井底常壓法壓井(計算)

1、2021-10-30井底常壓法壓井井底常壓法壓井 第三單元第三單元常常 規(guī)規(guī) 壓壓 井井2021-10-30一、一、壓井的基本方法壓井的基本方法 二、二、井底常壓法壓井井底常壓法壓井原理原理 三、三、井底常壓法井底常壓法壓井步驟壓井步驟 四、壓井注意事項四、壓井注意事項2021-10-301. 1.先排污先排污, ,再循環(huán)壓井再循環(huán)壓井( (司鉆法司鉆法) ) 2.2.等待加重等待加重, ,再循環(huán)壓井再循環(huán)壓井( (工程師法工程師法) )3.3.立刻開始立刻開始, ,邊循環(huán)邊加重不關井邊循環(huán)邊加重不關井4.4.先排污先排污, ,再邊循環(huán)邊加重再邊循環(huán)邊加重( (實用法實用法) )按排污和加重的

2、順序不同按排污和加重的順序不同一一. .壓井的基本方法壓井的基本方法2021-10-30 基本原理是：實施壓井過程中，始終保持基本原理是：實施壓井過程中，始終保持井底壓力與地層壓力的平衡井底壓力與地層壓力的平衡,不使新的地層流體不使新的地層流體進入井內(nèi)。同時又不使控制壓力過高，危機地進入井內(nèi)。同時又不使控制壓力過高，危機地層與設備。層與設備。 常用的正循環(huán)壓井方法包括二次循環(huán)法（司常用的正循環(huán)壓井方法包括二次循環(huán)法（司鉆法）、一次循環(huán)法（工程師法）和邊循環(huán)邊鉆法）、一次循環(huán)法（工程師法）和邊循環(huán)邊加重法，也稱為井底常壓法或常規(guī)壓井方法。加重法，也稱為井底常壓法或常規(guī)壓井方法。 所謂常規(guī)壓井方法

3、所謂常規(guī)壓井方法，就是溢流、井噴發(fā)生，就是溢流、井噴發(fā)生后，能正常關井，在泵入壓井液過程中始終遵后，能正常關井，在泵入壓井液過程中始終遵循井底壓力略大于地層壓力的原則完成壓井作循井底壓力略大于地層壓力的原則完成壓井作業(yè)的方法業(yè)的方法 .二、二、井底常壓法壓井原理井底常壓法壓井原理：2021-10-30幾種常規(guī)壓井方法也各有其優(yōu)缺點幾種常規(guī)壓井方法也各有其優(yōu)缺點o 在相同條件下就在相同條件下就施工時間而言施工時間而言，發(fā)現(xiàn)溢流關井后，發(fā)現(xiàn)溢流關井后等候壓井的時間等候壓井的時間，二次循環(huán)法（司鉆法）和邊循環(huán)邊加，二次循環(huán)法（司鉆法）和邊循環(huán)邊加重法較短，而一次循環(huán)法（工程師法）較長。但就總體重法較

4、短，而一次循環(huán)法（工程師法）較長。但就總體壓井作業(yè)時間而言，一次循環(huán)法（工程師法）較短，二壓井作業(yè)時間而言，一次循環(huán)法（工程師法）較短，二次循環(huán)法（司鉆法）和邊循環(huán)邊加重法較長。次循環(huán)法（司鉆法）和邊循環(huán)邊加重法較長。o 壓井過程中出現(xiàn)的壓井過程中出現(xiàn)的套壓峰值套壓峰值，二次循環(huán)法（司鉆，二次循環(huán)法（司鉆法）較大，邊循環(huán)邊加重法次之，一次循環(huán)法（工程師法）較大，邊循環(huán)邊加重法次之，一次循環(huán)法（工程師法）較小。法）較小。o 壓井過程中壓井過程中給地層施加的應力給地層施加的應力，尤其是給淺部地，尤其是給淺部地層施加的應力峰值，二次循環(huán)法（司鉆法）較大，邊循層施加的應力峰值，二次循環(huán)法（司鉆法）較大

5、，邊循環(huán)邊加重法次之，一次循環(huán)法（工程師法）較小。環(huán)邊加重法次之，一次循環(huán)法（工程師法）較小。o 幾種方法中，幾種方法中，邊循環(huán)邊加重法施工難度大邊循環(huán)邊加重法施工難度大。2021-10-30司鉆壓井法司鉆壓井法工程師壓井法工程師壓井法井底常壓法壓井井底常壓法壓井2021-10-30 二次循環(huán)法。壓井過程中需要循二次循環(huán)法。壓井過程中需要循環(huán)兩周鉆井液。環(huán)兩周鉆井液。 第一循環(huán)周，用第一循環(huán)周，用原漿原漿將環(huán)空中的將環(huán)空中的井侵氣體頂替到地面，同時配制壓井井侵氣體頂替到地面，同時配制壓井鉆井液。鉆井液。 第二循環(huán)周，用第二循環(huán)周，用壓井鉆井液壓井鉆井液將原將原漿頂替到地面。漿頂替到地面。 司鉆

6、法司鉆法2021-10-30司鉆法司鉆法壓井壓井保持保持井底井底常壓原理常壓原理兩步循環(huán)法兩步循環(huán)法用原漿排出溢流用原漿排出溢流用重泥漿壓井用重泥漿壓井核心：核心：特點：特點： 留出時間準備重泥漿留出時間準備重泥漿控制簡單控制簡單壓井時間較長，井口壓力較高壓井時間較長，井口壓力較高井底常壓井底常壓(P(P地層地層=P=P井底井底）缺點：缺點：2021-10-30 一次循環(huán)法。壓井過程中一次循環(huán)法。壓井過程中 只需要循環(huán)一只需要循環(huán)一周鉆井液。周鉆井液。配制壓井鉆井液。配制壓井鉆井液。用用壓井鉆井液壓井鉆井液將環(huán)空中井侵流體頂替到將環(huán)空中井侵流體頂替到地面，直到重鉆井液返出地面。地面，直到重鉆井

