null井控技术井控技术重庆科技学院
石油工程学院IADC井控培训中心概述:概述:第一节: 井控培训的重要性
一.井喷的危害
井喷是钻井过程中危害极大的灾难性的事故.
将造成以下后果:
延误时间,经济损失,报废油气井;
损失设备;
油气资源损失和破坏;
危及人身安全;
污染环境。二.钻井技术发展的要求二.钻井技术发展的要求
六十年代以后,由于勘探范围的扩大和钻井技术
的发展,人们开始对井喷的危害逐渐有所认识,提
出了井控的概念,有了一套完整的井控工艺技术,
包括:
1.井控理论;
2.井控设备;
3.井控技术和操作程序;
4.地层压力检测技术;
5.井控问
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
的法规;
6.井控培训制度。第二节: 井喷的概念第二节: 井喷的概念1.油气侵:
油气侵入井内,但只是在泥浆中有油花和气泡。
2.溢流(井涌):
地层压力大于井底压力时,地层流体进入井内,需关井处理。
3.井喷:
地层流体无控制的进入井内,喷出地面。
4.井喷失控:
井喷后,无法控制井口。第一章.地层压力及异常高压第一章.地层压力及异常高压地层压力是油气井钻井
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
及施工的重要依据。它与钻井的关系:
1.泥浆密度的确定;
2.井身结构的设计;
3.井下复杂情况的处理;
4.井控设备的选择及井控措施的制定。第一节.地下各压力的概念第一节.地下各压力的概念1.静液柱压力 Ph
(MPa)
式中: ——地层水密度,g/cm3;
H——地层的铅垂深度,m;
一般情况下:
淡水: =1.0 g/cm3 ;
盐水: =1.07 g/cm3 。 压力梯度(G)和当量密度的概念: 压力梯度(G)和当量密度的概念: 压力梯度:单位深度的压力增量.即:
则有:
如果用液柱压力平衡某深度H处压力P,其所需 的泥浆密度即为当量泥浆密度。
由:
有:
2.上覆岩层压力 P0
2.上覆岩层压力 P0
某深度H地层以上岩体和孔隙内流体总重量造成对其下部地层的压力.
设: 为岩体密度(g/cm3),
Φ为岩石孔隙度(%),
则有:
若取: =1.0 g/cm3; =2.5 g/cm3;Φ=0.1
则有: =2.35 g/cm3
实际中: =1.73 ~ 3.0 g/cm3
3.地层压力 Pp
3.地层压力 Pp
地层孔隙内流体的压力,又称孔隙压力。
地层压力梯度:
地层压力当量密度:
地层压力的三种情况:
正常压力地层;
异常高压地层;
异常低压地层。
4.基岩应力和地下各压力间的关系4.基岩应力和地下各压力间的关系 岩石颗粒间的接触压力称为基岩应力(σ)。
并且地下个压力有如下关系:
也就是说,上覆岩层压力由岩石基体和地层孔隙内流体共同承受。
null分析:
由: 可得:
(1)正常压力的地层为水力学的开启压力系统(流体连通)。即:
下部岩体支承上覆岩层的基质重量(σ=Pr);孔隙 内流体承受上部流体的重量(Pp = Ph)
(2)异常高压地层为水力学的封闭压力系统(流体部分不连通)。即:
上覆岩层的基质重量部分的被孔隙内流体承受(Pp > Ph)
在异常高压地层,地层岩石的基岩应力比正常情况下低,即岩体的结构比正常情况下疏松,称为“欠压实”现象。
“欠压实”现象在钻进中的体现为:当进入异常高压地层时,往往出现机械钻速突然加快。
null
地层孔隙不连通
地层孔隙连通第二节.异常高压的成因和条件
第二节.异常高压的成因和条件
异常高压的条件:
(1)具有储存流体的空间;(孔隙度)
(2)具有良好的构造圈闭条件;(圈闭)
(3)具有外力的作用。(沉积、构造运动)
成因及条件:(简单介绍)
高水头;
地层剥蚀;
构造运动。第三节.地层压力检测
