井底常压法压井(计算).ppt
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上午03:
21上午03:
21井底常压法压井井底常压法压井第三单元第三单元常规压井常规压井上午03:
21上午03:
21一、一、压井的基本方法压井的基本方法二、二、井底常压法压井井底常压法压井原理原理三、三、井底常压法井底常压法压井步压井步骤骤四、压井注意事项四、压井注意事项上午03:
21上午03:
211.1.先排污先排污,再循环压井再循环压井(司钻法司钻法)2.2.等待加重等待加重,再循环压井再循环压井(工程师工程师法法)3.3.立刻开始立刻开始,边循环边加重不关井边循环边加重不关井4.4.先排污先排污,再边循环边加重再边循环边加重(实用实用法法)按排污和加重的顺序不同按排污和加重的顺序不同一一.压井的基本方法压井的基本方法上午03:
21上午03:
21基本原理是:
实施压井过程中,始基本原理是:
实施压井过程中,始终保持井底压力与地层压力的平衡终保持井底压力与地层压力的平衡,不使新的不使新的地层流体进入井内。
同时又不使控制压力过高地层流体进入井内。
同时又不使控制压力过高,危机地层与设备。
,危机地层与设备。
常用的正循环压井方法包括二次循环法常用的正循环压井方法包括二次循环法(司钻法)、一次循环法(工程师法)和边循(司钻法)、一次循环法(工程师法)和边循环边加重法,也称为井底常压法或常规压井方环边加重法,也称为井底常压法或常规压井方法。
法。
所谓常规压井方法所谓常规压井方法,就是溢流、井喷发,就是溢流、井喷发生后,能正常关井,在泵入压井液过程中始终生后,能正常关井,在泵入压井液过程中始终遵循井底压力略大于地层压力的原则完成压井遵循井底压力略大于地层压力的原则完成压井作业的方法作业的方法.二、二、井底常压法压井原理井底常压法压井原理:
上午03:
21上午03:
21几种常规压井方法也各有其优缺点几种常规压井方法也各有其优缺点在相同条件下就在相同条件下就施工时间而言施工时间而言,发现溢流关井,发现溢流关井后后等候压井的时间等候压井的时间,二次循环法(司钻法)和边循环,二次循环法(司钻法)和边循环边加重法较短,而一次循环法(工程师法)较长。
但边加重法较短,而一次循环法(工程师法)较长。
但就总体压井作业时间而言,一次循环法(工程师法)就总体压井作业时间而言,一次循环法(工程师法)较短,二次循环法(司钻法)和边循环边加重法较长较短,二次循环法(司钻法)和边循环边加重法较长。
压井过程中出现的压井过程中出现的套压峰值套压峰值,二次循环法(司,二次循环法(司钻法)较大,边循环边加重法次之,一次循环法(工钻法)较大,边循环边加重法次之,一次循环法(工程师法)较小。
程师法)较小。
压井过程中压井过程中给地层施加的应力给地层施加的应力,尤其是给浅部,尤其是给浅部地层施加的应力峰值,二次循环法(司钻法)较大,地层施加的应力峰值,二次循环法(司钻法)较大,边循环边加重法次之,一次循环法(工程师法)较小边循环边加重法次之,一次循环法(工程师法)较小。
几种方法中,几种方法中,边循环边加重法施工难度大边循环边加重法施工难度大。
上午03:
21上午03:
21司钻压井法司钻压井法工程师压井法工程师压井法井底常压法压井井底常压法压井上午03:
21上午03:
21二次循环法。
压井过程中需二次循环法。
压井过程中需要循环两周钻井液。
要循环两周钻井液。
第一循环周,用第一循环周,用原浆原浆将环空中将环空中的井侵气体顶替到地面,同时配制压的井侵气体顶替到地面,同时配制压井钻井液。
井钻井液。
第二循环周,用第二循环周,用压井钻井液压井钻井液将将原浆顶替到地面。
原浆顶替到地面。
司钻法司钻法上午03:
21上午03:
21司钻法司钻法压井压井保持保持井底井底常压原理常压原理两步循环法两步循环法用原浆排出溢流用原浆排出溢流用重泥浆压井用重泥浆压井核心:
核心:
特点:
特点:
留出时间准备重泥浆留出时间准备重泥浆控制简单控制简单压井时间较长,井口压力较高压井时间较长,井口压力较高井底常压井底常压(P(P地层地层=P=P井底井底)缺点:
缺点:
上午03:
21上午03:
21一次循环法。
压井过程中只需要循一次循环法。
压井过程中只需要循环一周钻井液。
环一周钻井液。
配制压井钻井液。
配制压井钻井液。
用用压井钻井液压井钻井液将环空中井侵流体顶替到将环空中井侵流体顶替到地面,直到重钻井液返出地面。
地面,直到重钻井液返出地面。
工程师法工程师法上午03:
21上午03:
21司钻压井法压井步骤司钻压井法压井步骤(一一)计算压井所需的基本数据计算压井所需的基本数据(二二)填写压井施工单填写压井施工单(三三)司钻压井法压井原理图解司钻压井法压井原理图解压井压井步步骤骤(四四)司钻压井法压井实例司钻压井法压井实例三、井底常压法压井步骤三、井底常压法压井步骤-司钻压井法司钻压井法上午03:
21上午03:
