逆流条件下气液两相流动规律研究,是解决压回法压井过程中井筒内流体力学计算和压井参数计算的关键。井筒中的液相流速向下,而气体在浮力的作用下自由漂移的方向与液体的流动方向相反,而目前很少学者针对这一问题展开深入研究。因此研究该工况下的气液两相流动规律对于完善压回法压井等非常规压井井控理论,保障油气藏安全、快速、经济的钻探有着十分重要的意义。本文自行设计了垂直、可视化、大直径的“逆流条件下气液两相流流动实验装置”,井筒高度12.8m、内径0.1m。依据此装置对逆流下两相流流动规律进行了实验研究和理论分析,得到结论如下:通过设计逆流下流型转化机理实验,对实验工况下气液两相流流型进行了详细划分,将逆流下的两相流流型分为泡状流、弹冒流、段塞流和搅拌流四种流型。分析了各个流型的两相流流动特点,并通过与前人的研究结果进行对比,绘制了更加详细的两相流流型图。结合理论推导与实验结果,建立了逆流条件下垂直管气液两相流泡状流-弹冒流流型转化判据。结果表明:流型转换预测模型与实验结果得到两种曲线接近重合,通过与实验数据对比,建立的流型转换预测模型误差在5%以内。通过对比压回法压井工况下泡状流与弹冒流空隙率理论计算结果与实验测量结果,发现哈马塞公式用于弹冒流流型的漂移模型计算中的误差较大。本文通过分析空隙率与气-液两相表观流速的关系,发现了空隙率与弗劳德数的线性关系式,并建立了弹冒流流型中的气体漂移速度计算公式。根据本文的临界压井排量定义,即能够将某气相排量下井筒内粒径最大气泡压回井底,或注气口处的气体无法向上运动直接被压回的最小液相排量,通过实验研究得到了不同气相排量条件下的临界压井排量。分析了临界压井排量随气相排量变化的规律。本文实验条件下,当气相表观速度小于0.062m/s时,临界压井排量随气相排量的增加迅速增加,随后保持稳定。结合临界压井排量实验数据建立了压回法压井临界压井排量的经验公式;通过敏感性分析,得到了不同井径条件对临界压井排量的影响规律。