第三节.地层压力检测
检测方法分类:
钻前预报 (地震
资料
新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单
;邻井资料)
钻进中检测
(1)钻井参数法:(机械钻速法;Dc指数法;
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
化钻速法;页岩密度法;等等。)
(2)测井资料法(声波时差法;电阻率法;密度测井法;等等。)
(3)中途测试法(地层测试仪,DST、RFT等;井涌观测法;)
完井压力检测
测井资料;试油求压。
机械钻速法(原理介绍)机械钻速法(原理介绍)影响机械钻速的因素有:
压差ΔP=Pm - Pp
Pm ――泥浆柱压力
如果其他因素不变时,压差为主要因素。
压差对机械钻速影响的基本规律为:
压差增大,机械钻速下降;反之,压差减小,机械钻速增加。
在泥浆液柱压力不变的情况下,压差的变化主要由地层压力的变化引起的。
所以,在其它条件不变的情况下,机械钻速的变化,可能是地层压力发生异常变化的显示。
问题:
其他因素可能变化,它们的变化将引起机械钻速的变化,而这时的机械钻速变化不能判断其原因。
解决思路:
排除或校正除地层压力(压差)外其他因素对机械钻速的影响。
dc指数法dc指数法 dc指数法是一种特定条件下的机械钻速法。
1.d指数
由宾汉1965年提出的钻速方程:
式中:K —— 钻速系数;
N —— 转速;
P —— 钻压;
D —— 钻头直径;
e —— 转速指数;
d —— 钻速系数。
分析:分析:上式中:
且: 1966年,焦登和雪利提出了d指数法。
假定:
(1)岩性以泥页岩为主要代
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
;
由实验 即:e = 1
(2)取 K=1
则有:
故必有:
而d指数与P、N无关。
(3)钻井条件不变。(除P、N、Pp外,其它条件不变)
则有:
由宾汉钻速方程,可得:
代入英制单位,并将d的值调定在0.5~2.5范围内,有:
式中:Vm —— 呎/时;
N —— 转/分;
P —— 磅;
D —— 吋。
将其换算为国际单位后,得到:
式中:Vm —— 米/时;
N —— 转/分;
P —— 千牛;
D —— 毫米。
分析:
分析:
当Vm增大时, 减小;
当Vm减小时, 增大。
所以: Vm 增大,d指数减小;
Vm 减小,d指数增大。
d指数原理小结:
d指数原理小结:
基本假设的条件下,得到了 的关系,且d与P、N的变化无关。也就是说,d指数法是排除了P、N对检测地层压力的干扰(影响)。
问题:钻井条件不变的假设不符合实际情况。
由此,1971年提出了dc指数法,其目的是排除泥浆密度对d指数(检测地层压力)的影响。
2.dc指数
2.dc指数
1971年,麦克伦登提出了以下修正d指数(即dc指数)的方法:
分析上式:
当泥浆密度等于地层水密度时,dc指数等于d指数;
当泥浆密度增大,机械钻速下降,d指数增大,但dc相对下降;
当泥浆密度减小,机械钻速上升,d指数减小,但dc相对上升;
以上方法是将dc指数标准到了相对于地层压力当量等于地层水密度情况下。
以上方法采用的dc(d)指数和泥浆密度的关系是否精确,不必进行讨论,但相对趋势是正确的。通过大量的应用也可说明。
3.dc指数正常趋势线
3.dc指数正常趋势线
目的:排除岩石压实性、钻头磨损对检测结果的影响。
分析:
在正常情况下(地层压力当量密度等于地层水密度)
随H增大,岩石压实性增强,钻头磨损增加,导致机械钻速下降,反应为dc指数增大。
以上在正常地层压力情况下, dc指数随H增大而增大的规律,即为dc指数正常趋势线。
dc指数正常趋势线的一般为直线,即:
dc = A + B.H