7、液返出地面。工程師法工程師法2021-10-30司鉆壓井法壓井步驟司鉆壓井法壓井步驟( (一一) )計算壓井所需的基本數(shù)據(jù)計算壓井所需的基本數(shù)據(jù)( (二二) )填寫壓井施工單填寫壓井施工單( (三三) )司鉆壓井法壓井原理圖解司鉆壓井法壓井原理圖解壓井壓井步驟步驟( (四四) )司鉆壓井法壓井實例司鉆壓井法壓井實例三、井底常壓法壓井步驟三、井底常壓法壓井步驟 -司鉆壓井法司鉆壓井法2021-10-30( (一一) )計算壓井所需的基本數(shù)據(jù)計算壓井所需的基本數(shù)據(jù)（1 1）地層壓力）地層壓力（2 2）判斷溢流類型）判斷溢流類型 (3)(3)壓井鉆井液密度壓井鉆井液密度（4 4）計算容積）計算容積（

8、5 5）注入加重鉆井液的時間）注入加重鉆井液的時間（6 6）重晶石的重量重晶石的重量 (7)(7)循環(huán)時的立管總壓力循環(huán)時的立管總壓力 (8)(8)最大允許關井套壓最大允許關井套壓2021-10-30（1）地層壓力）地層壓力Pp鉆柱內(nèi)：鉆柱內(nèi)：P Pp p=P=Pd d+0.0098 H+0.0098 H環(huán)空內(nèi)：環(huán)空內(nèi)：P Pp p=P=Pa a+0.0098 H+0.0098 HP Pd dPaPaP Pp p(一一)計算壓井所需的基本數(shù)據(jù)計算壓井所需的基本數(shù)據(jù)（1）地層壓力）地層壓力PpPp-地層壓力地層壓力Pd-關井立壓關井立壓Pa-關井套壓關井套壓 -鉆井液密度鉆井液密度H-垂直液柱高

9、度垂直液柱高度2021-10-30鉆井液池鉆井液增量。；溢流密度，溢流高度，米；VcmgwwhwhdpapmwaVVwh3/)(102Va每米環(huán)空容積每米環(huán)空容積Pd-關井立壓關井立壓Pa-關井套壓壓關井套壓壓(一一)計算壓井所需的基本數(shù)據(jù)計算壓井所需的基本數(shù)據(jù)（2）用密度判斷溢流類型）用密度判斷溢流類型 w在在1.07-1.20g/cm3之間為鹽水之間為鹽水。 w在在0.12-0.36g/cm3之間為天然氣之間為天然氣。 w在在0.36-1.07g/cm3之間為油或混合氣體溢流之間為油或混合氣體溢流 2021-10-30根據(jù)（9-1）（9-2）兩式確定溢流類型，選取安全附加當量鉆井液密度和安

10、全附加壓力。（2）用密度用密度判斷溢流類型判斷溢流類型 w在在1.07-1.20g/cm3之間為鹽水之間為鹽水。 w在在0.12-0.36g/cm3之間為天然氣之間為天然氣。 w在在0.36-1.07g/cm3之間為油或混合之間為油或混合 氣體溢流。氣體溢流。Pe油井：油井：1.5-3.5MPa1.5-3.5MPa氣井：氣井：3.0-5.0MPa3.0-5.0MPa 0.05-0.1g/cm3(油井油井) 0.07-0.15g/cm3 (氣層氣層)2021-10-30（2）用壓力梯度判斷溢流類型）用壓力梯度判斷溢流類型G溢溢= G作業(yè)流體作業(yè)流體-(p關套關套- p關油關油)/hw G溢溢-溢

11、流的壓力梯度溢流的壓力梯度G作業(yè)流體作業(yè)流體-作業(yè)流體的壓力梯度作業(yè)流體的壓力梯度p關套關套-初始關井套壓初始關井套壓p關油關油-初始關井油壓初始關井油壓hw-溢流段的高度溢流段的高度鹽水鹽水: G溢溢0.01鹽水鹽水/油油/氣氣G溢溢: 0.00466 G溢溢0.0082油油: 0.0058 G溢溢0.0082油油/氣氣: 0.00466 G溢溢0.00699氣氣: G溢溢0.004662021-10-30。產(chǎn)層垂直井深，。安全附加值，。地層壓力，。壓井鉆井液密度，mHMPapMPapcmgHppepkepk3/)(102(3)據(jù)據(jù)地層壓力地層壓力計算壓井鉆井液密度計算壓井鉆井液密度Pe油井

12、：油井：1.5-3.5MPa1.5-3.5MPa氣井：氣井：3.0-5.0MPa3.0-5.0MPa2021-10-30。安全附加值，。關井立管壓力，。原鉆井液密度，3/3/102cmgeMPapcmgmeHpmkdd(3)據(jù)關井立管壓力計算壓井鉆井液密度據(jù)關井立管壓力計算壓井鉆井液密度Pe 0.05-0.1g/cm3(油井油井)0.07-0.15g/cm3 (氣層氣層)。安全附加值，。關井立管壓力，。原鉆井液密度，3/3/102cmgeMPapcmgmeHpmkdd。產(chǎn)層垂直井深，。安全附加值，。地層壓力，。壓井鉆井液密度，mHMPaepMPappcmgkHepppk3/)(102(3)依據(jù)

13、依據(jù)關井立管壓力關井立管壓力計計算壓井鉆井液密度算壓井鉆井液密度(3)依據(jù)依據(jù)地層壓力地層壓力計計算壓井鉆井液密度算壓井鉆井液密度0.05-0.1g/cm3(油井油井)0.07-0.15g/cm3 (氣層氣層)油井：油井：1.5-3.5MPa1.5-3.5MPa氣井：氣井：3.0-5.0MPa3.0-5.0MPa2021-10-30鉆柱內(nèi)容積鉆柱內(nèi)容積V1。鉆具長度，；鉆具內(nèi)徑，；鉆柱內(nèi)容積，mLmDmVnLnDLDLDV3_1222212141 （4）計算鉆柱內(nèi)容積及加重鉆井液量）計算鉆柱內(nèi)容積及加重鉆井液量-鉆柱內(nèi)容積鉆柱內(nèi)容積V1經(jīng)驗公式：經(jīng)驗公式：V=D2/2 (m3/km) 2021

