壓井計算公式

1、1.靜液壓力：P=pH MPap-密度g/cm3;H-井深m。例:井深3000米，鉆井液密度1.3 g/cm3，求：井底靜液壓力。解：P=*3000= MPa2.壓力梯度：G=P/H=pkPa/m =pMPa；例：井深3600米處，密度1.5 g/cm3,計算井內(nèi)靜液壓力梯度。解：G=*= kPa/m3.最大允許關(guān)井套壓Pamax =（p破密度pMPaH地層破裂壓力試驗層（套管鞋）垂深，m。P m井內(nèi)密度g/cm3例;已知密度1.27 g/cm3,套管鞋深度1067米，壓力當(dāng)量密度1.71 g/cm3,求：最大允許關(guān)井套壓解; Pamax =（）*1067= MPa4.壓井時（極限）關(guān)井套壓P

2、amax =（p破密度p壓）MPaP壓壓井密度g/cm3（例題略）5.溢流在環(huán)空中占據(jù)的高度hw=V/Va mV鉆井液增量（溢流），m3Va溢流所在位置井眼環(huán)空容積,m3/m。6.計算溢流物種類的密度pw=pm- （Pa-Pd）/ hw g/cm3;pm當(dāng)前井內(nèi)泥漿密度，g/cm3;Pa關(guān)井套壓,MPa；Pd關(guān)井立壓,MPa。如果pw在0.36g/cm3之間，則為天然氣溢流 如果pw在1.07g/cm3之間，則為油溢流或混合流體溢流。如果pw在1.20g/cm3之間，則為鹽水溢流。7.地層壓力Pp =Pdpm gHPd關(guān)井立壓，MPa。pm鉆具內(nèi)鉆井液密度，g/cm38.壓井密度p壓=p m+

3、Pd/gH9.（1）初始循環(huán)壓力=低泵速泵壓關(guān)井立壓注：在知道關(guān)井套壓， 不清楚低泵速泵壓和關(guān)井立壓情況下， 求 初始循環(huán)壓力方法：（1）緩慢開節(jié)流閥開泵， 控制套壓=關(guān)井套壓（2） 排量達到壓井排量時， 保持套壓=關(guān)井套壓， 此時立管壓力=初始循環(huán) 壓力。（2）求低泵速泵壓：（Q/QL）2=P/PL例：已知正常排量=60沖/分，正常泵壓=,求：30沖/分時小泵壓 為多少解：低泵速泵壓PL=（60/30）2= MPa10.終了循環(huán)壓力二（壓井密度/原密度）X低泵速泵壓（一）注：不知低泵速泵壓，求終了循環(huán)壓力方法： （1）用壓 井排量計算出重漿到達鉆頭的時間，此時立管壓力=終了循環(huán)壓力。邊循環(huán)邊

4、加重壓井法 邊循環(huán)邊加重法壓井是指發(fā)現(xiàn)溢流關(guān)井求壓后， 一邊加重鉆井液， 一 邊隨即把加重的鉆井液泵入井內(nèi)， 在一個或多個循環(huán)周內(nèi)完成壓井的 方法。這種方法常用于現(xiàn)場，當(dāng)儲備的高密度鉆井液與所需壓井鉆井液密度 相差較大，需加重調(diào)整，且井下情況復(fù)雜需及時壓井時，多采用此方 法壓井。此法在現(xiàn)場施工中，由于鉆柱中的壓井鉆井液密度不同， 給 控制立管壓力以維持穩(wěn)定的井底壓力帶來困難。 若壓井鉆井液密度等 差遞增，并均按鉆具內(nèi)容積配制每種密度的鉆井液量， 則立管壓力也 就等差遞減，這樣控制起來相對容易一些。Q -壓井排量，l/s。12、壓井液從鉆頭返至地面的時間（分）Va環(huán)空容積，m3Q壓井排量，l/s