也有用指数函数的,即:
通过大量的实践,由于指数函数趋势线和线形函数趋势线误差较小,并且线形函数应用简单,所以,现在常用直线趋势线。
4. dc指数的应用——作图求压
4. dc指数的应用——作图求压
1.按一定段长正确收集各段的有关参数(P、N、ρm、Vm),并计算dc;
2.随钻作出dc—H图(散点图);
3.由正常地层压力段引出dc指数正常趋势线(dcn—H);
4.建立dcn—H方程;
5.找出异常高压过渡带;
地层压力增高,压差下降,机械钻速上升,dc指数下降。即;
正常压力层: ρp = ρh dco = dcn
异常高压层: ρp > ρh dco < dcn
当dc值持续偏小正常趋势线,说明进入了异常高压地层
6.在异常压力段计算地层压力(见后计算方法)。
dc指数正常趋势线dc指数正常趋势线H—DC图H— DC图dc指数检测地层压力dc指数检测地层压力5.利用dc指数计算地层压力
5.利用dc指数计算地层压力
依据:dco偏离正常趋势线的程度。
若玛纳法 (1972年提出)
式中:dco ——dc指数实际值;
dcn ——dc指数正常值(正常趋势
线上的值)
康布公式 (1967年提出)
伊顿公式 (1976年提出)
★dc指数应用注意事项:
★dc指数应用注意事项:
检测段岩性均匀;
检测段保持水力参数大致不变;
以一个钻头段为一个检测段。如果:
在正常压力段换钻头,趋势线平移;
在异常压力段换钻头,趋势线等距平移。换钻头后趋势线的处理换钻头后趋势线的处理★dc指数原理小结★dc指数原理小结第四节.地层破裂压力
第四节.地层破裂压力
一.液压试验法
在固井后,钻入第一层砂岩进行。
目的:
确定套管鞋处的地层破裂压力Pf;
确定最大许用泥浆密度[ρm];
确定最大允许关井套压[Pa]。
方法步骤:
关封井器—小排量注入泥浆—记录各时刻的注入量Q和立管压力Pd—作立管压力和注入量的关系(Pd—Q)图—确定漏失压力PL和破裂压力PR。
注意:不必担心地层被压漏后会影响地层的抗破裂能力。
液压试验曲线液压试验曲线1.确定套管鞋处的地层破裂压力Pf 1.确定套管鞋处的地层破裂压力Pf 当Pd达到PL时,地层开始漏失,所以:
2.确定确定最大许用泥浆密度[ρm]2.确定确定最大许用泥浆密度[ρm]
表层套管以下:[ρm]=ρf-0.06
技术套管以下:[ρm]=ρf-0.12
故:将来的钻井中,应保证泥浆密度ρm <[ρm]。
3.确定最大允许关井套压[Pa]
3.确定最大允许关井套压[Pa]
由关系:
得到:
故:将来发线溢流或压井关井时,应保证关井套压Pa <[Pa]。
第三章.井控技术第三章.井控技术 第一节.井控的基本概念
第一节.井控的基本概念
一.核心问题:
正确的保持或重建井内压力与地层压力之间的平衡关系,即:
Pb >= Pp
式中:
Pb——井底压力,液柱压力+回压,可以人为调节;
Pp——地层压力,客观存在。
二.井控的三个阶段
二.井控的三个阶段
1.初次井控
贯穿于钻井的全过程,使之满足Pb >= Pp,以防止溢流发生。
方法:调整泥浆密度。
2 .二次井控
溢流发生后,通过关井和压井重建井底压力的平衡关系(Pb >= Pp)。
3 .三次井控
当井喷失控以后,首先恢复和建立控制,再进行压井,重建井底压力的平衡(Pb >= Pp)。
指导思想:
立足一次,搞好二次,杜绝三次。第二节.初次井控
第二节.初次井控
核心问题:
确定合理的钻进用泥浆密度ρm,以及相应的技术措施,是满足井底压力的平衡关系(Pb >= Pp)。
一.井内压力及其影响因素
钻井过程中,井内压力取决于钻井的工作情况(工况)。
1.静止工况
井底压力:
2.钻进工况
井底压力:
Pac——环空循环应力降(流动阻力损失),取决于泥浆性能、循环排量、流道尺寸、井深等。null3.起钻工况
