随着石油勘探技术的快速发展,石油勘探开发的重心逐渐从陆地走向海洋,油基钻井液因其良好的抗温、抗污、井壁稳定性以及可控的流变性被广泛的应用于海洋深水钻井的过程中。在深水钻井时,由于油基钻井液与水基钻井液粘度等方面的差异,致使油基钻井液条件下的环空气液两相流流型转化规律更加复杂。因此,对环空中油基钻井液的气液两相流流动规律的研究很有必要。此研究的突破,对海洋深水溢流井控具有重要的意义。本文采用实验与理论分析相结合的方法,利用不同粘度白油模拟油基钻井液在建立的“垂直环空油基钻井液-气体两相流动实验系统”下,测试了不同液相粘度的油基钻井液在不同表观气速、表观液速条件下的空隙率及压降数据。绘制了不同液相粘度油基钻井液情况下环空中气液两相流的流型图,建立了考虑粘度影响的油基钻井液情况下的环空两相流动中泡状流到段塞流、段塞流到搅拌流、搅拌流到环状流的流型转化判据。揭示了油基钻井液粘度对环空气液两相流流动的影响。通过实验和数据分析发现:随着表观气速的增加,实验依次出现泡状流、段塞流、搅拌流、环状流四种流型,在高液速条件下未观察到段塞流。泡状流到段塞流与段塞流到搅拌流的转化边界都随着液相粘度的增加向着表观气速较低的方向移动;在表观液速较低时,搅拌流到环状流转化的边界也出现相同规律,但随着表观液速的增加,逐渐转变为向表观气速较高的地方移动。液相为油基钻井液与液相为水的环空两相流各流型间的转化边界差异较大,与水中环空两相流流型转化边界相比,油基钻井液中泡状流到段塞流的流型转化边界会偏向表观气速较高的地方;段塞流到搅拌流流型转化边界先偏向表观气速较高的地方,随着液相粘度增加逐渐偏向表观气速较低的地方;搅拌流到环状流流型转化边界偏向表观气速较高的地方。通过摩阻系数的计算发现环空中泡状流、段塞流、搅拌流状态下摩阻系数随雷诺数的升高而降低,泡状流状态下摩阻系数受液相粘度影响较小,段塞流与搅拌流状态下摩阻系数受液相粘度影响较大。针对油基钻井液粘度的特点,对环空中泡状流、段塞流、搅拌流压力梯度预测模型中的摩阻系数进行了修正,修正后的环空压力梯度预测模型优于现有模型。