井底常压法压井-计算-

31.08.2020井底常压法压井第三单元常规压井31.08.2020一、压井的基本方法二、井底常压法压井原理三、井底常压法压井步骤四、压井注意事项31.08.20201.先排污,再循环压井(司钻法)2.等待加重,再循环压井(工程师法)3.立刻开始,边循环边加重不关井4.先排污,再边循环边加重(实用法)按排污和加重的顺序不同一.压井的基本方法31.08.2020基本原理是：实施压井过程中，始终保持井底压力与地层压力的平衡,不使新的地层流体进入井内。同时又不使控制压力过高，危机地层与设备。常用的正循环压井方法包括二次循环法（司钻法）、一次循环法（工程师法）和边循环边加重法，也称为井底常压法或常规压井方法。所谓常规压井方法，就是溢流、井喷发生后，能正常关井，在泵入压井液过程中始终遵循井底压力略大于地层压力的原则完成压井作业的方法.二、井底常压法压井原理：31.08.2020几种常规压井方法也各有其优缺点Ⅰ在相同条件下就施工时间而言，发现溢流关井后等候压井的时间，二次循环法（司钻法）和边循环边加重法较短，而一次循环法（工程师法）较长。但就总体压井作业时间而言，一次循环法（工程师法）较短，二次循环法（司钻法）和边循环边加重法较长。Ⅱ压井过程中出现的套压峰值，二次循环法（司钻法）较大，边循环边加重法次之，一次循环法（工程师法）较小。Ⅲ压井过程中给地层施加的应力，尤其是给浅部地层施加的应力峰值，二次循环法（司钻法）较大，边循环边加重法次之，一次循环法（工程师法）较小。Ⅳ几种方法中，边循环边加重法施工难度大。31.08.2020司钻压井法工程师压井法井底常压法压井31.08.2020二次循环法。压井过程中需要循环两周钻井液。第一循环周，用原浆将环空中的井侵气体顶替到地面，同时配制压井钻井液。第二循环周，用压井钻井液将原浆顶替到地面。司钻法31.08.2020司钻法压井保持井底常压原理两步循环法用原浆排出溢流用重泥浆压井核心：特点：留出时间准备重泥浆控制简单压井时间较长，井口压力较高井底常压(P地层=P井底）缺点：31.08.2020一次循环法。压井过程中只需要循环一周钻井液。配制压井钻井液。用压井钻井液将环空中井侵流体顶替到地面，直到重钻井液返出地面。工程师法31.08.2020司钻压井法压井步骤(一)计算压井所需的基本数据(二)填写压井施工单(三)司钻压井法压井原理图解压井步骤(四)司钻压井法压井实例三、井底常压法压井步骤----司钻压井法31.08.2020(一)计算压井所需的基本数据（1）地层压力（2）判断溢流类型(3)压井钻井液密度（4）计算容积（5）注入加重钻井液的时间（6）重晶石的重量(7)循环时的立管总压力(8)最大允许关井套压31.08.2020（1）地层压力Pp钻柱内：Pp=Pd+0.0098H环空内：Pp=Pa+0.0098HPdPaPp(一)计算压井所需的基本数据（1）地层压力PpPp---地层压力Pd---关井立压Pa---关井套压---钻井液密度H---垂直液柱高度31.08.2020钻井液池钻井液增量。；溢流密度，溢流高度，米；VcmgwwhwhdpapmwaVVwh3/)(102Va—每米环空容积Pd---关井立压Pa---关井套压压(一)计算压井所需的基本数据（2）用密度判断溢流类型w—在1.07---1.20g/cm3之间为盐水。w—在0.12-0.36g/cm3之间为天然气。w—在0.36---1.07g/cm3之间为油或混合气体溢流31.08.2020根据（9---1）（9---2）两式确定溢流类型，选取安全附加当量钻井液密度和安全附加压力。（2）用密度判断溢流类型w—在1.07---1.20g/cm3之间为盐水。w—在0.12-0.36g/cm3之间为天然气。w—在0.36---1.07g/cm3之间为油或混合气体溢流。