井底压力:
Psw ——抽吸压力;(取决于起钻的速度、加速度、泥浆性能、环空间隙等)
Pdp ——未灌泥浆引起的液柱压力减小值。(取决于灌泥浆的间隔和效果)
4.下钻工况
井底压力:
Psw——激动压力;(取决于起钻的速度、加速度、泥浆性能、环空间隙等)二.泥浆密度的确定
二.泥浆密度的确定
原则:在所有工况下满足井底压力的平衡(Pb >= Pp)。
分析:起钻工况
钻进工况
起钻工况
下钻工况
所以,起钻工况的井底压力最小,最危险。
因此,应以起钻工况的井底压力确定将密度。null由平衡关系:
有:
和:
令:
称为附加密度
得:
规定;
油井:
气井: 三.溢流发生的原因
三.溢流发生的原因
地层压力掌握不准确;
井内液柱有效高度下降;
井漏、起钻未灌泥浆。
井内泥浆密度下降;
地面水侵入、地层流体侵入。
起钻抽吸压力过大。
根本原因:Pb < Pp (丧失了井底压力的平衡)
第三节.二次井控
第三节.二次井控
主要环节:
及时发现
立即关井
正确压井
一.溢流的发现一.溢流的发现1.钻进中
机械钻速加快、放空;
出口流量增大;
泵压下降;
泥浆池液面升高;
泥浆性能变化;
密度下降、粘度上升、氯根含量上升等。
油泡、气味。
关键:泥浆池液面、出口管流速。
null2.起钻时
灌不入泥浆,灌入量小于起出钻柱体积。
出口管外溢。
3.下钻时
静止时出口管外溢。
4.空井时
出口管外溢。
短起下钻介绍:
正式起钻前,起下3~5柱钻杆,校对泥浆量。
二.关井
二.关井
基本要求:发现溢流后,及时(立即)关井。
关井要点:
封闭钻柱内部流道(回压凡尔、方钻杆旋塞等);
封闭环空(关闭封井器)。
及时关井的优点:
制止地层流体继续侵入;
减少井内泥浆损失,使关井和压井中的井口压力不致过高。
总之,及时关井使操作者处于主动地位。
null关井方式:
软关井
打开节流阀(3~5圈)—关封井器(可先万能、后闸板)—关节流阀。
硬关井
直接关闭闸板封井器。
提倡软关井。
关井的“四七动作”
关井的“四七动作”
四种工况下:
钻进工况;
起下钻杆工况;
起下钻铤工况;
空井。
每种工况七个动作。
见教材。(略)
关键关井程序思路:
关键关井程序思路:
发现—发出信号—停止作业—造成关井条件—关闭钻柱内—关闭环空—记录数据(关井立压Pd、关井套压Pa、泥浆池增量(溢流量)ΔV)。
关井后的处理:
三.天然气溢流的特点
三.天然气溢流的特点
气体状态方程:(等温状态)
PV = C
气侵的特点:
1.随钻屑进入;
2.扩散进入;
3.置换进入;
4.失衡进入
可见,在气层中钻井,气侵必然会发生。1.均匀气侵对井底压力Pb的影响1.均匀气侵对井底压力Pb的影响均匀气侵:气体以微小气泡状态分散在泥浆中。
特点;形成变密度泥浆柱,井口泥浆密度大大低于井口泥浆密度。
分析:null 均匀气侵null 设:原浆密度: ρm
井口出口泥浆密度: ρms
井口绝对压力: Ps
由此,可以推导出井口泥浆密度由ρm下降为ρms时,井底液柱压力相对未气侵泥浆柱压力的降低值ΔP。
式中: Ps = 0.1MPa
分析上式:
当a = 0.5时,H=10000米时
所以,一般情况下,ΔP<=0.7MPa。结论:
结论:
均匀气侵对井底压力影响不大,一般不会影响井内压力的平衡;
不能以井口出口泥浆密度计算井内泥浆柱压力;
避免盲目加重泥浆密度;
必须对气侵泥浆严格除气,严禁将受侵泥浆泵入井内2.井下气柱在开井情况下上升,对井内压力平衡的影响
2.井下气柱在开井情况下上升,对井内压力平衡的影响
形成气柱的原因:
钻遇大裂缝、溶洞,置换进入;
起钻抽吸;
长期静止,气体积聚;
井底压力小与地层压力。
分析: 分析:井下气柱 — 循环或滑脱上升 — 气体受压减小、体积膨胀 — 泥浆外溢 — 泥浆液柱压力下降 — 达到临界条件(膨胀量)— 气柱将其以上的泥浆全部顶出(泥浆自动外溢)— 泥浆液柱压力大大下降 — 有可能造成井底压力失去平衡(井喷)。