5、。思考題為例：鉆進時發(fā)生溢流關(guān)井，已知井深3200米，密度。關(guān)井（二）終了立管壓力，1第一次調(diào)整后的鉆井液密度,K壓井鉆井液密度，g/cm3原鉆井液密度，g/cm3;H井深，mPL低泵速泵壓，MPapTfi-p_KigHmg/cm3011.壓井液到達鉆頭時時間（分）tdVd鉆具內(nèi)容積，m31000 Vd60Qta1000 Va60 Q10分鐘測得關(guān)井立壓5 MPa關(guān)井套壓MPa,溢流增量方。鉆頭直徑215.6mm技套內(nèi)徑224mn，下深2400,鉆桿外徑127mnr）內(nèi)徑108.6mm假設(shè)無鉆鋌，低泵沖排量10升/秒，泵壓MPa.計算壓井?dāng)?shù)據(jù)，簡述工 程師壓井步驟.解：計算壓井?dāng)?shù)據(jù)：（1）溢流

6、在環(huán)空中占據(jù)的高度hw=AV/Va=*106米溢流種類的密度pw=pm- （Pa-Pd）/ hwpw=/*106=0.868 g/cm3判定溢流為油水混合溢流(3)地層壓力Pp =Pd+pm gHPp=5+*3200二MPa壓井密度p壓=pm+Pd/gHp壓=+5/*3200=1.41 g/cm3,（施工中可考慮附加系數(shù)初始循環(huán)壓力=低泵速泵壓+關(guān)井立壓=+5= MPa=*= MPa=(1000*3200)/60*10=分鐘.（6）終了循環(huán)壓力二（壓井密度/原密度）X低泵速壓井液到達鉆頭時時間（分）td1000Vd60Q(8)壓井液從鉆頭返至地面的時間（分）ta先計算Va=800*方1000

7、Va60 Qa=(1000*/60*10=138分鐘(9)最大允許關(guān)井套壓Pamax =（p破密度pm)=(工程師壓井施工步驟:（錄資料、 計算壓井?dāng)?shù)據(jù)、 填寫壓井施工單、 配好壓井液）（1）緩慢開泵（泵入壓井液），逐漸打開、調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使套壓=關(guān)井套壓，排量到達壓井排量。（2）保持壓井排量不變， 壓井液由地面鉆頭這段時間內(nèi)， 調(diào)節(jié)節(jié) 流閥，使立管壓力由初始循環(huán)立壓逐漸下降到終了循環(huán)壓力，（3）壓井液由鉆頭地面上返過程中， 調(diào)節(jié)節(jié)流閥， 保持終了循環(huán) 壓力不變，直到壓井液返出井口，停泵關(guān)井， （檢查關(guān)井套壓、立壓 是否為零，如為零，開井無外溢壓井成功。司鉆法壓井施工步驟:（錄資料、計算壓井?dāng)?shù)據(jù)

8、、填寫壓井施工單、 配好壓井液）第一循環(huán)周用原漿循環(huán)排除溢流（1）緩慢開泵，逐漸打開、調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使套壓=關(guān)井套壓，排量到 達壓井排量。（2）保持壓井排量不變，調(diào)節(jié)節(jié)流閥使立管壓力=初始循環(huán)立壓， 在整個循環(huán)周保持不變， （調(diào)節(jié)流閥時注意壓力傳遞遲滯現(xiàn)象， 液柱 壓力傳遞速度為300米/秒,）.（3）溢流排除,停泵關(guān)井,則關(guān)井立壓=關(guān)井套壓.第二循環(huán)周泵入壓井液（1）緩慢開泵，迅速打開、調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使關(guān)井套壓不變，（2）排量到達壓井排量并保持不變，壓井液由地面鉆頭過程中， 調(diào)節(jié)節(jié)流閥，控制套壓=關(guān)井套壓,并保持不變，（也可以控制立壓由 初始循環(huán)壓力逐漸下降到終了循環(huán)壓力）（3）壓井液由鉆頭地面

9、上返過程中，調(diào)節(jié)節(jié)流閥，控制立壓=終了循環(huán)壓力不變， 直到壓井液返出井口， 停泵關(guān)井，（檢查關(guān)井套壓、 立壓是否為零，如為零，開井無外溢壓井成功）。13.配制1 m3加重鉆井液所需加重材料計算式中G需要的加重材料重量，噸；Ps加重劑密度，g/cm3;P1加重后的鉆井液密度，g/cm3;Po原鉆井液密度，g/cm3;例：已知原密度p0=1.2 g/cm3,求加重到p仁1.35g/cm3.。配置新漿191 m3.求（1）需重晶石的代數(shù);（2）重晶石占的體積（原漿需排掉的體積）（3）最終體積解：（1）配置1 m3新漿需重晶石的重量G=（）/噸配置191 m3密度的新漿，故需重晶石=*191=噸=33

