常规压井方法精选PPT.ppt
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1、关于常规压井方法第1页,讲稿共47张,创作于星期六玛雅预言大师一边吃东西一边在发表对未来的预言,旁边的门徒在虔诚地记录。日历翻到2012年12月21日时,大师突然吃到好辣的东西,头上冒汗,脸色大变:“操,是介末!日!”门徒悲伤地记了下来:2012.12.21,世界末日 第2页,讲稿共47张,创作于星期六节目预告压井相关原理及要求压井计算压井操作过程(司钻法和工程师法)第3页,讲稿共47张,创作于星期六压井原理压井原理压井是以压井是以U型管原理为依据,利用地面节型管原理为依据,利用地面节流阀产生的阻力(回压)和井内钻井液柱压力流阀产生的阻力(回压)和井内钻井液柱压力所形成的井底压力来平衡地层压力
2、。所形成的井底压力来平衡地层压力。在压井过程中,始终保持井底压力略大于地层压力,并保持不变。以不变的压井排量向井内打入加重钻井液,随着加重钻井液的增加,节流压力逐渐减小,待加重钻井液返出井口时,节流压力降为零,井重新建立了平衡。第4页,讲稿共47张,创作于星期六 压井时应达到的要求压井时应达到的要求压井时应达到的要求压井时应达到的要求(1)(1)压井时井底压力必须略大于地层压力,并保持井底压井时井底压力必须略大于地层压力,并保持井底压力不变,使地层流体在重建平衡的过程中,不能重压力不变,使地层流体在重建平衡的过程中,不能重新进入井内。新进入井内。(2)(2)压井过程中,严格按井控要求和措施施工
3、,不能造成压井过程中,严格按井控要求和措施施工,不能造成井喷事故井喷事故(3)(3)压井时,不能使井眼受压力过大,掌握用小排量和压井时,不能使井眼受压力过大,掌握用小排量和合适的节流阀开度,要保证不压漏地层,避免出现井下合适的节流阀开度,要保证不压漏地层,避免出现井下复杂情况或地下井喷。复杂情况或地下井喷。(4)(4)要保护油气层,防止损害油气层的生产能力(扯淡)。要保护油气层,防止损害油气层的生产能力(扯淡)。第5页,讲稿共47张,创作于星期六压井时,需要确定与计算项目压井时,需要确定与计算项目 1 1、判断溢流类型、判断溢流类型(计算与确定)(计算与确定)2 2、录取关井立管压力、录取关井
4、立管压力(压井前,不同情况下的正确确定)(压井前,不同情况下的正确确定)3 3、地层压力、地层压力(计算)(计算)4 4、压井液密度、压井液密度(计算)(计算)5 5、加重钻井液量(钻柱内容积、环空容积)、加重钻井液量(钻柱内容积、环空容积)(计算)(计算)6 6、压井时间(钻柱内容积、环空容积)、压井时间(钻柱内容积、环空容积)(计算)(计算)7 7、压井循环时的立管压力(初始循环立管总压力,终了循环总压力)、压井循环时的立管压力(初始循环立管总压力,终了循环总压力)(计(计算)算)8 8、最大允许关井套压、最大允许关井套压(计算)(计算)9 9、填写压井施工单、填写压井施工单(计算与填写)
5、(计算与填写)1010、绘制出立管、套管压力控制进度曲线、绘制出立管、套管压力控制进度曲线(利用计算数据绘制)(利用计算数据绘制)第6页,讲稿共47张,创作于星期六二、压井基本数据计算二、压井基本数据计算 1 1、判断溢流类型、判断溢流类型、判断溢流类型、判断溢流类型 关井状态下压力平衡关系:关井状态下压力平衡关系:关井状态下压力平衡关系:关井状态下压力平衡关系:在钻具内部:在钻具内部:在钻具内部:在钻具内部:Pb=Pd+0.0098mH 在环空:在环空:在环空:在环空:P Pb=P=Pa+0.0098+0.0098m(H-hH-hw)+0.0098+0.0098 w h hw 合并:合并:w
6、=m-102(Pa-Pd)/Hw hwV/VV/Va VV为溢流量为溢流量为溢流量为溢流量L VL Va为环空的容积系数为环空的容积系数为环空的容积系数为环空的容积系数L Lm原钻井液密度,单位:g/cm3;Pa关井套管压力,单位:MPa;Pd关井立管压力,单位:MPa;V钻井液池钻井液增量,单位:m3;Va溢流所在环空截面积,单位:m3/m;hw地层流体在环空所占高度,单位:m。第7页,讲稿共47张,创作于星期六根据根据w计算公式可确定溢流种类。当溢流密度:计算公式可确定溢流种类。当溢流密度:在在 0.12-0.36g/cm3之间,则为之间,则为天然气天然气溢流。溢流。0.36-1.07g/