Pe油井：1.5-3.5MPa气井：3.0-5.0MPa0.05---0.1g/cm3(油井)0.07---0.15g/cm3(气层)31.08.2020（2）用压力梯度判断溢流类型G溢=G作业流体-(p关套-p关油)/hwG溢-----溢流的压力梯度G作业流体-----作业流体的压力梯度p关套-----初始关井套压p关油-----初始关井油压hw-----溢流段的高度盐水:G溢＞0.01盐水/油/气G溢:0.00466＜G溢＜0.0082油:0.0058＜G溢＜0.0082油/气:0.00466＜G溢＜0.00699气:G溢＜0.0046631.08.2020。产层垂直井深，—。安全附加值，—。地层压力，—。压井钻井液密度，—mHMPapMPapcmgHppepkepk3/)(102(3)据地层压力计算压井钻井液密度Pe油井：1.5-3.5MPa气井：3.0-5.0MPa31.08.2020。安全附加值，—。关井立管压力，—。原钻井液密度，—3/3/102cmgeMPapcmgmeHpmkdd(3)据关井立管压力计算压井钻井液密度Pe0.05---0.1g/cm3(油井)0.07---0.15g/cm3(气层)。安全附加值，—。关井立管压力，—。原钻井液密度，—3/3/102cmgeMPapcmgmeHpmkdd。产层垂直井深，—。安全附加值，—。地层压力，—。压井钻井液密度，—mHMPaepMPappcmgkHepppk3/)(102(3)依据关井立管压力计算压井钻井液密度(3)依据地层压力计算压井钻井液密度0.05---0.1g/cm3(油井)0.07---0.15g/cm3(气层)油井：1.5-3.5MPa气井：3.0-5.0MPa31.08.2020钻柱内容积V1。钻具长度，—；钻具内径，—；钻柱内容积，mLmDmVnLnDLDLDV3_1222212141（4）计算钻柱内容积及加重钻井液量--钻柱内容积V1经验公式：V=D2/2(m3/km)31.08.2020。钻具或井段长，—；钻具外径，—；井眼直径或套管内径，—。环空容积，—mLmpDmhDmVLpDhDLpDhDV32222221212142（4）计算钻柱内容积及加重钻井液量--环空容积V231.08.2020（4）计算钻柱内容积及加重钻井液量--总容积总容积V=V1+V2V—钻具内容积与环空容积之和，m3。所需加重钻井液量一般取总容积之和的1.5---2倍。井筒容积的1.5-2倍31.08.2020。压井排量，—；钻具内容积，—；间，注满钻柱内容积所需时—SLQmVtQVt/31min160110001t1=V160Q（分）（5）计算注入加重钻井液的时间---注满钻柱内容积所需时间泥浆在井筒内运行时间钻柱内：Td=Vd/Q环空内：Ta=Va/Q31.08.2020。压井排量，—；环空容积，—；注满环空所需时间，—SLQmVtQVt/32min260210002压井时，压井排量一般取钻进时排量的1/3—1/2。（5）计算注入加重钻井液的时间---注满环形空间所需时间注入加重钻井液的总时间:t=t1+t2钻柱内：Td=Vd/Q环空内：Ta=Va/Q31.08.2020k--压井液密度,g/cm3m--原浆密度，g/cm331.08.2020（6）根据新浆总体积V求重晶石的重量S加重剂密度4.25g/cm310压井液密度.原浆密度.G---配制定量新浆所需加重料的重量31.08.202010101)(SSVG重晶石的重量S加重剂密度4.25g/cm310压井液密度.原浆密度.V0------原钻井液容积,立方米G1------定量钻井液加重时所需加重材料的重量吨（6）根据原钻井液体积V0求重晶石的重量31.08.2020初始循环立管压力pTi—初始循环立管压力，Mpa；pd—关井立管压力，Mpa；pci—压井排量循环立管压力(低泵速泵压)，Mpa。