10、922 Kg每袋重晶石50 Kg,故需重晶石代數(shù)為=33922/50=799袋（2）重晶石占的體積V=7.982 m3（3）最終體積，原漿去掉7.982 m3,因為加重后增加了7.982 m3,最終體積為191 m3.14.油氣上竄速度V=（H油-（H鉆頭/t遲）.t）/t靜H油：油氣層深度（米）H鉆頭：循環(huán)泥漿時鉆頭所在的井深（米）T遲：H鉆頭時的遲到時間（分）t開泵至見到油氣時間（分）t靜上次停泵至本次開泵總時間（分）15.地層破裂壓力:P破=P漏+*p*H16.地層破裂壓力當(dāng)量密度：p破=（P漏壓力/*H）+p原密例:17.氣體的運移計算（1）氣體運移的高度米:H=（P終關(guān)井壓力-P初關(guān)

11、井壓力）/*p原密.（2）氣體運移速度：V=H/（ t終關(guān)井時刻- t初關(guān)井時刻）例:氣體運移:已知在01:43溢流關(guān)井,初關(guān)井壓力;在02:25壓力增到;井內(nèi)密度.求：（1）氣體運移的高度=154.5米（2）氣體運移速度:V=（ 42分鐘/60）=221米/時18.非常規(guī)壓井方法:不具備常規(guī)壓井方法的條件而采用的壓井方 法，如空井井噴、鉆井液噴空的壓井等。一、平衡點法1.適用于井內(nèi)鉆井液噴空后的天然氣井壓井，2.要求防噴器完好并且關(guān)閉，鉆柱在井底，3.這種壓井方法是一次循環(huán)法在特殊情況下的具體應(yīng)用4.原理：設(shè)鉆井液噴空后，環(huán)空存在一 “平衡點”。所謂平衡點， 即壓井鉆井液返至該點時，井口控制

12、的套壓與平衡點以下壓井鉆井液 靜液柱壓力之和能夠平衡地層壓力。5.壓井時，保持套壓等于最大允許套壓；當(dāng)壓井鉆井液返至平衡點 后，可采用壓井排量循環(huán)，控制立管總壓力等于終了循環(huán)壓力， 直至壓井鉆井液返出井口，套壓降至零。HB0.0098K式中HB平衡點深度，m根據(jù)上式，壓井過程中控制的最大套壓等于“平衡點”以上至井口壓井鉆井液靜液柱壓力。當(dāng)壓井鉆井液返至“平衡點”以后， 隨著 液柱壓力的增加，控制套壓減小直至零，壓井鉆井液返至井口，井底 壓力始終維持一常數(shù)，且略大于地層壓力。因此，壓井鉆井液密度的 確定尤其要慎重。二、置換法1.當(dāng)井內(nèi)鉆井液已大部分噴空，同時井內(nèi)無鉆具或僅有少量鉆具，不能進行循環(huán)

13、壓井，2.壓井鉆井液可以通過壓井管匯注入井內(nèi)，這種條件下可以采用置 換法壓井。通常情況下，由于起鉆抽汲，鉆井液不夠或不及時，電測PaB平衡點按下式求出PaB最大允許控制套壓，MPa時井內(nèi)靜止時間過長導(dǎo)致氣侵嚴重引起的溢流，經(jīng)常采用此方法壓3.具體作法：向井內(nèi)泵入定量鉆井液，關(guān)井一段時間，使泵入的鉆井液下落，然后放掉一定量的套壓。套壓降低值與泵入的鉆井液產(chǎn)生Pa套壓每次降低值，MPaV-每次泵入鉆井液量，m3V井眼單位內(nèi)容積，m3/m4.重復(fù)上述過程就可以逐步降低套壓。一旦泵入的鉆井液量等于井噴關(guān)井時鉆井液罐增量，溢流就全部排除了。5.置換法進行到一定程度后，置換的速度將因釋放套壓、泵入鉆井 液

