膨胀但被限制,导致压力重新分布。根据等效压力传递原理,此时井底压力理论上等于原始井底压力的两倍。
计算如下:
井底初始压力 = 36 MPa
气柱升至井口后,在密闭条件下,压力叠加效应使井底压力上升为:
36 MPa × 2 = 72 MPa
因此,正确答案为 D: 72 MPa。
选项解析:
- A: 0 MPa — 错误,密闭系统中压力不会消失。
- B: 36 MPa — 错误,未考虑气柱上行后的压力再分布和叠加效应。
- C: 54 MPa — 错误,无合理计算依据支持此数值。
- D: 72 MPa — 正确,符合密闭系统中气柱上行至井口后压力加倍的理论。
结论:
在关井密闭、忽略气柱高度的理想条件下,气柱滑脱至井口后,井底压力理论上为原始压力的两倍,即72 MPa。
答案:D
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