14、-10-30。鉆具或井段長，；鉆具外徑，；井眼直徑或套管內(nèi)徑，。環(huán)空容積，mLmpDmhDmVLpDhDLpDhDV32222221212142 （4）計算鉆柱內(nèi)容積及加重鉆井液量計算鉆柱內(nèi)容積及加重鉆井液量-環(huán)空容積環(huán)空容積V22021-10-30（4）計算鉆柱內(nèi)容積及加重鉆井液量）計算鉆柱內(nèi)容積及加重鉆井液量-總容積總容積總容積總容積V=V1+V2V鉆具內(nèi)容積與環(huán)空容積之和，鉆具內(nèi)容積與環(huán)空容積之和，m3。所需加重鉆井液量一般取總容積之和的所需加重鉆井液量一般取總容積之和的1.5-2倍倍。井筒容積的井筒容積的1.5-2倍倍2021-10-30。壓井排量，；鉆具內(nèi)容積，；間，注滿鉆柱內(nèi)容積所

15、需時SLQmVtQVt/31min160110001t1=V160Q（分）（分）（5）計算注入加重鉆井液的時間）計算注入加重鉆井液的時間-注滿鉆柱內(nèi)容積所需時間注滿鉆柱內(nèi)容積所需時間泥漿在井筒內(nèi)運行時間泥漿在井筒內(nèi)運行時間鉆柱內(nèi)：鉆柱內(nèi)：T Td=V=Vd d/Q/Q環(huán)空內(nèi)：環(huán)空內(nèi)：T Ta=V=Va a/Q/Q2021-10-30。壓井排量，；環(huán)空容積，；注滿環(huán)空所需時間，SLQmVtQVt/32min260210002壓井時，壓井排量一般取壓井時，壓井排量一般取鉆進時排量的鉆進時排量的1/31/2。（5）計算注入加重鉆井液的時間）計算注入加重鉆井液的時間-注滿環(huán)形空間所需時間注滿環(huán)形空間所

16、需時間注入加重鉆井液的總時間注入加重鉆井液的總時間: t=t1+t2鉆柱內(nèi)：鉆柱內(nèi)：T Td=V=Vd d/Q/Q環(huán)空內(nèi)：環(huán)空內(nèi)：T Ta=V=Va a/Q/Q2021-10-30 k-壓井液密度,g/cm3 m-原漿密度， g/cm32021-10-30（6）根據(jù)新漿總體積根據(jù)新漿總體積V求求重晶石的重量重晶石的重量 S加重劑密度加重劑密度4.25 g/cm3 1 0壓井液密度壓井液密度. 原漿密度原漿密度.G-配制定量新漿所需加重料的重量配制定量新漿所需加重料的重量2021-10-3010101)(SSVG重晶重晶石的石的重量重量 S加重劑密度加重劑密度4.25 g/cm3 1 0壓井液密

17、度壓井液密度. 原漿密度原漿密度.V0-原鉆井液容積原鉆井液容積,立方米立方米G1-定量鉆井液加重時所需加重材料的重量定量鉆井液加重時所需加重材料的重量噸噸（6）根據(jù)原鉆井液體積根據(jù)原鉆井液體積V0求求重晶石的重量重晶石的重量2021-10-30初始初始循環(huán)循環(huán)立管壓力立管壓力pTi初始循環(huán)立管壓力，初始循環(huán)立管壓力，Mpa；pd關井立管壓力，關井立管壓力，Mpa；pci壓井排量循環(huán)立管壓力壓井排量循環(huán)立管壓力(低泵速泵壓低泵速泵壓)，Mpa。pTi=pd+pci(7)計算壓井循環(huán)時的立管總壓力計算壓井循環(huán)時的立管總壓力終了循環(huán)立管壓力終了循環(huán)立管壓力P PTfTf=P=Pci ci K K/

18、m m2021-10-30井內(nèi)壓力平衡關系井內(nèi)壓力平衡關系管柱內(nèi)：管柱內(nèi)：P Pd d+P+Pm m=P=Pb b環(huán)空內(nèi)：環(huán)空內(nèi)：P Pa a+P+Pm m=P=Pb bP P立壓立壓P P套壓套壓P P井底井底P P液柱液柱關井后關井后立管壓力立管壓力2021-10-30opd =Pp-Pm=Pa-Pmao式中opd關井立管壓力，Mpa oPh鉆柱內(nèi)鉆井液液柱壓力，Mpa oPp地層壓力，MpaoPa關井套管壓力，Mpa oPma環(huán)空受侵鉆井液液柱壓力，Mpa關井立管壓力：2021-10-30壓井循環(huán)時立管總壓力壓井循環(huán)時立管總壓力o PT=Pd+Pcs+PeoPT壓井循環(huán)時立管壓力，Mpa

19、 oPd關井立管壓力，Mpa oPcs循環(huán)壓耗，Mpa o Pe附加壓力，Mpa 2021-10-30初始循環(huán)壓力：pTi=pd+pcipTi初始壓井循環(huán)立管壓力，初始壓井循環(huán)立管壓力，Mpa；pd關井立管壓力，關井立管壓力，Mpa；pci壓井排量循環(huán)立管壓力壓井排量循環(huán)立管壓力， (低泵速泵壓低泵速泵壓) Mpa。2021-10-30終了循環(huán)終了循環(huán)立管立管壓力壓力P PTfTf=K K/m mP Pcici -鉆井液密度鉆井液密度K-壓井液密度壓井液密度Pci-低泵速泵壓低泵速泵壓PTf-終了循環(huán)終了循環(huán)立管立管壓力壓力2021-10-30pa=（GfGm）Hfpa最大允許關井套壓，最大允