null xcr hcrLhhWPS m g m m gnull设:气柱在井底时的高度为hw;
自动外溢时气柱临界膨胀量(高度)hcr,此时气柱顶距井口高度为Xcr。
由推导得:
失去平衡条件的判断:
自动外溢前失去平衡
自动后溢前失去平衡
不会失去平衡
结论:
结论:
开井情况下气柱上升会对井内压力平衡造成较大影响。
3.关井后,井下气柱滑脱上升对井内压力的影响3.关井后,井下气柱滑脱上升对井内压力的影响特点:
关井后,气柱会滑脱上升;(上升速度270~360米/小时)
关井后,气柱上升时不能膨胀,气柱压力等于井底压力不变;
结论:
关井后,气柱上升会导致井内各点压力不断增大,又可能压坏井口、压漏地层。
例如:(图)
当气柱上升到井口时,应有:
井口压力 = 原井底压力(或井内泥浆柱压力);
井底压力 = 两倍原井底压力。null 03654721836150030000关井后注意问题:
关井后注意问题:
尽量缩短关井时间,尽快转入压井作业;
关井后,气柱上升,不能用相应的井口压力计算地层压力;
关井后,井口压力上升的速度与气柱上升的速度有关;
关井中,应始终保持套压Pa小于最大允许关井套压[Pa],若不能保持,应打开节流阀放掉一部分泥浆,允许气柱膨胀一点。
其中;
第四节 压井
第四节 压井
null基本要求:
在压井过程中,始终保持井底压力Pb>=地层压力Pp,防止地层流体再次侵入井内;
避免压漏地层和压坏井口。
基本原理:
井底压力Pb=井口回压+井内泥浆柱压力Pm
控制手段:
调节节流阀(阻流器)开度,以调节井口回压,达到控制井底压力的目的。
注:井口回压实际上是节流阀的局部流动阻力损失。
一.压井基本计算
一.压井基本计算
依据:
关井立压Pd;
关井套压Pa;
溢流量ΔV。
1.确定地层压力Pp1.确定地层压力Pp 由关井后的静平衡关系:
管柱内:Pd + Pm = Pp
环空内:Pa + Pma + Pw = Pp
式中:
Pd —— 关井立管压力;
Pa —— 关井套管压力;
Pw —— 溢流柱压力;
Pma —— 环空内液柱压力。
papdppnull因为,关井后,Pma和Pw不容易求准确,所以,一般由钻柱内的压力平衡关系求地层压力。即:
但是,如果钻柱内有回压凡尔时,关井立压Pd不能测到
解决的办法解决的办法方法一:蹩通法
方法步骤:
记录关井套压Pa—小排量泵入(直到关井套压Pa上升后停泵)—记录停泵时的套压为Pa1、立压为Pd1—计算
分析;
当套压上升时,说明回压凡尔已被蹩通,连通器关系成立。此时,套压蹩高的压力等于立压蹩高的压力。即有;
得到:
null方法二:循环法(介绍)
不好掌握,不建议采用。
2.压井用泥浆密度
2.压井用泥浆密度
由:
得;
压井要求:
ρe的要求为; ρe=0~0.05
注:当压井结束后,将ρe按规定进行调整。
3.溢流种类判别
3.溢流种类判别
由:Pd + Pm = Pp
Pa + Pma + Pw = Pp
有:Pa – Pd = Pm – Pma –Pw
= GmH – Gm(H – hw) –Gwhw
= (Gm – Gw)hw
则有;
和;
一般情况下:ρw < 0.36 为天然气
0.8 < ρw < 1.0 为油
1.0 < ρw < 1.07 为水4.压井排量Q1的确定和压井时循环压力降Pc1的计算
4.压井排量Q1的确定和压井时循环压力降Pc1的计算
Q1的确定
原则:
不使压井排量过大;便于实施控制。
设;Q 为正常钻进时排量
一般: Q1 = (0.5~0.8) Q
规定要求:Q1 = (1/3~1/2) Q
循环压力降的计算
循环压力降的计算
由水力学:
设;