14、的間隔時間變長而變慢，此時若條件具備下鉆到井底，采用常規(guī)壓 井方法壓并。下鉆時，鉆具應(yīng)裝有回壓閥，灌滿鉆井液。當(dāng)鉆具進入 井筒鉆井液中時，還應(yīng)排掉與進入鉆具之體積相等的鉆井液量。置換法壓井時，泵入的加重鉆井液的性能應(yīng)有助于天然氣滑脫。三、壓回法1.所謂壓回法，就是從環(huán)空泵入鉆井液把進井筒的溢流壓回地 層。此法適用于空井溢流，天然氣溢流滑脫上升不很高、 套管下得較 深、裸眼短，具有滲透性好的產(chǎn)層或一定滲透性的非產(chǎn)層。 特別是含 硫化氫的溢流。2.具體施工方法：以最大允許關(guān)井套壓作為施工的最高工作 壓力，擠入壓井鉆井液。 擠入的鉆井液可以是鉆進用鉆井液或稍重一 點的鉆井液，擠的液柱壓力相等，即:P

15、a0.0098入的量至少等于關(guān)井時鉆井液罐增量， 直到井內(nèi)壓力 平衡得到恢復(fù)。 使用壓回法要慎重， 不具備上述條件的溢流最好不要 采用。四、低節(jié)流壓井方法1.指發(fā)生溢流后不能關(guān)井，關(guān)井套壓超過最大允許關(guān)井套壓，因此 只能控制在接近最大允許關(guān)井套壓的情況下節(jié)流放噴。1）不能關(guān)井的原因：（1）高壓淺氣層發(fā)生溢流；（2）表層或技術(shù)套管下得太淺；（3）發(fā)現(xiàn)溢流太晚。2）壓井原理 低節(jié)流壓井就是在井不完全關(guān)閉的情況下，通過節(jié)流閥控制套壓， 使套壓在不超過最大允許關(guān)井套壓的條件下進行壓井。 當(dāng)高密度鉆井 液在環(huán)空上返到一定高度后，可在最大允許關(guān)井套壓范圍內(nèi)試行關(guān) 井，關(guān)井后，求得關(guān)井立管壓力和壓井鉆井液密

16、度， 然后再用常規(guī)法 壓井。3）減少地層流體的措施： 低節(jié)流壓井過程中，由于井底壓力不能平衡地層壓力，地層流體仍 會繼續(xù)侵入井內(nèi)， 從而增加了壓井的復(fù)雜性， 為減少地層流體的繼續(xù) 侵入。則可以：（1）增大壓井排量， 可以使環(huán)空流動阻力增加， 有助于增大井底壓 力；（2）提高第一次循環(huán)的壓井液密度， 高密度壓井液進入環(huán)空后， 能 較快地增加環(huán)空的液柱壓力，抑制地層流體地侵入。（3）如果地層破裂壓力是最小極限壓力時， 當(dāng)溢流被頂替到套管內(nèi) 以后，可適當(dāng)提高井口套壓值。這種方法實際上就是工程師法的具體應(yīng)用，只是將鉆頭處當(dāng)成“井 底”。根據(jù)關(guān)井立壓確定暫時壓井液密度和壓井循環(huán)立管壓力的方法 同工程師法

17、類似，但是要注意此時的低泵速泵壓需要重新測定。 壓井 循環(huán)時， 在壓井液進入環(huán)空前， 保持壓井排量不變， 調(diào)節(jié)節(jié)流閥控制 套壓為關(guān)井套壓并保持不變；壓井液進入環(huán)空后， 調(diào)節(jié)節(jié)流閥控制立 壓為終了循環(huán)壓力并保持不變。 直到壓井液返至地面， 至此替壓井液 結(jié)束。此時關(guān)井套壓應(yīng)為零。井口壓力為零后，開井搶下鉆桿，力爭下鉆到底，下鉆到底后，則 用司鉆法排除溢流，即可恢復(fù)正常。如下鉆途中，再次發(fā)生井涌，則重復(fù)上述步驟，再次壓井后下鉆。2）等候循環(huán)排溢流法 這種方法是：關(guān)井后，控制套壓在安全允許壓力范圍內(nèi)，等候天然 氣溢流滑脫上升到鉆頭以上， 然后用司鉆法排除溢流， 即可恢復(fù)正常。 通常，天然氣在井內(nèi)鉆井