20、許關井套壓，Mpa；Gf地層破裂壓力梯度，地層破裂壓力梯度，Mpa/m；Gm原鉆井液壓力梯度，原鉆井液壓力梯度， Mpa/m（0.0098 m)Hf套管鞋處漏層井深，套管鞋處漏層井深，m。(8)計算最大允許關井套壓計算最大允許關井套壓2021-10-30 根據(jù)計算出的各項壓井數(shù)據(jù)和關井前后的記錄數(shù)據(jù)，認真、準確的填寫好壓井施工單，作為施工的依據(jù)(二二)填寫壓井施工單填寫壓井施工單2021-10-30o預錄取數(shù)據(jù)預錄取數(shù)據(jù)o關井數(shù)據(jù)關井數(shù)據(jù)o地層壓力地層壓力o壓井液密度壓井液密度o第一循環(huán)各項壓力第一循環(huán)各項壓力( (初始循環(huán)壓力初始循環(huán)壓力) )o第二循環(huán)各項壓力第二循環(huán)各項壓力( (終了循環(huán)

21、壓力終了循環(huán)壓力) )o地面到井口循環(huán)時間和沖數(shù)地面到井口循環(huán)時間和沖數(shù)o井口到地面循環(huán)時間和沖數(shù)井口到地面循環(huán)時間和沖數(shù)壓井施工單壓井施工單預先記錄數(shù)據(jù)井號：日期：填寫人：井深：垂直井深套管尺寸 /重量/綱級：層位：井眼尺寸：套管抗內(nèi)壓強度：鉆桿尺寸 /重量：地層破裂壓力： Pf鉆桿容積系數(shù)：V V1 1環(huán)空容積系數(shù) V V2 2一號泵二號泵壓井排量循環(huán)壓力壓井排量循環(huán)壓力溢流后關井記錄井深：垂直井深：層位：溢流量：V關井立管壓力：Pd關井套管壓力 Pa壓井參數(shù)安全附加當量鉆井液密度壓井鉆井液密度增量壓井鉆井液密度 k壓井排量 Q 初始循環(huán)總壓力 pTi終了循環(huán)立管總壓力 PTf 鉆桿內(nèi)充滿

22、時間 t1環(huán)空充滿時間 t t2 2 2021-10-30(三三)司鉆壓井法壓井原理圖解司鉆壓井法壓井原理圖解壓井壓井步驟步驟o 地面壓力加上液柱壓力使井底壓地面壓力加上液柱壓力使井底壓力等于或稍大于地層壓力力等于或稍大于地層壓力, ,在保證沒在保證沒有新的溢流的前提下將壓井流體充滿有新的溢流的前提下將壓井流體充滿井筒。井筒。理想狀態(tài)：理想狀態(tài)： P井底= P地層2021-10-30井內(nèi)壓力平衡關系井內(nèi)壓力平衡關系管柱內(nèi)：管柱內(nèi)：P P立壓立壓+P+P靜液柱靜液柱=P=P井底井底環(huán)空內(nèi)：環(huán)空內(nèi)：P P套壓套壓+P+P環(huán)空液柱環(huán)空液柱=P=P井底井底P P立壓立壓P P套壓套壓P P井底井底P

23、P液柱液柱1、關井后、關井后2021-10-30司鉆法第一循環(huán)井筒壓力的變化司鉆法第一循環(huán)井筒壓力的變化o循環(huán)時溢流在循環(huán)時溢流在環(huán)空環(huán)空內(nèi)上升的情況，溢流運移減少液柱壓力內(nèi)上升的情況，溢流運移減少液柱壓力3.5MPa3.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa4.5MPa4.5MPa4.5MPa4.5MPa5.95MPa5.95MPa12.6MPa12.6MPa7MPa7MPa2021-10-30司鉆法壓井壓力控制曲線t ta at ta at td dt tp pp pTiTip pa ap pa aP Pp

24、p+P+PtataP PT T=P=Pd d+ +P Pc c動畫動畫2021-10-30 2.2.第一周循環(huán)時第一周循環(huán)時井內(nèi)壓力關系井內(nèi)壓力關系管柱內(nèi)管柱內(nèi)： P P泵泵I I+P+P液柱液柱-P-P管柱摩阻管柱摩阻= P= P井底井底 P P泵泵I I= P= P立壓立壓+P+P低泵速低泵速 P P泵泵I I稱為稱為-初始循環(huán)立壓初始循環(huán)立壓環(huán)空內(nèi)環(huán)空內(nèi)： P P套壓套壓+ P+ P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻= P= P井底井底2021-10-30t ta at ta at td dt tp pp pTiTip pa a動畫動畫溢流全部循環(huán)出井，循環(huán)結束時溢流全部循環(huán)出井，循環(huán)

25、結束時, ,停泵、關井后：停泵、關井后：1 1、如果、如果: :立壓立壓= =套壓套壓=0=0 壓井結束壓井結束2 2、如果、如果: :關井立壓關井立壓= =關井套壓關井套壓00 開始第二循環(huán)周壓井開始第二循環(huán)周壓井3 3、如果、如果: :關井立壓關井立壓 關井套壓關井套壓 繼續(xù)第一循環(huán)周繼續(xù)第一循環(huán)周7MPa7MPa7MPa7MPa2021-10-30管柱內(nèi)： P泵2+ P油液柱- P管柱摩阻= P井底環(huán)空內(nèi)： P套壓+ P套液柱+P環(huán)空摩阻= P井底 只要保持套壓不變只要保持套壓不變, ,即可保持井底即可保持井底壓力不變。當壓井液到達井底時，壓力不變。當壓井液到達井底時，pTi下降到最低點

26、下降到最低點-終了循環(huán)壓力終了循環(huán)壓力PTf 3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.第二周循環(huán)時井內(nèi)壓力關系第二周循環(huán)時井內(nèi)壓力關系P泵泵2 = P低泵速低泵速壓壓原原P泵泵2即終了循環(huán)立壓即終了循環(huán)立壓PTf=k/mPci2021-10-30司鉆法壓井壓力控制曲線t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0p pTfTfp pTfTfpTi初始初始循環(huán)循環(huán)壓井立管壓力壓井立管壓力 pTi=pd+pci終了循環(huán)立管壓力終了循環(huán)立管壓力 PTf=m1/mPci2021-10-303.第二周循環(huán)時t ta at ta at td