正常钻进时 排量为Q 泥浆密度为ρm 泵压为Pc
压 井 时 排量为Q1 泥浆密度为ρm 泵压为Pci
则有; (小排量、原浆循环压力降)
设;
正常钻进时 排量为Q 泥浆密度为ρm 泵压为Pc
压井时 排量为Q1 泥浆密度为ρm1 泵压为Pcf
则有; (小排量、重浆循环压力降)
注:Pc1可以由钻井过程中的试验记录得到。其方法如下:
每个班或每天用压井小排量循环一次,记录下泵压即为Pci。
5.初时循环立管总压力Pti和终了循环立管总压力PTf
5.初时循环立管总压力Pti和终了循环立管总压力PTf
定义:
Pti——用原浆循环能平衡地层压力的泵压;
Ptf——用重浆循环能平衡地层压力的泵压。
求Pti
求Pti
由动平衡关系:
Pb = Pti-Pcd + Pmd = Pa+ Pma + Pca
PTi = Pa +Pma + Pca +Pcd – Pmd
= Pa –(Pmd - Pma) + (Pca + Pcd)
其中:
Pa – (Pmd - Pma) = Pd (略等于)
Pcd + Pca =Pci
所以:
PTi = Pd + Pci
求PTf求PTf井内无泥浆,设全为重浆。
动平衡关系为:
Pb = PTf –Pcd + Pmd =Pca + Pma + Pa
则有:
PTf = (Pca + Pcd) + (Pma - Pmd) + Pa
其中;
Pa = 0
Pma – Pmd = 0
Pca + Pcd = Pcf
所以:
PTf = Pcf求PTi求PTi此时,泵需要提供:
1.用于循环的循环流动阻力损失(流动压力降)。即Pc1。
2.由于泥浆液柱压力不能平衡地层压力,还需提供一个回压。该回压就是关井立压Pd。
也就是说:
PTi= Pc1+ Pd
求PTf求PTf此时,泵需要提供:
1.用于循环的循环流动阻力损失(流动压力降)。即Pcf。
2.由于泥浆液柱压力已能平衡地层压力,不需泵提供回压。
也就是说:
Ptf= Pcf6.压井用时间计算6.压井用时间计算钻柱内循环时间 :
(分)
环空内循环时间 :
(分)
式中:
Va、Vd —— 环空、钻柱内容积系数,m3/m m2;
Q1 —— 压井用排量,l/s;
H —— 井深,m。
二.司钻法压井
二.司钻法压井
基本过程:
第一步(第一循环周):用原浆循环排污
第二步(第二循环周):用重浆循环压井
司钻法压井套压计算图 司钻法压井套压计算图 null关键问题;
始终保持井底压力大于等于地层压力。
注意:
由于通过钻柱内和通过环空内计算井底压力与地层压力的平衡(Pb >= Pp)时,是满足连通器的原理,也就是通过两边计算的井底压力是相等的。
所以,在研究压井时的立压时,只需考虑钻柱内的状况对井底压力的平衡关系;而在研究压井时的套压时,只需考虑环空内的状况对井底压力的平衡关系压力。
1.立压变化规律
1.立压变化规律
(1)第一循环周
因为第一循环周内,钻柱内的泥浆柱压力不变,所以,立压(泵压)除了需要提供用原浆循环的循环压力降外,还需要提供一个回压(Pd)。
从初始循环立管总压力的定义(用原浆循环能平衡地层压力的泵压)可知,第一循环周的立管压力应为初始循环立管总压力Pti;即第一循环周的立管压力应为:
PTi = Pd + Pci
且且保持不变。
null(2)第二循环周
(a)重浆下行过程
因为第二循环周的重浆下行过程中,钻柱内的泥浆柱压力逐渐增大,所以,立压(泵压)应该逐渐下降。并且在重浆开始入井时,立管压力应为初始循环立管总压力Pti。
当重浆到达钻头(井底)时,可以近似认为全井都为重浆,那么,从终了循环立管总压力的定义(用重浆循环能平衡地层压力的泵压)可知,此时的立管压力应近似为终了循环立管总压力PTf。这样和全井为重浆的情况的误差只是环空用原浆和重浆循环时的循环应力降之差(很小,且为井底压力较大).