pTi=pd+pci(7)计算压井循环时的立管总压力终了循环立管压力PTf=Pci×ρK/ρm31.08.2020井内压力平衡关系管柱内：Pd+Pm=Pb环空内：Pa+Pm=PbP立压P套压P井底P液柱关井后立管压力31.08.2020pd=Pp-Pm=Pa-Pma式中pd—关井立管压力，MpaPh—钻柱内钻井液液柱压力，MpaPp—地层压力，MpaPa—关井套管压力，MpaPma—环空受侵钻井液液柱压力，Mpa关井立管压力：31.08.2020压井循环时立管总压力PT=Pd+△Pcs+PePT—压井循环时立管压力，MpaPd—关井立管压力，Mpa△Pcs—循环压耗，MpaPe—附加压力，Mpa31.08.2020初始循环压力：pTi=pd+pcipTi—初始压井循环立管压力，Mpa；pd—关井立管压力，Mpa；pci—压井排量循环立管压力，(低泵速泵压)Mpa。31.08.2020终了循环立管压力PTf=ρK/ρm×Pci---钻井液密度ρK----压井液密度Pci---低泵速泵压PTf---终了循环立管压力31.08.2020pa=（Gf–Gm）Hfpa——最大允许关井套压，Mpa；Gf—地层破裂压力梯度，Mpa/m；Gm—原钻井液压力梯度，Mpa/m（0.0098m)Hf—套管鞋处漏层井深，m。(8)计算最大允许关井套压31.08.2020根据计算出的各项压井数据和关井前后的记录数据，认真、准确的填写好压井施工单，作为施工的依据(二)填写压井施工单31.08.2020压井施工单预录取数据关井数据地层压力压井液密度第一循环各项压力(初始循环压力)第二循环各项压力(终了循环压力)地面到井口循环时间和冲数井口到地面循环时间和冲数压井施工单预先记录数据井号：日期：填写人：井深：垂直井深套管尺寸/重量/纲级：层位：井眼尺寸：套管抗内压强度：钻杆尺寸/重量：地层破裂压力：Pf钻杆容积系数：V1环空容积系数V2一号泵二号泵压井排量循环压力压井排量循环压力溢流后关井记录井深：垂直井深：层位：溢流量：△V关井立管压力：Pd关井套管压力Pa压井参数安全附加当量钻井液密度压井钻井液密度增量压井钻井液密度k压井排量Q初始循环总压力pTi终了循环立管总压力PTf钻杆内充满时间t1环空充满时间t231.08.2020(三)司钻压井法压井原理图解压井步骤地面压力加上液柱压力使井底压力等于或稍大于地层压力,在保证没有新的溢流的前提下将压井流体充满井筒。P井底=P地层31.08.2020井内压力平衡关系管柱内：P立压+P静液柱=P井底环空内：P套压+P环空液柱=P井底P立压P套压P井底P液柱1、关井后31.08.2020司钻法第一循环井筒压力的变化循环时溢流在环空内上升的情况，溢流运移减少液柱压力3.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa4.5MPa4.5MPa5.95MPa12.6MPa7MPa31.08.2020司钻法压井压力控制曲线tatatdtppTipapaPp+PtaPT=Pd+Pc动画31.08.20202.第一周循环时井内压力关系管柱内：P泵I+P液柱-P管柱摩阻=P井底P泵I=P立压+P低泵速P泵I称为—--初始循环立压环空内：P套压+P套液柱+P套管摩阻=P井底31.08.2020tatatdtppTipa动画溢流全部循环出井，循环结束时,停泵、关井后：1、如果:立压=套压=0压井结束2、如果:关井立压=关井套压≠0开始第二循环周压井3、如果:关井立压≠关井套压继续第一循环周7MPa7MPa31.08.2020管柱内：P泵2+P油液柱-P管柱摩阻=P井底环空内：P套压+P套液柱+P环空摩阻=P井底只要保持套压不变,即可保持井底压力不变。当压井液到达井底时，pTi下降到最低点----终了循环压力PTf3.5MPa3.5MPa3.第二周循环时井内压力关系P泵2=P低泵速×ρ