第六章油气井压力控制幻灯片.pptVIP

第六章 油气井压力控制 研究的主要问题：井眼内的压力平衡问题 主要了解的内容： 1、井眼与地层压力系统 2、地层流体的侵入与检测 3、压井----恢复压力平衡的方法 第一节 井眼与地层压力系统 一、井眼与地层压力体系 1、井眼内的各种压力 （1）地层孔隙压力 pp=0.00981?PD (MPa) ?P --地层孔隙压力的当量泥浆密度，g/cm3。 D --井深，m。 （4）井内波动压力 抽吸压力： psb=0.00981sbD （MPa） 激动压力： psg=0.00981sgD （MPa） sb --抽吸压力的当量泥浆密度（抽吸压力系数），g/cm3。 一般 sb=0.036～0.08.g/cm3。 sg --激动压力的当量泥浆密度（激动压力系数），g/cm3。 一般 sg=0.024～0.1 g/cm3。 （5）环空循环压降 ?a = ?pa /（0.00981D） ?a --环空压降的当量泥浆密度， g/cm3。 （6）含岩屑钻井液的压力增加值 ?pr=0.00981 ? ?rD 2、井眼与地层压力关系 安全钻井的压力平衡条件：pp ? phe ? pf 或 ?p ? ?he? ?f phe ? pp ，地层流体侵入井眼； phe=pp ， 平衡压力钻井； phe ?pf ， 压裂地层，发生井漏； pp ? ? phe ? pf ，过平衡压力钻井； phe ? pp ，地层流体有控制地进入井眼，欠平衡压力钻井。 二、平衡压力钻井 1、地层--井眼系统的压力平衡关系 pm=pp + ?p 或 ?m = ?p + ? ? ?p--考虑平衡安全的附加压力，MPa 油井： ?p =1.5 ～3.5MPa， ? ? =0.05 ～0.1 g/cm3； 气井： ?p =3.0～5.0MPa， ? ? =0.07 ～0.15 g/cm3。 三、欠平衡压力钻井 地层----井眼系统压力关系： phe ? pp 适用的地层范围： 低压低渗油气藏； 严重水敏性地层的钻进； 硬石灰岩层； 漏失性地层，如裂缝性地层。 空气钻井的优缺点： 优点： 显著提高机械钻速； 保护油气层； 解决井漏问题。 缺点： 井内产生碳氢化合物时，易着火、爆炸； 井内进水后携带岩屑困难； 钻头和钻具得不到有效冷却和润滑。 （3）泡沫钻井 主要特点：采用稳定泡沫作为循环介质进行钻井。稳定泡沫由气体（氮气或co2）、液体和表面活性剂配制。 主要优点：密度低，粘度和切力高，携岩能力强。 2、欠平衡压力钻井的技术难点 主要设备----旋转防喷器的质量及可靠性； 地层孔隙压力预测的精度； 井底有效压力的计算及检测； 井口压力的控制技术； 井壁稳定性保证； 固井和完井； 起下钻及接单根过程中的欠平衡 欠平衡钻井适用的油气藏 欠平衡钻井液技术。 第二节 地层流体的侵入与检测 溢流：地层流体（油、气、水）侵入井内，井口返出的钻井液量大于泵入量，或停泵后钻井液从井口自动外溢的现象。 一、地层流体侵入的原因 1、地层压力掌握不准，使设计的钻井液密度偏低； 2、地层流体（油、气、水）侵入，使钻井液密度降低； 3、起钻未按规定灌泥浆，或井漏使井内液面降低； 4、起钻抽吸作用使井底压力减小； 5、停止循环时，环空循环压降消失，使井底压力减小。 2、气侵的特点及危害 （1）侵入井内的气体由井底向井口运移时，体积逐渐膨胀， 越接近地面，膨胀越快。因此，在地面看起来气侵很严重的钻 井液，在井底只有少量气体侵入。 （2）气体侵入钻井液后呈分散状态，井底泥浆液柱压力的 降低是非常有限的。只要及时有效地除气，就可有效避免井喷。 （3）当井底积聚相当体积的气体形成气柱时，随着气柱的上 升（滑脱上升或循环上升），环境压力降低，体积膨胀变大，替代 的钻井液量越来越多，使井底压力大大降低，更多的气体将以更快 的速度侵入井内，最终导致井喷。 （4）气侵关井后，气体将滑脱上升，在井口积聚。但体积变 化并不大。使气体几乎仍保持原来的井底压力。这个压力与泥浆柱 压力叠加作用于整个井筒，容易导致井漏和地下井喷。 （4）钻井液性能发生变化； 密度降低； 粘度上升或下降； 气泡、氯根离子、气测烃类含量增加； 油花增多，油味、天然气味、硫化氢味增浓； 温度升高。 2