第二循环周的重浆下行过程中,立管压力应为从初始循环立管总压力Pti正比下降到终了循环立管总压力PTfnull (b)重浆上返过程
因为第二循环周的重浆上返过程中,钻柱内的泥浆柱压力不变,所以,立压(泵压)应该不变。并且应为终了循环立管总压力PTf。
司钻法压井立、套压变化曲线司钻法压井立、套压变化曲线pPTiPTfPaPdtPamtatatd2.套压PA 变化规律
2.套压PA 变化规律
(1)第一循环周
(a)气体在环空上升过程
因为气体在环空上升时,为了保证井底压力的平衡关系,应该允许气体膨胀,那么,井内的泥浆柱压力应逐渐减小,所以套压应逐渐增大。
由静平衡关系:
由气态方程:
再由静平衡关系:
联解以上方程组,可得到:(注意Pp – H Gm = Pb)
显然,当y增大时,PA增大.
当y = ym 时,气柱顶到井口,PA = Pamax。
Pamax,ym 的计算Pamax,ym 的计算 由静平衡关系:
由气态方程:
再由静平衡关系:
联解以上方程组,可得到:(注意Pp – H ×Gm = Pb)
其中:
该段用时间:
null (b)气体在排除过程
因为气体排除时,排除的是气体,进入的是泥浆,井内的泥浆柱压力正比增大,所以套压应正比减小。
由静平衡关系:(图)
溢流排完时:
即,该过程中,PA 从 Pamax 正比下降至Pd。
注:当溢流排完后关井,应有:
关井立压=关井套压=Pd
该段用时间:
(1)第二循环周
(1)第二循环周
(a)重浆在钻柱内下行过程
因为重浆在钻柱内下行时,环空内泥浆柱压力不变,所以套压应不变,且等于Pd。
该段用时间:
(b)重浆在环空内上返过程
因为重浆在环空内上返时,环空内泥浆柱压力逐渐增大,所以套压应逐渐减小,当重浆返到井口时,套压应为 0 。
该段用时间:
★溢流为液体时的立压、套压变化规律★溢流为液体时的立压、套压变化规律 1.立压变化规律:
因为钻柱内的情况与气体溢流完全相同,所以,立压变化规律与气体溢流相同。
2.套压变化规律:
因为环空内的情况与气体溢流不同,所以,套压变化规律与气体溢流不同。
null(1)第一循环周
(a)溢流上返过程
因为:Pma + Pw =Const
所以:PA = Const = Pa
(b)溢流排除过程
因为:环空中液柱压力逐渐增大,
所以:套压逐渐减小,并且,当溢流排完后,PA = Pd 。
(2)第二循环周
因为:溢流排完后,井内情况和气体溢流完全相同,
所以:套压变化规律和气体溢流完全相同。
★小结★小结关键:整个过程中,始终保持井底压力大于等于地层压力。
控制依据:立压、套压。
方法:调节节流阀。
为了方便,
第一循环周,控制立压为PTi;
第二循环周:
重浆下行过程:控制套压为Pd ;
重浆上返过程:控制立压为PTf 。null★注意:
滞后时间:
压力在泥浆中的传播速度为 300米/小时。
★施工步骤及注意事项:
★压井施工单:
★井口装置及管汇介绍:
三.工程师法压井
三.工程师法压井
又称一步法、等后加重法。
溢流发生后,关井、求得基本数据后,配置好压井重浆,然后用压井泥浆(重浆)循环排污、压井。
1.立压变化规律
(1)重浆下行过程
立压从PTi正比下降到PTf 。
(2)重浆上返过程
立压保持为PTf不变2.套压变化规律
2.套压变化规律
1)重浆下行过程
套压按司钻法规律上升。
null (2)重浆返出钻头—溢流顶到井口过程
重浆进入:导致环空液柱压力增大;
气体上升:膨胀,导致液柱压力降低
所以:套管压力先降低,上升。(图)
建立:
联解以上方程,得:
气顶到井口时,Y = Ymax 、PA = Pamax2 ;
建立:
解得:
以上为二次方程,自解。
并有:
null (3)排除溢流过程
套压从Pamax2 下降到Yd (Gm1 - Gm)
推导:
(4)排除原浆过程
套压从Yd (Gm1 - Gm)下降到 0 。
工程师法压井立、套压变化曲线工程师法压井立、套压变化曲线tdtdtapPTiPTfPatPam1Pam2四.非常规压井(简单介绍)
四.非常规压井(简单介绍)
1.起下钻中发现溢流的压井;
2.空井压井(井内无钻具);(体积法)
3.泥浆喷空的压井;(置换法)
4.着火后的压井.
谢 谢!