27、dt tp pp pTiTip pa a動畫動畫9.1MPa9.1MPa7.7MPa7.7MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa10.5MPa10.5MPa7 73.5MPa3.5MPa7 7第一循環(huán)結束第一循環(huán)結束a a重壓井液在油管內(nèi)下行時油套管空間的壓力壓力關系：2021-10-30司鉆法壓井壓力控制曲線t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0-第一循環(huán)周，用第一循環(huán)周，用原漿原漿將環(huán)空中將環(huán)空中被污染的泥漿被污染的泥漿頂替到地面頂替到地面-第二循環(huán)周，壓井鉆井液將第

28、二循環(huán)周，壓井鉆井液將原漿原漿從從井口井口頂替頂替到井底到井底 -第二循環(huán)周第二循環(huán)周(重漿重漿)壓井鉆井液將壓井鉆井液將原漿原漿從從井底井底頂替頂替到到井口井口重壓井重壓井液在液在管管柱內(nèi)下柱內(nèi)下行行時管時管柱及環(huán)柱及環(huán)空間的空間的壓力壓力壓壓力關系力關系：2021-10-30重壓井液在重壓井液在管柱內(nèi)下行管柱內(nèi)下行時油套管空間的壓力時油套管空間的壓力壓力關系壓力關系t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at t1-1-氣柱到井口氣柱到井口 t2 - 排氣排氣t t3-3-重漿從井口到井底重漿從井口到井底 t t4-4-重漿從井底到井口重漿從井底到井口t2p

29、dp pTfTf02021-10-30環(huán)空內(nèi)： P套壓+ P套液柱+P套管摩阻= P井底9.1MPa9.1MPa7.7MPa7.7MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa10.5MPa10.5MPa7 73.5MPa3.5MPa7 7第一循環(huán)結束第一循環(huán)結束a a2021-10-303.第二周循環(huán)時井內(nèi)壓力關系第二周循環(huán)時井內(nèi)壓力關系t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0p pTfTfp pTfTfpTi重壓井液在重壓井液在環(huán)空內(nèi)上返時壓力關系環(huán)空內(nèi)上返時壓力關系管柱內(nèi)：管

30、柱內(nèi)： P P泵泵2 2+ P+ P管柱靜液壓力管柱靜液壓力- P- P管柱摩阻管柱摩阻= P= P井底井底環(huán)空：環(huán)空：P P套壓套壓+ P+ P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻= P= P井底井底只要保持泵壓不變只要保持泵壓不變, ,即可保持即可保持井底壓力不變井底壓力不變2021-10-303.第二周循環(huán)時第二周循環(huán)時環(huán)空內(nèi)上返環(huán)空內(nèi)上返壓力關系壓力關系t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0p pTfTfp pTfTfpTi7 7. .7MPa7MPa7 7. .7MPa7MPa7 7. .7MPa7MPa3 3. .5MPa

31、5MPa1 1. .75MPa75MPa油管內(nèi)油管內(nèi): : P P泵泵2 2+P+P管柱液柱管柱液柱-P-P管摩阻管摩阻=P=P井底井底環(huán)空：環(huán)空：P P套壓套壓+ P+ P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻= P= P井底井底2021-10-303.3.第二第二周循環(huán)周循環(huán)時壓井時壓井液液環(huán)空環(huán)空內(nèi)上返內(nèi)上返時壓力時壓力關系關系7 7. .7MPa7MPa7 7. .7MPa7MPa7 7. .7MPa7MPa3 3. .5MPa5MPa1 1. .75MPa75MPa0MPa0MPa環(huán)空：環(huán)空：P P套壓套壓+ P+ P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻= P= P井井底底2021-1

32、0-303.3.第二周循環(huán)時第二周循環(huán)時壓井液在壓井液在環(huán)空內(nèi)上返時壓力關系環(huán)空內(nèi)上返時壓力關系 P P泵泵2 2+ P+ P管柱液柱管柱液柱- P- P管柱摩阻管柱摩阻= P= P井底井底 P P套壓套壓+ P+ P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻= P= P井底井底0MPa0MPa管柱內(nèi)管柱內(nèi)：P P泵泵2 2+ P+ P管柱液柱管柱液柱- P- P管柱摩阻管柱摩阻= P= P井底井底 16MPa16MPa16MPa16MPa16MPa16MPa7MPa7MPa3 3. .5MPa5MPa18MPa18MPa16MPa16MPa7MPa7MPa7MPa7MPa7MPa7MPa7MPa7

33、MPa21MPa21MPa7 77MPa7MPa環(huán)空：環(huán)空：P P套壓套壓+ P+ P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻= P= P井底井底2021-10-30循環(huán)結束時循環(huán)結束時, ,停泵停泵1 1、如果、如果: :壓井液密度適當壓井液密度適當立管壓力立管壓力= =套管壓力套管壓力=0=0壓井結束壓井結束. .2 2、如果、如果: :立管壓力立管壓力= =套管壓力套管壓力0 0圈閉壓力或者壓井液密度不足圈閉壓力或者壓井液密度不足3 3、如果、如果: :立管壓力立管壓力 套管壓力套管壓力節(jié)流閥控制不好，新溢流節(jié)流閥控制不好，新溢流16160MPa0MPa0MPa0MPa2021-10-30t

34、 t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0總結：司鉆法兩個基本規(guī)律總結：司鉆法兩個基本規(guī)律 1、任何時候只要改變泵速（開泵、停泵、調(diào)整泵速）應保持套壓暫時不變； 2、其他所有的時間要保持流體密度均勻的一側的地面壓力不變。才能保持井底常壓2021-10-30第一步：第一步：排出受侵泥漿排出受侵泥漿t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0-第一循環(huán)周，用原漿將環(huán)空中被污染的泥漿頂替到地面第一循環(huán)周，用原漿將環(huán)空中被污染的泥漿頂替到地面緩慢開泵：緩慢開泵：同時開節(jié)流閥，保持關井套壓不變，使