7、cm3之间,则为之间,则为油溢流或混合流体油溢流或混合流体。1.07-1.20g/cm3之间,则为之间,则为盐盐水溢流。水溢流。第8页,讲稿共47张,创作于星期六 2 2、计算压井钻井液密度、计算压井钻井液密度、计算压井钻井液密度、计算压井钻井液密度式中式中 m1-压井钻井液密度压井钻井液密度g/cmg/cm3 3 mm-原钻井液密度原钻井液密度g/cmg/cm3 3 P Pd d-关井立管压力关井立管压力 MPaMPae e-安全附加量安全附加量 g/cmg/cm3 H H发生溢流时的井深发生溢流时的井深 mm;对于对于油井来说 e e0.05-0.10g/cm3 对于对于气井气井来说来说
8、e0.07-0.15g/cm3 3 H Hm1m1m m102P102Pd de e第9页,讲稿共47张,创作于星期六3、计算钻柱内外容积及加重钻井液量、计算钻柱内外容积及加重钻井液量1)钻柱内容积V1式中:V1-钻柱内容积,m3;D-钻具内径,m;L-钻具长度,mV1V1V1V1=4 4 4 4(D D D D1 1 1 12 2 2 2L L L L1 1 1 1+D+D+D+D2 2 2 22 2 2 2L L L L2 2 2 2+.+D+.+D+.+D+.+Dn n n n2 2 2 2L L L Ln n n n)第10页,讲稿共47张,创作于星期六(2)环空容积式中:V2-环空容
9、积,m3;Dh-井眼直径或套管内径,m;Dp-钻具外径,m;L-钻具或井段长,m。V2=V2=V2=V2=4 4 4 4 (D D D Dh1h1h1h12 2 2 2-D-D-D-Dp1p1p1p12 2 2 2)L)L)L)L1 1 1 1+(D D D Dh2h2h2h22 2 2 2-D-D-D-Dp2p2p2p22 2 2 2)L)L)L)L2 2 2 2+。+(D D D Dhnhnhnhn2 2 2 2-D-D-D-Dpnpnpnpn2 2 2 2)L)L)L)Ln n n n 第11页,讲稿共47张,创作于星期六4、总容积、总容积V=V1+V2 所需加重钻井液量一般取总容积的1
10、.5-2倍5、计算注入加重钻井液的时间、计算注入加重钻井液的时间(1)计算注满钻柱内容积所需时间式中:t1-注满钻柱内容积所需时间 min V1-钻具内容积 m3 Q-压井排量 L/St t t t1 1 1 1=1000V1000V1000V1000V1 1 1 160Q60Q60Q60Q第12页,讲稿共47张,创作于星期六(2)注满环形空间所需时间式中:t2-注满环形空间所需时间 min V2-环形容积 m3 Q-压井排量 L/St t t t2 2 2 2=1000V1000V1000V1000V2 2 2 260Q60Q60Q60Q第13页,讲稿共47张,创作于星期六定压井循环排量:定
11、压井循环排量:为什么压井排量一般取钻井时排量的1/3-1/2?Q压井排量压井排量=(1/21/3)Q正常排量正常排量1)正常循环压力加上关井立管压力也许会超过泵的额定工作压力;2)大排量高泵压所需的功率,也许要超过泵的输出功率3)大量流体流经阻流器可以引起过高的套管压力,如果压井循环时,阻流器堵塞,将导致地层破裂。第14页,讲稿共47张,创作于星期六6、计算压井循环时的立管总压力、计算压井循环时的立管总压力(1)初始压井循环立管总压力PTi=Pd+Pci 式中:PTi-初始压井循环立管总压力 MPa Pd-关井立管压力 MPa Pci-压井排量循环立管总压力 MPa第15页,讲稿共47张,创作
12、于星期六怎样求怎样求Pci?要求井队在钻进到可能的高压地层井段之前,每天早班选择好压井排量进行循环测试,把测试的立管压力及所用排量记到班报表上,以备查用(低泵冲实验)。Q压井排量压井排量下的循环立管压力下的循环立管压力 Pci 第16页,讲稿共47张,创作于星期六如果未完成以上工作,可以这样求如果未完成以上工作,可以这样求PciA、缓慢开泵,同时打开节流阀及上游的平板阀,使泵排量逐渐达到压井排量(1/21/3)Q正常排量正常排量 并保持不变,调节节流阀,使套压等于关井套压;B、记录此时的立管压力就是近似的PTi则:Pci=PTi-Pd第17页,讲稿共47张,创作于星期六怎样求怎样求Pd?录取关
