深水钻井发生气侵之后井筒内存在气体的溶解与脱溶,相态的变化,导致井筒多相流动复杂,本文以气体在不同温度和压力条件下的溶解度变化实验为基础,开展了海洋高温高压井气侵之后井筒多相流动规律研究,这对于深水油气的钻井工程安全具有十分重要的意义。基于静态法测量气体溶解度原理,利用自行设计的钻井液中酸性气体溶解度测量实验系统进行了CO₂气体在水基钻井液中的溶解度实验,揭示了温度、压力、盐类型和浓度、聚合物等因素对CO₂在水基钻井液中溶解度的影响规律。考虑温度、压力、无机盐浓度等因素,建立了水基钻井液体系中CO₂溶解度预测模型,通过测量的实验数据校验发现:在纯水、无机盐水溶液以及水基钻井液中的溶解度预测的相对误差在9%以内。考虑酸性气体在水基钻井液中的溶解和脱溶,建立了井筒多相流动模型,提出了全隐式的数值方法在时间和空间域进行离散求解。结合南海深水井算例,模拟分析CO₂气侵后井筒流体流动规律,揭示了酸性气体溢流期间井底压力、泥浆池增量、气体体积分数等参数的变化规律。实验及模拟研究结果表明:对于水基钻井液体系,CO₂的溶解度随温度的升高而降低,随压力的升高而增大,当压力达到某一定值时,溶解度的增加逐渐变缓最后趋于稳定;无机盐对CO₂的溶解度影响显著,无机盐的溶度越高,气体在其水溶液中的溶解度就越小,对于聚合物处理剂水溶液,与纯水相比,聚合物对CO₂溶解度影响不大;在钻井液中,气侵气体随着温度和压力的变化,其在井筒的不同位置溶解度发生着变化,从井底到井口,溶解度随井深的减小而减小,在泥线附近由于温度的突变,溶解度呈增大的趋势。