18、液中的滑脫上升速度大致為270360米/小時。2、井內(nèi)無鉆具的空井壓井溢流發(fā)生后，井內(nèi)無鉆具或只有少量的鉆具，但能實現(xiàn)關(guān)井。這種 情況通常是由于起鉆時發(fā)生強烈的抽汲或起鉆中未按規(guī)定灌夠鉆井 液，使地層流體進入井內(nèi)， 或因進行電測等空井作業(yè)時， 鉆井液長期 靜止而被氣侵，不能及時除氣所造成。在空井情況下發(fā)生溢流后， 不能再將鉆具下入井內(nèi)時， 應(yīng)迅速關(guān)井， 記錄關(guān)井壓力。然后用體積法（容積法）進行處理體積法的基本原理是控制一定的井口壓力以保持壓穩(wěn)地層的前提 下，間歇放出鉆井液，讓天然氣在井內(nèi)膨脹上升，直至上升到井口。操作方法是：先確定允許的套壓升高值，當(dāng)套壓上升到允許的套壓 值后，通過節(jié)流閥放出一

19、定量的鉆井液， 然后關(guān)井， 關(guān)井后氣體又繼 續(xù)上升，套壓再次升高，再放出一定量的鉆井液，重復(fù)上述操作，直 到氣體上升到井口為止。氣體上升到井口后，通過壓井管線以小排量將壓井液泵入井內(nèi)，當(dāng) 套壓升高到允許的關(guān)井套壓后立即停泵。 待鉆井液沉落后， 再釋放氣 體，使套壓降低值等于注入鉆井液所產(chǎn)生的液柱壓力。 重復(fù)上述步驟， 直到井內(nèi)充滿鉆井液為止。根據(jù)實際情況，也可以采用壓回法或置換法壓井。3、又噴又漏的壓井 即井噴與漏失發(fā)生在同一裸眼井段中的壓井。這種情況需首先解決 漏失問題，否則，壓井時因壓井液的漏失而無法維持井底壓力略大于 地層壓力。根據(jù)又噴又漏產(chǎn)生的不同原因，其表現(xiàn)形式可分為上噴下 漏，下噴

20、上漏和同層又噴又漏。1）上噴下漏的處理上噴下漏俗稱“上吐下瀉”。這是因在高壓層以下鉆遇低壓層（裂 縫、孔隙十分發(fā)育）時，井漏將使在用鉆井液和儲備鉆井液消耗殆盡， 井內(nèi)得不到鉆井液補充， 因液柱壓力降低而導(dǎo)致上部高壓層井噴。 其 處理步驟是：（1）在高壓層以下發(fā)生井漏， 應(yīng)立即停止循環(huán)， 定時定量間歇性反 灌鉆井液，盡可能維持一定液面來保持井內(nèi)液柱壓力略大于高壓層的 地層壓力。確定反灌鉆井液量和間隔時間有三種方法：第一種是通過對地區(qū)鉆 井資料的分析統(tǒng)計出的經(jīng)驗數(shù)據(jù)決定； 第二種是測定漏速后決定； 第 三種是由建立的鉆井液漏速計算公式?jīng)Q定。最簡單的漏速計算公式 是：Q=nD2h/4T式中Q漏速，m

21、3/h;h時間T內(nèi)井筒動液面下降高度，mT時間T,h;D一一井眼平均直徑，m（2） 反灌鉆井液的密度應(yīng)是產(chǎn)層壓力當(dāng)量鉆井液密度與安全附加當(dāng)量鉆井液密度之和。（3） 也可通過鉆具注入加入堵漏材料的加重鉆井液。（4）當(dāng)漏速減小，井內(nèi)液柱壓力與地層壓力呈現(xiàn)暫時動平衡狀態(tài)后， 可著手堵漏并檢測漏層的承壓能力，堵漏成功后就可實施壓井。2）下噴上漏的處理當(dāng)鉆遇高壓地層發(fā)生溢流后，提高鉆井液密度壓井而將高壓層上部 某地層壓漏后， 就會出現(xiàn)所謂下噴上漏。 處理方法是：立即停止循環(huán)， 定時定量間歇性反灌鉆井液。然后隔開噴層和漏層，再堵漏以提高漏 層的承受能力，最后壓井。在處理過程中， 必須保證高壓層以上的液 柱