13、井立管压力1、关井后的井内压力达到平衡需要一定的时间。、关井后的井内压力达到平衡需要一定的时间。井眼周井眼周围地层压力恢复到原始地层压力围地层压力恢复到原始地层压力需要一定时间,它表需要一定时间,它表明了时间对关井立管压力的影响,待地层压力恢复到原明了时间对关井立管压力的影响,待地层压力恢复到原始地层压力时,井内压力达到平衡,这时录取关井立管始地层压力时,井内压力达到平衡,这时录取关井立管压力。压力。2、圈闭压力。圈闭压力是指从关井立管压力表及、圈闭压力。圈闭压力是指从关井立管压力表及关井套管压力表记录到的超过平衡地层压力的关井关井套管压力表记录到的超过平衡地层压力的关井压力值。压力值。产生圈
14、闭压力的原因:一是产生圈闭压力的原因:一是关井先于停泵关井先于停泵,圈闭了一部,圈闭了一部分泵的能量;二是分泵的能量;二是气体气体在关井状态下在关井状态下滑脱上升滑脱上升增加的增加的压力,形成圈闭压力。气体滑脱上升是形成圈闭压力的压力,形成圈闭压力。气体滑脱上升是形成圈闭压力的主要原因主要原因。第18页,讲稿共47张,创作于星期六消除关井圈闭压力的方法:消除关井圈闭压力的方法:消除圈闭压力的方法是,通过节流管汇,从环空放出少量钻消除圈闭压力的方法是,通过节流管汇,从环空放出少量钻井液,每次放出井液,每次放出4080L,然后关节流阀及其上游的平板阀,然后关节流阀及其上游的平板阀,观察关井立管压力
15、变化。如果立管压力与套管压力均有下降,观察关井立管压力变化。如果立管压力与套管压力均有下降,说明存在圈闭压力。说明存在圈闭压力。应再次打开节流阀及下游的平板阀放出应再次打开节流阀及下游的平板阀放出4080L钻井液,然后钻井液,然后关井。如果立管压力仍有下降,重复上述操作,直到立管压力停止下关井。如果立管压力仍有下降,重复上述操作,直到立管压力停止下降为止。降为止。这时记录的立管压力才是真实的关井立管压力。这时记录的立管压力才是真实的关井立管压力。如果放出钻井液后,立管压力没有变化,而套压有所增加,说明没有如果放出钻井液后,立管压力没有变化,而套压有所增加,说明没有圈闭压力。套压升高是由于环空静
16、液压力减小所致。圈闭压力。套压升高是由于环空静液压力减小所致。注:放压立管滞后显示,压力传递270300米/秒,如3000米井深,节流阀动作后,套压立即变化,需20秒才传到立管。第19页,讲稿共47张,创作于星期六钻柱中装有回压凡尔时测定关井立管压力钻柱中装有回压凡尔时测定关井立管压力 1、不循环法 在未知压井泵速和该泵速下的循环压力时,采用以下方法测定关井立管压力:、缓慢启动泵,向钻具内注入少量钻井液,并观察立压及套压的变化;、当套压超过关井套压0.51MPa时,停泵,说明钻杆回压阀被顶开,记录这时的立管压力及套管压力。则:PaPa1Pa式中 Pa套压升高值,MPa;Pa1停泵时记录的套压值
17、,MPa;Pa关井套压,MPa。Pd=Pd1Pa Pa(0.51)MPa 式中 Pd关井立管压力,MPa;Pd1停泵时记录的立管压力,MPa。第20页,讲稿共47张,创作于星期六钻柱中装有回压凡尔时测定关井立管压力钻柱中装有回压凡尔时测定关井立管压力2、循环法 在知道压井排量和该排量下的循环压力时,采用:、缓慢启动泵,迅速打开节流阀及下游平板阀,通过调节节流阀使套压等于关井套压(不一定等,关键是控制开泵速度,不能太猛);、当排量达到选定的压井排量时,保持不变,通过调节节流阀,使套压恰好等于关井套压,这时记录循环立管压力,停泵,关节流阀及下游的平板阀。c、计算关井立管压力PdPTPci(如果套压
18、不等于关井套压,则还需要扣除套压增加值)Pd关井立管压力,MPa;PT测量的立管压力,MPa;Pci压井排量循环时的立管压力,MPa。Pci及压井排量从预先记录的资料中查出。第21页,讲稿共47张,创作于星期六如何准确读取关井立压?最理想的状况:当地层压力与井底压力达最理想的状况:当地层压力与井底压力达到平衡的瞬间,气柱在井底还未上升,无到平衡的瞬间,气柱在井底还未上升,无圈闭压力,无回压阀,录取圈闭压力,无回压阀,录取Pd一般情况关井后一般情况关井后10-15分钟后读取(取决于地层渗透性)分钟后读取(取决于地层渗透性)如果存在回压阀,则过段时间后再求取关井立压值。如果存在回压阀,则过段时间后
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