井下各种压力概念及相互关系.ppt

第二章 井下各种压力概念及相互关系 二、当量钻井液密度 1、当量钻井液密度的定义 当量钻井液密度是指将井内某一位置所受各种压力之和（静液压力、回压、环空压力损失等）折算成钻井液密度，称为这一点的当量钻井液密度。 把地层压力、地层破裂压力、循环压力折算成钻井液密度，分别称为地层压力当量钻井液密度、地层破裂压力当量钻井液密度、循环压力当量钻井液密度。 * 一、静液压力 1、静液压力和静液压力梯度的定义 静液压力是由静止液体的重力产生的压力。其大小取决于液体的密度和液体的垂直高度，与液柱的横向尺寸及形状无关。 静液压力梯度是指每增加单位垂直深度静液压力的变化量。静液压力梯度受液体密度的影响和含盐浓度、气体的浓度以及温度梯度的影响。含盐浓度高会使静液压力梯度增大，溶解气体量增加和温度增高则会使静液压力梯度减小。 2、静液压力的计算 P=ρgH 式中：P--静液压力，MPa ρ--液体密度，g/cm3 g--重力加速度，0.00981 H--液柱的垂直高度，m 在陆上钻井作业中，H为井眼的垂直深度，起始点自转盘面算起，液体的密度为钻井液的密度。 例1 某井钻至井深3000米处，所用钻井液密1.3g/cm3，求井底处的静液压力。 解：P=ρgH=1.3×0.00981×3000=38.26MPa 例：如图所示，井内钻井液密度 为1.2g/cm3，3000m处静液柱压力为多少？ 解 p= 0.00981?H =0.00981×1.20×3000 =35. 288MPa 地层孔隙内流体(水)的 压力为： p= 0.00981?H =0.00981×1.07×3000 =31.547MPa 3、静液压力梯度的计算 根据压力梯度的定义可知，其计算公式为： G=P/H=ρg 式中：G—压力梯度，kPa/m（MPa/m） P—静液压力，kPa（MPa） H—液柱的垂直高度，m Ρ—液体密度，g/cm3 g—重力加速度，9.81（0.00981） 用压力梯度的定义，静液压力的公式也可以写成： 静液压力=压力梯度×垂深 （P=G×H） 例2 某井钻至井深3600米处，所用钻井液密度为1.5g/cm3，计算井内静液压力梯度。 解：G=ρg=1.5×9.81=14.7kPa/m 2、当量钻井液密度的计算  式中：P—压力，MPa 例3 井深2800m，钻井液密度1.24g/cm3，下钻时存在一个1.76MPa的激动压力作用于井底，计算井底压力及当量钻井液密度。 解：井底压力P=1.24×0.00981×2800＋1.76=35.82 MPa 2、当量钻井液密度的计算 地层压力：是地下岩石孔隙内流体的压力， 也称孔隙压力。 七、地层漏失压力 地层漏失压力是指某一深度的地层产生钻井液漏失时的压力。 对于正常压力的高渗透性砂岩、裂缝性地层以及断层破碎带、不整合面等处，往往地层漏失压力比破裂压力小得多，而且对钻井安全作业危害很大。 在数值上等于钻井液循环泵压。该压力损失大小取决于钻柱长度和钻井液密度、粘度、切力、排量和流通面积。任何时候钻井液通过管汇、喷嘴或节流管汇均要产生压力损失。通常，大部分压力损失发生在钻井液通过钻头喷嘴时。循环排量的变化也会引起泵压较大的变化。 八、循环压力损失与环空压耗 循环压力损失是指泵送钻井液通过地面高压管汇、水龙带、方钻杆、井下钻柱、钻头喷嘴，经环形空间向上返到地面循环系统，及其它所经过的物体，因摩擦所引起的压力损失。 图2-5 井内循环压力损失 返回 在钻井过程中，钻井液沿环空向上流动时所产生的压力损失称为环空压耗。在钻井泵克服这个流动阻力推动钻井液向上流动时，井壁和井底也承受了该