天然氣溢流的特點(diǎn)及活動(dòng)規(guī)律

1、天然氣溢流的特點(diǎn)及活動(dòng)規(guī)律氣體的特點(diǎn)：密度小,質(zhì)量輕,擴(kuò)散性強(qiáng),體積隨溫度 壓力的變化而變化.一、天然氣進(jìn)入井內(nèi)的方式1、巖石破碎,孔隙中的天然氣釋放進(jìn)入井內(nèi).2、鉆遇裂縫和溶洞時(shí),由于鉆井液的密度大于天然氣 的密度,天然氣被置換進(jìn)入井內(nèi).3、鉆穿高壓氣層時(shí),由于地層中所含氣體的密度大于 鉆井液中所含氣體的密度,天然氣通過(guò)泥餅擴(kuò)散進(jìn)入井內(nèi).4、當(dāng)井底壓力小于地層壓力時(shí),天然氣在壓差的作用 下大量進(jìn)入井內(nèi).二、天然氣進(jìn)入井內(nèi)對(duì)井內(nèi)液柱壓力的影響1、以微氣泡的形式存在鉆井中對(duì)Pm的影響天然氣侵入鉆井液后,常以微小的氣泡形式混在鉆井液中.隨著鉆井液循環(huán)在環(huán)空上升或因其密度小在鉆井液中滑脫上升.天然氣

2、在井底開(kāi)始侵入后,受到的壓力大,氣泡體積很小,對(duì)鉆井液密度的影響也較小.在上升過(guò)程中,由于受到的鉆井液柱壓力逐漸減小,氣泡就逐漸膨脹, 體積增大.如圖4-1所示.單位體積鉆井液中的天然氣體積增多,鉆井液密度那么隨著氣泡的上升而逐漸減小.當(dāng)氣泡上升至氣侵后,井內(nèi)鉆井液的密接近地面時(shí),氣泡體積膨脹到最大,而 鉆井液密度降到最小.可見(jiàn),氣侵后,井內(nèi)鉆井液密度是隨井深自下而上變小.由于 天然氣的體積和所受到的壓力成反比,發(fā)生氣侵后,整個(gè)井 筒的鉆井液密度不均勻,自上而下逐漸減小,井口的密度最 小,這樣不能用測(cè)得的鉆井液密度來(lái)計(jì)算.氣侵后鉆井液密度降低值為由于氣侵后井內(nèi)鉆井液密度減小,所以鉆井液柱壓力也

3、隨之減小.氣侵后鉆井液柱壓力減小的計(jì)算公式為：式中：A P 氣侵后鉆井液柱壓力的減小值,KPa;p mh在井深H米氣侵鉆井液的密度,g/cm3;PS地面壓力,KPa;a-地面氣侵鉆井液密度與氣侵前的鉆井液密度之比值；H計(jì)算并深,m.結(jié)論1:以氣泡的形式存在鉆井液中,對(duì)井內(nèi)液柱壓力 影響不大,但要增強(qiáng)地面除氣,預(yù)防受污染的鉆井液再次進(jìn) 入井內(nèi).2、天然氣以氣柱的形式存在井底對(duì)Pm的影響(1)在開(kāi)井情況由于起鉆后靜止時(shí)間叫長(zhǎng)或起鉆產(chǎn)生抽吸壓力,使天然氣以氣柱的形式存在井底,在密度差的作用下,上升運(yùn)移,速度一般為150-450米/小時(shí).氣柱上升情況及膨脹規(guī)律如下：當(dāng)氣柱在井內(nèi)上升過(guò)程中,由于氣柱所受

4、壓力減小,體積不斷增大,其膨脹規(guī)律遵循波義耳氣態(tài)方程.(等溫變化)即： P 1V 1 = P 2V2 = P 3 V3=Pn Vn結(jié)論2發(fā)生天氣溢流,在開(kāi)井情況下,氣柱在上升運(yùn)移過(guò)程中, 井內(nèi)液柱壓力不斷降低,當(dāng)氣柱上升到井口時(shí),液柱壓力降 低到最小值.(2)、關(guān)井情況下氣柱對(duì)井內(nèi)壓力的影響在關(guān)井情況下氣柱沿井筒運(yùn)移,即滑脫上升,其速度約 為 270-360 米/小時(shí).氣柱在上升過(guò)程中,要發(fā)生膨脹,鉆井液必須有處去, 要不頂由井口,要不進(jìn)入地層,如果沒(méi)有,氣柱的體積不發(fā) 生變化,保持井底壓力上升.結(jié)論3:發(fā)生天氣溢流,在關(guān)井情況下,氣柱滑脫上升 過(guò)程中,井底、井口、井內(nèi)各部位的壓力都逐漸增加,

5、當(dāng)氣 柱上升到井口時(shí),到達(dá)最大值.注意；發(fā)生溢流關(guān)井后,井隊(duì)一定要派人看井,當(dāng)井口 壓力上升到莫一數(shù)值時(shí),應(yīng)適當(dāng)翻開(kāi)節(jié)流閥放壓,并記錄所 放生的鉆井液體積.3、井口套壓的限制依據(jù)A、井口防噴器的額定工作壓力.B、套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度的 80% .C、地層的破裂壓力三者中最小的為依據(jù).但一般情況下,套管鞋處的破裂壓力最小 三、關(guān)井后天然氣上升的處理方法1、立管壓力法操作方法；先確定一個(gè)比關(guān)井立壓高的允許立壓值P d1 ,再確定一個(gè)放壓值P d ,推薦放壓值P d = 3 4 3 6 8 6千帕,當(dāng)井口壓力上升到P d 1 +AP d ,翻開(kāi)節(jié)流閥放生鉆井液,立壓下降到P d 1時(shí)關(guān)節(jié)流閥.當(dāng)立壓再次上到P d 1 +AP d時(shí)重復(fù)上述操作.注意：在用立壓力法放壓的過(guò)程中,由于壓力在鉆井液中的傳播速度約為3 0.米/秒,