35、泵速逐漸達到壓井泵速，立壓達到同時開節(jié)流閥，保持關井套壓不變，使泵速逐漸達到壓井泵速，立壓達到PTi2021-10-30第一步：第一步：排出受侵泥漿排出受侵泥漿t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0-第一循環(huán)周，用原漿將環(huán)空中被污染的泥漿頂替到地面第一循環(huán)周，用原漿將環(huán)空中被污染的泥漿頂替到地面保持泵速：保持泵速：調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使立壓保持初始立管總壓力調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使立壓保持初始立管總壓力P PTiTi，直到原漿返出井口。，直到原漿返出井口。在上一過程中，套壓因氣體膨脹上升，如有可能超限時，可開大節(jié)流閥，或使用更小泵速。在上一過程中，套壓

36、因氣體膨脹上升，如有可能超限時，可開大節(jié)流閥，或使用更小泵速。循環(huán)結束：循環(huán)結束：停泵，關節(jié)流閥，觀察。此時，立壓停泵，關節(jié)流閥，觀察。此時，立壓=套壓套壓=關井立壓，否則，繼續(xù)循環(huán)排污。關井立壓，否則，繼續(xù)循環(huán)排污。2021-10-30t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0p pTfTfp pTfTfpTi初始初始循環(huán)循環(huán)壓井立管壓力壓井立管壓力 pTi=pd+pci緩慢開泵：緩慢開泵：同時開節(jié)流閥，保持套壓為上同時開節(jié)流閥，保持套壓為上次循環(huán)結束值次循環(huán)結束值Pd，使泵速達到壓井泵速，立壓達到，使泵速達到壓井泵速，立壓達到PTi第

37、二步：第二步：壓井壓井-第二循環(huán)周，壓井鉆井液將原漿頂替到第二循環(huán)周，壓井鉆井液將原漿頂替到井底井底 保持泵速：保持泵速：調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使立壓隨重漿下行而緩慢下降，從調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使立壓隨重漿下行而緩慢下降，從PTi降到降到PTf，而此時由于環(huán)空中無變化，故環(huán)空套壓為常數(shù)。，而此時由于環(huán)空中無變化，故環(huán)空套壓為常數(shù)。2021-10-30t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0p pTfTfp pTfTfpTi第二步：第二步：壓井壓井-第二循環(huán)周第二循環(huán)周(重漿重漿)壓井鉆井液將原漿頂替到壓井鉆井液將原漿頂替到井口井口 隨著重泥漿上返，環(huán)空重

38、泥漿高度增加，套壓逐漸隨著重泥漿上返，環(huán)空重泥漿高度增加，套壓逐漸減少為零，而立壓保持常量。減少為零，而立壓保持常量。 重漿返至井口重漿返至井口，停泵，關節(jié)流閥，停泵，關節(jié)流閥，P P立立=P=P套套=0=02021-10-30司鉆法壓井壓力控制曲線t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at t1-1-氣柱到井口氣柱到井口 t2 - 排氣排氣t t3-3-重漿從井口到井底重漿從井口到井底 t t4-4-重漿從井底到井口重漿從井底到井口t2pdp pTfTf02021-10-30t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp

39、 pTfTf0p pTfTfp pTfTfpTi套管壓力變化規(guī)律套管壓力變化規(guī)律-氣體溢流套壓變化趨勢氣體溢流套壓變化趨勢0t1時間內(nèi)，溢流到時間內(nèi)，溢流到井口，套壓上升到最井口，套壓上升到最大值；大值；t1t2時間內(nèi)，溢流時間內(nèi)，溢流返出井口，套壓下降返出井口，套壓下降到初始關井立管壓力到初始關井立管壓力值；值；氣體溢流套壓變化趨勢氣體溢流套壓變化趨勢t2t3時間內(nèi)，加重鉆井液由井口到井底，套管壓時間內(nèi)，加重鉆井液由井口到井底，套管壓力不變，其值等于初始關井立壓值；力不變，其值等于初始關井立壓值；t3t4時間內(nèi)，加重鉆井液由井底返至井口，套壓時間內(nèi)，加重鉆井液由井底返至井口，套壓下降到零。下

40、降到零。2021-10-30套管壓力變化規(guī)律套管壓力變化規(guī)律-油及鹽水溢流油及鹽水溢流套壓變化套壓變化0t1時間內(nèi)、溢流到井口，時間內(nèi)、溢流到井口，套壓保持關井套壓不變；套壓保持關井套壓不變；t1t2時間內(nèi)，溢流返出時間內(nèi)，溢流返出井口，套壓由初始關井井口，套壓由初始關井套壓下降到初始關井立套壓下降到初始關井立壓；壓；t2t3時間內(nèi)，加重鉆井時間內(nèi)，加重鉆井液由井口到井底，套管液由井口到井底，套管壓力不變，其值等于初壓力不變，其值等于初始關井立壓始關井立壓t3t4時間內(nèi)，加重修井時間內(nèi)，加重修井液由井底返至井口，套液由井底返至井口，套壓下降到零。壓下降到零。泵入量司鉆法壓井液體溢流套壓變化趨勢

41、壓力2021-10-30P PT Tf ft ta at td dt tp ptitiP Pa aP P0- t1 0- t1 重漿從井口到井底重漿從井口到井底 t1 - t2 t1 - t2氣柱到井口氣柱到井口t2- t3t2- t3排氣排氣 t3- t4 t3- t4排原漿排原漿2021-10-30某井深某井深H=2000H=2000米，米，鉆頭尺寸鉆頭尺寸8 81 1/ /2 2，原漿原漿m m=1.2g/cm=1.2g/cm3 3, ,鉆桿尺寸鉆桿尺寸4 41 1/ /2 2，P Pcici=7.8MPa=7.8MPa，泥漿泵為泥漿泵為NB7-900,NB7-900,缸套直徑缸套直徑1

42、85mm,185mm,低泵速數(shù)低泵速數(shù)3030沖沖/ /分的排量為分的排量為Q=15.78Q=15.78升升/ /秒秒最大泵壓為最大泵壓為13.3MPa13.3MPa，發(fā)生溢流關井后發(fā)生溢流關井后10min10min，立壓立壓P Pd d=1.7MPa=1.7MPa，套壓套壓P Pa a=2.7MPa=2.7MPa，泥漿池增量為泥漿池增量為3.53.5m m3 3，試壓井試壓井。(四四)司鉆壓井法壓井實例司鉆壓井法壓井實例1t ta at td dp pt ti iP Pa aP P2021-10-30地層壓力：地層壓力：P Pp p=P=Pd d+0.0098+0.0098m mH H =1

