小井眼的井控方法動態(tài)壓井法

1、小井眼的井控方法動態(tài)壓井法 由于井眼變小，尤其是環(huán)空體積大大縮?。ù蠹s是常規(guī) 井的十分之一） ，在小井眼鉆井過程中井控具有其特殊性。 其原因主要有兩個：第一，小井眼環(huán)空體積太小，對井底溢流的監(jiān)測比常規(guī) 井敏感；第二，常規(guī)的壓力損失計算模式和傳統(tǒng)的壓井方法不一 定適應(yīng)。為分析和解決小井眼井控問題，選用如圖 5-12 所示的 常規(guī)井和小井眼井進(jìn)行兩個系統(tǒng)間的比較。1.1 小井眼鉆井過程中井控的特殊性分析1.1.1 環(huán)空體積小的影響 環(huán)空體積小是小井眼井與常規(guī)井之間最顯著的差異。從 井控觀點(diǎn)來考慮，當(dāng)發(fā)生溢流時，地層侵入井中流體的高度 對井控形勢的嚴(yán)峻性是非常重要的。侵入的流體柱越高，井 控問題則越

2、嚴(yán)重。實(shí)例考察一下如圖5-12所示的2438. 4m深的常規(guī)井和小井眼井中溢流為 0.318m 氣體的后果。在常規(guī)井中，0.318m3 的氣體將占據(jù) 12.21m 高的環(huán)空，使井底靜液壓力降低為0.103MPa,但在小井眼中，則占據(jù)了 111.3m高的環(huán)空，使井底的靜液壓力降低約 0.827MPa。781112圖 5-12 常規(guī)井和小井眼井井身剖面圖1- $ 141.50mm井眼；2- $ 339.73mm套管；3- $311.15mm井眼；4- $ 241.48mm套管；5- $ 215.90mm井眼；6- $ 141.30mm鉆桿；7- $ 215.90mm井眼；8-$ 177.80mm套

3、管；9- $ 152.40mm井眼；10- $ 127mm套管；11- $ 111.13mm井眼；12- $ 93.98mm鉆桿；由于從井底循環(huán)到井口過程中氣體要膨脹，為保證鉆井 液對井底的壓力不變，就必須要增加井口的套管壓力。小井 眼井上高出的套管壓力（1.965MPa）是由于井中多出了 274m高的氣柱。各井上作用的套管鞋壓力是 457.2m 處靜壓力與 井口套管壓力之和。在常規(guī)井中，套管鞋壓力接近 7.79MPa 或 1.737g/cm 3當(dāng)量鉆井液密度，而在小井眼中，套管鞋處壓 力約為9.756MPa或2.168g/cm 3當(dāng)量鉆井液密度。如圖5-13。系統(tǒng)壓力損失的影響掌握系統(tǒng)壓力損

4、失是小井眼井控的關(guān)鍵，有關(guān)測試數(shù)據(jù) 表明，小井眼中的壓力損失分布與正常井是相反的。在正常 井中，大約90%的泵壓損失在鉆柱內(nèi)及鉆頭處。而在小井眼中，泵壓的90%損失在環(huán)空。傳統(tǒng)的環(huán)空壓力損失計算方法 對小井眼也是不適用的，而且鉆柱在井內(nèi)的偏心度對小井眼 環(huán)空壓力損失也有很大影響。圖 5-13 常規(guī)井和小井眼氣柱上升比較1-氣柱頂 =457.20m； 2-氣柱底 =503m； 3-氣柱底=911.4m； 4- $ 208.28mm井眼；5- $ 111.03mm井眼；6-1.018g/cm 3的泥漿； 7-0.275g/cm 3的氣體小井眼中的環(huán)空壓力損失在鉆井及井控過程中有正反兩 方面的影響：

5、一方面，大的環(huán)空壓力損失可用來實(shí)施動態(tài)壓 井技術(shù)達(dá)到井控目的；另一方面，對某些弱地層或低壓層可 能造成井漏。在實(shí)際鉆井過程中，這個大的環(huán)空壓力損失是 不可避免的。在井控問題上，我們應(yīng)盡量利用這個大的環(huán)空 壓力損失。1.2 小井眼的井控方法動態(tài)壓井法1.2.1 動態(tài)壓井法的概念在循環(huán)過程中用環(huán)空摩阻損失控制地層壓力的壓井方 法叫動態(tài)壓井法。而傳統(tǒng)的壓井法是用地面阻流閥來對地層 施加一定壓力達(dá)到平衡地層的目的。小井眼最關(guān)鍵的井控問題是及早發(fā)現(xiàn)溢流，即在少量溢 流時就能發(fā)現(xiàn)，以保證正常壓井，在壓井過程中不致使套管 鞋處于危險壓力狀態(tài)。1.2.2 溢流檢測方法 傳統(tǒng)的溢流檢測方法是觀察并測量鉆井液池體

6、積的變 化，這種方法的靈敏度取決于計量設(shè)備及儀器的精確度。在 正常井的鉆井過程中，一般來說地面鉆井液多出2.4m3 左右的量并不算異常，但這 2.4m3 的多余量在小井眼里問題就嚴(yán) 重了。在小井眼鉆井過程中要求能發(fā)現(xiàn)小于 0.16m3 的溢流量， 這樣靠測量地面鉆井液體積變化，靈敏度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。要 解決這個問題，可以在泵的吸入口或立管及井的出口安裝電 磁流量計，在鉆井過程中，經(jīng)常觀察流量變化，最好能把入 井流量、出井流量及地面鉆井液體積隨時間變化作出曲線 圖。從圖中曲線的變化就可以及時發(fā)現(xiàn)溢流。用流量計測流 量的變化來發(fā)現(xiàn)溢流比測量地面鉆井液體積變化效果要好 得多，流量計不僅精確，而且反映速度快。從儀表讀數(shù)不一 定能明顯地立即反映出井下溢流，但把讀數(shù)實(shí)時地作出曲線 圖，從曲線的變化就可立即發(fā)現(xiàn)井涌。圖 5-14 所示的是將 流入及流出鉆井液的計量讀數(shù)與鉆井液池鉆井液體積測量 結(jié)果一起作在一張圖上進(jìn)行對比。從圖中可看出，采用鉆井 液池鉆井液體積測量方法比采用流量計顯示溢流量滯后一 段時間。正常鉆井一般不這樣用流量計，而小井眼鉆井液過 流斷面小，流量低，適合用電磁Sha ds模擬X井X流入流出體積泵壓鉆井液體積C159