22、壓力大于高壓層的底層壓力， 避免再次發(fā)生井噴。 隔離噴層和漏層 及堵漏壓井的方法主要是：（1）通過環(huán)空灌入加有堵漏材料的加重鉆井液， 同時從鉆具中注入 加有堵漏材料的加重鉆井液。 加有堵漏材料的鉆井液， 即能保持或增 加液柱壓力，也可減小低壓層漏失和堵漏。（2）在環(huán)空灌入加重鉆井液， 在保持或增加液柱壓力的同時， 注入 膠質(zhì)水泥，封堵漏層進行堵漏。（3）上述方法無效時， 可采用重晶石塞水泥重晶石塞膠質(zhì)水 泥或注入水泥隔離高低壓層，堵漏成功后繼續(xù)實施壓井。3）同層又噴又漏的處理 同層又噴又漏多發(fā)生在裂縫、孔洞發(fā)育的地層，或壓井時井底壓力 與井眼周圍產(chǎn)層壓力恢復(fù)速度不同步的產(chǎn)層。 這種地層對井底壓

23、力變 化十分敏感，井底壓力稍大則漏、稍小則噴。處理方法是：通過環(huán)空 或鉆具注入加重后的鉆井液，鉆井液中加入堵漏材料。此法若不成功，可在維持噴漏層以上必需的液柱壓力的同時， 采用膠質(zhì)水泥或水泥堵 漏，堵漏成功后壓井。4、淺井段溢流的處理淺層段溢流的處理，在有井口裝置或允許最大關(guān)井套壓很低的情況 下，建議采用非常規(guī)壓井方法中介紹的方法進行處理。 在未安裝防噴 器，條件具備的情況下應(yīng)搶下鉆具， 為處理溢流提供必需的通道， 根 據(jù)現(xiàn)場的具體情況進行處理，在處理過程中，因缺乏井口控制裝置， 要十分注意人員安全，防止井口著火。井控作業(yè)中的錯誤作法會帶來不良后果，輕者會拖延井內(nèi)壓力系統(tǒng) 實現(xiàn)動平衡的時間，重

24、者會造成井噴失控，甚至井噴失控著火。七、井控作業(yè)中易出現(xiàn)的錯誤做法1、發(fā)現(xiàn)溢流后不及時關(guān)井、仍循環(huán)觀察 這只能使地層流體侵入井筒更多，尤其是天然氣溢流， 在氣體向 上運移的過程中因體積膨脹而排替出更多的鉆井液。 此時的關(guān)井立管 壓力就有可能包含圈閉壓力， 據(jù)此計算的壓井鉆井液密度就偏高， 壓 井時立管循環(huán)總壓力、 套壓、井底壓力也就偏高； 發(fā)現(xiàn)溢流后繼續(xù)循 環(huán)還可能誘發(fā)井噴， 增加壓井作業(yè)的難度。 所以，發(fā)現(xiàn)溢流或疑似溢 流，必須毫不猶豫地關(guān)井。2、發(fā)現(xiàn)溢流后把鉆具起到套管內(nèi) 操作人員擔(dān)心關(guān)井期間鉆具處于靜止?fàn)顟B(tài)而發(fā)生粘附卡鉆，即使鉆 頭離套管鞋很遠也要將鉆具起到套管內(nèi)， 從而延誤了關(guān)井時機， 讓更 多的地層流體進入了井筒， 其后果是所計算的壓井鉆井液密度比實際 需要的偏高。其實，處理溢流時防止鉆具粘附卡鉆的主要措施是盡可 能地減少地層流體進入井筒。3、起下鉆過程中發(fā)生溢流時仍企圖起下鉆完這種情況大多發(fā)生在起下鉆后期發(fā)生溢流時，