43、.7+=1.7+0.00980.0098* *1.21.2* *20002000= =25.2225.22MPaMPa壓井泥漿比重：壓井泥漿比重： mimi=m m+102(P+102(Pd d+P+Pe e)/H=1.36Kg/L)/H=1.36Kg/L P Pe e=1.8MPa=1.8MPa重泥漿量：重泥漿量：V V重重=D=D2 2/2=72.25m/2=72.25m3 3 取取2 2倍，倍， V V重重=145m=145m3 3 解解計算壓井數(shù)據(jù)計算壓井數(shù)據(jù)2021-10-30加重劑量：加重劑量：初始立管總壓力初始立管總壓力P PTiTi P PTiTi=P=Pd d+P+Pcici

44、+P+Pe e=11MPa=11MPa終了立管總壓力終了立管總壓力P PTfTf P PTfTf=P=Pcici m1m1/m m=8.84MPa=8.84MPa重泥漿到達鉆頭時間重泥漿到達鉆頭時間( (鉆桿內(nèi)容鉆桿內(nèi)容7.42L/m)7.42L/m) T=V T=Vd dH/60Q=16H/60Q=16分分=480=480沖沖重泥漿上返時間重泥漿上返時間( (環(huán)容環(huán)容25.6L/m25.6L/m）T=VaT=VaH/60Q=54H/60Q=54分分=1620=1620沖沖噸加加33.5V-)-(Wm1mm1解解2021-10-30地層壓力地層壓力= =25.22MPa25.22MPa壓井泥漿

45、比重壓井泥漿比重= =1.36Kg/L1.36Kg/L重泥漿量：重泥漿量：V V重重=145m=145m3 3加重劑量：加重劑量：33.5噸噸初始立管總壓力初始立管總壓力PTi =11MPa終了立管總壓力終了立管總壓力PTf=8.84MPa重泥漿到達鉆頭時間重泥漿到達鉆頭時間(鉆桿內(nèi)容鉆桿內(nèi)容7.42L/m)480沖沖重泥漿上返時間重泥漿上返時間(環(huán)容環(huán)容25.6L/m）1620沖沖解解計算壓井數(shù)據(jù)計算壓井數(shù)據(jù)Pci=7.8MPa，低泵速數(shù)低泵速數(shù)Q=15.78升升/秒秒最大泵壓為最大泵壓為13.3MPa，立壓立壓Pd=1.7MPa，套壓套壓Pa=2.7MPa2021-10-3054分鐘分鐘5

46、454分鐘分鐘1616分鐘分鐘t tp pPTi =1111MPapdp pTfTf0pTf =8.848.84MPap pTfTfpTi =11MPa施工步驟施工步驟地層壓力地層壓力=25.22MPa壓井泥漿比重壓井泥漿比重=1.36Kg/L重泥漿量：重泥漿量：V重重=145m3加重劑量：加重劑量：33.5噸噸初始立管總壓力初始立管總壓力PTi =11MPa終了立管總壓力終了立管總壓力PTf=8.84MPa重泥漿到達鉆頭時間重泥漿到達鉆頭時間(鉆桿內(nèi)容鉆桿內(nèi)容7.42L/m)480沖沖重泥漿上返時間重泥漿上返時間(環(huán)容環(huán)容25.6L/m）1620沖沖480沖沖1620沖沖Pa= 2.7MPa

47、pd =1.7MPaPci=7.8MPa，低泵速數(shù)低泵速數(shù)Q=15.78升升/秒秒最大泵壓為最大泵壓為13.3MPa，立壓立壓Pd=1.7MPa，套壓套壓Pa=2.7MPa2021-10-30第一步第一步54分鐘分鐘5454分鐘分鐘1616分鐘分鐘t tp pPTi =1111MPapdp pTfTf0pTf =8.848.84MPap pTfTfpTi =11MPa480沖沖1620沖沖Pa= 2.7MPapd =1.7MPa施工步驟施工步驟1 1、緩慢啟動泵，調(diào)節(jié)阻流器，使套壓保持為緩慢啟動泵，調(diào)節(jié)阻流器，使套壓保持為2.7MPa2.7MPa2 2、當泵速達到當泵速達到3030沖沖/ /分

48、時，保持泵速不變，使立管壓分時，保持泵速不變，使立管壓力升至力升至11MPa11MPa，并保持立壓不變，并保持立壓不變2021-10-30第一步第一步54分鐘分鐘5454分鐘分鐘1616分鐘分鐘t tp pPTi =1111MPapdp pTfTf0pTf =8.848.84MPap pTfTfpTi =11MPa480沖沖1620沖沖Pa= 2.7MPapd =1.7MPa施工步驟施工步驟3 3、當當t=54t=54分或分或16201620沖時，停泵并立即關節(jié)流閥，此沖時，停泵并立即關節(jié)流閥，此時立壓時立壓=套壓套壓=1.7MPa=1.7MPa2021-10-3054分鐘分鐘5454分鐘分鐘

49、1616分鐘分鐘t tp pPTi =1111MPapdp pTfTf0pTf =8.848.84MPap pTfTfpTi =11MPa480沖沖1620沖沖Pa= 2.7MPapd =1.7MPa1 1、緩慢啟動泵，同緩慢啟動泵，同時開節(jié)流閥，使套壓時開節(jié)流閥，使套壓保持為保持為3.2MPa3.2MPa施工步驟第二步施工步驟第二步施工步驟施工步驟2、當泵速達到當泵速達到30沖沖/分時，保分時，保持泵速不變，此時立管壓力應接持泵速不變，此時立管壓力應接近近11MPa2021-10-3054分鐘分鐘5454分鐘分鐘1616分鐘分鐘t tp pPTi =1111MPapdp pTfTf0pTf

