讲义六、油气井压力控制.ppt

油气井压力控制 溢流的侵入及其检测 1、气侵的途径与方式 岩石孔隙中的气体随钻碎的岩屑进入井内钻井液； 气层中的气体由于浓度差通过泥饼向井内扩散； 当井底压力小于地层压力时，气层中的气体大量流入或渗入井内。 2、气侵的特点及危害 （1）侵入井内的气体由井底向井口运移时，体积逐渐膨胀，越接近地面，膨胀越快。因此，在地面看起来气侵很严重的钻井液，在井底只有少量气体侵入。 （2）一般情况下，气体侵入钻井液后呈分散状态，井底泥浆液柱压力的降低是非常有限的。只要及时有效地除气，就可有效避免井喷。 （3）声波检测 声波在水中的传播速度为1500m/s，在空气中的传播速度为 340m/s，在气液两相流中的传播速度可以低于每秒几十米。 （4）利用综合录井仪实时监测 （5）泵压上升或下降，悬重减小或增大； 钻遇高压层时，井底压力突然升高，导致悬重减小，泵压升高；地层流体侵入钻井液后，钻井液密度降低，浮力减小，悬重增大，泵压减小。 （6）起钻时灌不进泥浆或泥浆灌入量少于正常值； （7）停止循环后，井口仍有泥浆外溢。 1. 关井时的压力平衡关系（静态关系） 2、钻柱内装有回压凡尔时关井立管压力的确定 非循环状态下钻柱内与井底不连通，立压表无显示。 不循环法： 关井后等待套压相对稳定，记录下套压pa； 不开节流阀，小排量缓慢启动泵，直到套压开始升高为pa′时停泵，并记录下此时立压pst′； 计算关井立压： pst = pst′-（ pa′ - pa） 此方法适用于不知道泵速及相应循环压耗的情况。 循环法： 关井后等待套压相对稳定，记录下套压pa； 启动泵，以压井泵速泵入钻井液，同时调节节流阀保持套压不变，记录此时立管压力pst′； 停泵，关闭节流阀； 计算关井立管压力： pst= pst′- Δpci 此方法适用于已知压井泵速和相应循环压耗Δ pci的情况。 三、压井钻井液密度计算 “U”形管原理 式中： —— 钻柱内井液柱压力 —— 地层压力 —— 关井套压 —— 环空内静液柱压力 —— 关井立管压力， Pa Pst 循环阻力 式中： —— 循环时的立管压力； —— 总循环压耗； —— 钻柱内循环压耗； —— 环空内循环压耗； —— 循环时的套压； 2. 循环时的压力平衡关系（动态关系） 注意 不能用 Pp=Pa+Pha计算地层压力，因环空钻井液受地层流体污染严重，其密度难以确定。 3. 地层压力和所需钻井液密度的计算 地层压力： 压井钻井液密度： 四、压井理论与方法 （一）压井的概念与原则 压井目的： 恢复井眼与地层之间的压力平衡，使井内泥浆液柱压力不低于 地层孔隙压力。 压井的基本工艺过程： 将配制好的具有一定密度的钻井液，采用合适的泵速和泵压注入井内，替换出井内被污染的泥浆。 1、 在整个压井过程中，通过调节节流阀的开启度始终保持井底压力 稍大于地层压力。 ----井底常压法。 2、 压井过程中套压不能超过以下压力： 1）井口装置的额定工作压力； 2）套管抗内压强度的80%； 3）套压与环空内的液柱压力之和不能超过地层的最小破裂压力。 压井过程中应遵循的基本原则： （二）压井基本数据计算 1、压井钻井液密度 2、压井泵速确定 采用低泵速压井。 Qk =（1/3 ～ 1/2）Q Qk ---- 压井排量，L/s； Q ---- 钻进时的正常排量，L/s。 采用低泵速的主要目的是便于压井过程中节流阀和立压的控制。 3、压井立管压力的计算 为保证压井过程中井底压力不变，随着重泥浆的不断入井，立管压力应逐渐降低。 （1）压井过程中井底压力的平衡关系 循环时的立管总压力： pT = pst+ pl Pl — 循环总压耗，MPa； Pld — 钻柱内和钻头水眼循环压耗，MPa； Pla — 环空循环压耗，MPa。 由压力平衡关系可以看出： 只要在压井过程中保持等式左侧的值不变就能保持井底压力不变。式中唯一可调节和控制的参数就是循环时的立管总压力pT 。由于压井时井眼内的钻井液密度由 ?d 变为 ?k，因此，循环立管压力从初始循环立管压力 pTi 逐渐变化为压井结束时的终了循环立管压力pTf 。 （2）初始循环立管压力 pTi 的确定 pTi = pst + pl i pl i ---- 初始循环压耗，MPa。 pl i 的确定方