非常规压井是指除司钻法和工程师法等井底恒压法以外的其它压井方法。由于井控条件特殊，井内流动复杂，目前该类特殊压井方法的水力参数设计主要通过经验模型实现。因此，研究不同工况下的特殊压井方法水力参数设计，对于应对复杂井控情况，保证钻井安全具有重要意义。通过垂直圆管静止牛顿流体与非牛顿流体中气泡上升速度的对比实验，得到了气泡直径、液体粘度、液体密度等因素对气泡上升速度的影响规律：气泡直径越大、液体粘度越小，气泡滑脱速度越大，液体密度对气泡滑脱速度影响不大；对非牛顿流体，气泡曳力系数随着液相粘度的增大而增大,随气泡直径的增大而增大,液相密度对曳力系数影响较小。通过实验数据分析，结合曳力系数随气泡直径、液相粘度和液相密度的变化规律，得到了井筒内气泡在非牛顿流体中上升速度的新模型。研究了井口回压对气体滑脱速度的影响，实验结果表明：在1-3MPa井口回压下，气体滑脱速度随含气率的变化出现一转捩点，该转捩点处的含气率对应着泡状流失稳的临界含气率，井口回压4-6MPa，实验条件下未出现气体滑脱速度速度转捩点；相同压力下，液相流量增大会使速度转捩点对应的临界含气率增大。根据实验数据，以泡状流失稳的临界含气率为界线，得到了高压下气泡滑脱速度的计算新模型。针对井内无钻井液的工况，结合压井过程井底压力和井口压力的变化特点，将压井过程分为三个阶段，建立了井内多相流控制方程，并根据不同压井阶段分别给出了对应的辅助方程、定解条件及计算机离散算法。模拟结果表明：井口施加的回压越大，压井成功所需的压井排量越低；在井口回压一定的条件下，压井成功所需的压井排量随压井液密度的增大而减小，二者构成的压井曲线可作为判断压井成功与否的判据。压回法压井，将井内流体压回地层需克服流体流动的阻力。分别研究了地层系数、液相饱和度及多相流流动前缘等因素对渗流阻力的影响并进行了模拟计算。结果表明：将井底气液两相流压回地层，井底与地层中多相流前缘的压差随压入流体体积的增大而增大，随液相饱和度的增大而增大；在气侵量较大时，不宜采用恒排量压井，要将气侵流体全部压回地层，井底有被压漏的风险；对于气井井喷的压井，关井后压井时间越早、压井液排量越大，压井过程中出现的井口最大套压值越小。针对钻头不在井底的气井井喷，考虑气体的临界速度、零净液流量持液率和钻头以下液滴下落特征，发展了钻头不在井底的压井方法，得到了计算钻头以下井筒压力分布的方法，完善了常规的动力压井法。模拟结果表明：气井井喷后，压井液密度一定时，传统动力压井方法与改进后压井方法相比压井排量的选择过于保守；压井液排量一定时，传统的压井方法与改进后的压井方法相比，在气体速度小于临界速度时计算所得的井底压力偏小。