50、=8.848.84MPap pTfTfpTi =11MPa480沖沖1620沖沖Pa= 2.7MPapd =1.7MPa3 3、調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使套壓保持不調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使套壓保持不變，變，1616分或分或480480沖內(nèi)，立壓由沖內(nèi)，立壓由11MPa11MPa降為降為8.84MPa8.84MPa4、重泥漿到達井底后，控制立壓為重泥漿到達井底后，控制立壓為8.84MPa，54min內(nèi)套壓由內(nèi)套壓由3.2自自動降為動降為0，壓井結束。，壓井結束。2021-10-30例題例題9-19-1某探井在井深某探井在井深25002500米處發(fā)現(xiàn)天然氣溢流。井內(nèi)鉆具：米處發(fā)現(xiàn)天然氣溢流。井內(nèi)鉆具： 鉆頭直徑鉆頭直徑

51、216216毫米（毫米（81/281/2) ), , 鉆桿外徑鉆桿外徑127127毫米（毫米（5 5），）， 內(nèi)徑內(nèi)徑109109毫米毫米。 技術套管外徑技術套管外徑244244毫米毫米，下至井深下至井深15001500米處米處。 地層破裂壓力梯度為地層破裂壓力梯度為17.6417.64千帕千帕/ /米。米。 鉆井液密度鉆井液密度 m m=1.3=1.3克克/ /厘米厘米3 3. . 關井前測得關井前測得: :泵速為泵速為3030沖沖/ /分分, ,排量為排量為16.416.4升升/ /秒時的秒時的 循環(huán)泵壓為循環(huán)泵壓為6.46.4兆帕。用兆帕。用p pcici 關井后記錄：關井立管壓力為關井

52、后記錄：關井立管壓力為P Pd d=2.45=2.45兆帕兆帕 關井套管壓力為厘米關井套管壓力為厘米3 3 P Pa a=3.7=3.7兆帕兆帕 鉆井液池增量鉆井液池增量V=3V=3米米3 3(四四)司鉆壓井法壓井教材司鉆壓井法壓井教材p832021-10-30解:一、計算壓井基本數(shù)據(jù)1、計算地層壓力2、計算壓井鉆井液密度試計算壓井基本數(shù)據(jù)并填寫壓井施工單試計算壓井基本數(shù)據(jù)并填寫壓井施工單3/4.125008.924503.18.91厘米克*HPmdm千帕34300245025003.18.98.9*dmPPHp2021-10-303、初始和終了循環(huán)立管總壓力、初始和終了循環(huán)立管總壓力MPaM

53、Pa89.64.63.14.185.845.24.6*cPmm1TfPPcPPdci2021-10-30管內(nèi)容積管內(nèi)容積33 .2325002109. 0785. 0241mHdV管外容積管外容積36315002127. 02222. 010002127. 02216. 0785. 02222122142MLpDhDLpDhDV總容積總容積V=V1+V2=23.3+63=86.3m34、容積計算、容積計算2021-10-30Vw=86.32=172.6m36.計算計算重鉆井液由地面到達鉆頭的時間重鉆井液由地面到達鉆頭的時間分244 .1660233006011Vt7.計算計算重鉆井液由井底到地

54、面的時間重鉆井液由井底到地面的時間5.計算重鉆井液量計算重鉆井液量分循環(huán)一周的時間為分88642421644.1660630006022*tttVt查表的重晶石粉需查表的重晶石粉需26.4噸噸2021-10-308.計算最大允許關井套壓計算最大允許關井套壓kPa73501500)3.18.964.17()(*L2mGfGaP2021-10-30( (五五) )工程師法壓井工程師法壓井1 1、計算壓井所需的基本數(shù)據(jù)、計算壓井所需的基本數(shù)據(jù)同司鉆壓井法2 2、填寫壓井施工單、填寫壓井施工單同司鉆壓井法4 4、壓井步驟、壓井步驟3 3、配制壓井鉆井液、配制壓井鉆井液2021-10-30工程師法壓井工

55、程師法壓井t ta at td dt tp ptitiP Pa aP PT Tf fP P等待加重法：等待加重法：繼續(xù)繼續(xù)關井，等待重泥漿配關井，等待重泥漿配制完成，用一個循環(huán)制完成，用一個循環(huán)周實現(xiàn)排污和壓井。周實現(xiàn)排污和壓井。核心：核心：井底常壓井底常壓特點：特點：壓井時間短，壓井時間短，井口壓力低。關井時井口壓力低。關井時間長，泥漿加重能力間長，泥漿加重能力要求高，控制稍微復要求高，控制稍微復雜。雜。一、概念一、概念2021-10-30工程師法壓井工程師法壓井 壓力控制曲線壓力控制曲線t t1 1t t p ptiti P Pa aP PT Tf fP Pt t2 2t t3 3t t4

56、 41、緩慢開泵，開節(jié)流閥，緩慢開泵，開節(jié)流閥，使套壓等于關井時的使套壓等于關井時的套壓值套壓值為為Pa+Pe,使泵速達到壓井泵速，使泵速達到壓井泵速，當泵速或當泵速或排量達到選定的壓井泵速或壓井排量時，保持泵排量達到選定的壓井泵速或壓井排量時，保持泵速不變，調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開啟程度，使立管壓力等速不變，調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開啟程度，使立管壓力等于初始循環(huán)立管壓力于初始循環(huán)立管壓力Pti; 二、控制與操作二、控制與操作取得取得壓井壓井數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，做壓做壓井施井施工圖工圖2021-10-30工程師法壓井工程師法壓井 壓力控制曲線壓力控制曲線t t1 1t t p ptiti P Pa aP Pt tf fP Pt t2 2t t3 3t t4 4二、控制與操作二、控制與操作取得取得壓井壓井數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，做壓做壓井施井施工圖工圖2、保持泵速，調(diào)節(jié)流閥，使立壓在壓井泥漿到達保持泵速，調(diào)節(jié)流閥，使立壓在壓井泥漿到達鉆頭的時間內(nèi)，由鉆頭的時間內(nèi)，由Pti逐漸降至逐漸降至Ptf:0- t1 重漿從井口到井底重漿從井口到井底 2021-10-30工程師法壓井工程師法壓井 壓力控制曲線壓力控制曲線t t1 1t t p ptit