21(一一)计算压井所需的基本数计算压井所需的基本数据据(11)地层压力)地层压力(22)判断溢流类型)判断溢流类型(3)(3)压井钻井液密度压井钻井液密度(44)计算容积)计算容积(55)注入加重钻井液的时间)注入加重钻井液的时间(66)重晶石的重量重晶石的重量(7)(7)循环时的立管总压力循环时的立管总压力(8)(8)最大允许关井套压最大允许关井套压上午03:
21上午03:
21
(1)地层压力)地层压力Pp钻柱内:
钻柱内:
PPpp=P=Pdd+0.0098H+0.0098H环空内:
环空内:
PPpp=P=Paa+0.0098H+0.0098HPPddPaPaPPpp(一一)计算压井所需的基本数据计算压井所需的基本数据
(1)地层压力)地层压力PpPp-地层压力地层压力Pd-关井立压关井立压Pa-关井套压关井套压-钻井液密度钻井液密度H-垂直液柱高度垂直液柱高度上午03:
21上午03:
21钻井液池钻井液增量。
;溢流密度,溢流高度,米;VcmgwwhwhdpapmwaVVwh3/)(102Va每米环空容积每米环空容积Pd-关井立压关井立压Pa-关井套压压关井套压压(一一)计算压井所需的基本数据计算压井所需的基本数据
(2)用密度判断溢流类型)用密度判断溢流类型w在在1.07-1.20g/cm3之间为盐水之间为盐水。
w在在0.12-0.36g/cm3之间为天然气之间为天然气。
w在在0.36-1.07g/cm3之间为油或混合气体溢流之间为油或混合气体溢流上午03:
21上午03:
21根据(9-1)(9-2)两式确定溢流类型,选取安全附加当量钻井液密度和安全附加压力。
(2)用密度用密度判断溢流类型判断溢流类型w在在1.07-1.20g/cm3之间为盐水之间为盐水。
w在在0.12-0.36g/cm3之间为天然气之间为天然气。
w在在0.36-1.07g/cm3之间为油或混合之间为油或混合气体溢流。
气体溢流。
Pe油井:
油井:
1.5-3.5MP1.5-3.5MPaa气井:
气井:
3.0-5.0MPa3.0-5.0MPa0.05-0.1g/cm3(油井油井)0.07-0.15g/cm3(气气层层)上午03:
21上午03:
21
(2)用压力梯度判断溢流类型)用压力梯度判断溢流类型G溢溢=G作业流体作业流体-(p关套关套-p关油关油)/hwG溢溢-溢流的压力梯度溢流的压力梯度G作业流体作业流体-作业流体的压力梯度作业流体的压力梯度p关套关套-初始关井套压初始关井套压p关油关油-初始关井油压初始关井油压hw-溢流段的高度溢流段的高度盐水盐水:
G溢溢0.01盐水盐水/油油/气气G溢溢:
0.00466G溢溢0.0082油油:
0.0058G溢溢0.0082油油/气气:
0.00466G溢溢0.00699气气:
G溢溢0.00466上午03:
21上午03:
21。
产层垂直井深,。
安全附加值,。
地层压力,。
压井钻井液密度,mHMPapMPapcmgHppepkepk3/)(102(3)据据地层压力地层压力计算压井钻井液密度计算压井钻井液密度Pe油井:
油井:
1.5-3.5MP1.5-3.5MPaa气井:
气井:
3.0-5.0MPa3.0-5.0MPa上午03:
21上午03:
21。
安全附加值,。
关井立管压力,。
原钻井液密度,3/3/102cmgeMPapcmgmeHpmkdd(3)据关井立管压力计算压井钻井液密度据关井立管压力计算压井钻井液密度Pe0.05-0.1g/cm3(油油井井)0.07-0.15g/cm3(气气层层)。
安全附加值,。
关井立管压力,。
原钻井液密度,3/3/102cmgeMPapcmgmeHpmkdd。
产层垂直井深,。
安全附加值,。
地层压力,。
压井钻井液密度,mHMPaepMPappcmgkHepppk3/)(102(3)依据依据关井立管压力关井立管压力计算压井钻井液密度计算压井钻井液密度(3)依据依据地层压力地层压力计计算压井钻井液密度算压井钻井液密度0.05-0.1g/cm3(油井油井)0.07-0.15g/cm3(气气层层)油井:
油井:
1.5-3.5MPa1.5-3.5MPa气井:
气井:
3.0-5.0MPa3.0-5.0MPa上午03:
21上午03:
21钻柱内容积钻柱内容积V1。
钻具长度,;钻具内径,;钻柱内容积,mLmDmVnLnDLDLDV3_1222212141(4)计算钻柱内容积及加重钻井液量)计算钻柱内容积及加重钻井液量-钻柱内容积钻柱内容积V1经验公式:
经验公式:
V=D2/2(m3/km)上午03:
21上午03:
21。
钻具或井段长,;钻具外径,;井眼直径或套管内径,。
环空容积,mLmpDmhDmVLpDhDLpDhDV32222221212142(4)计算钻柱内容积及加重钻井液量计算钻柱内容积及加重钻井液量-环空容积环空容积V2上午03:
21上午03:
21(4)计算钻柱内容积及加重钻井液量)计算钻柱内容积及加重钻井液量-总容积总容积总容积总容积V=V1+V2V钻具内容积与环空容积之和,钻具内容积与环空容积之和,m3。
所需加重钻井液量一般取总容积之和的所需加重钻井液量一般取总容积之和的1.5-2倍倍。
井筒容积的井筒容积的1.5-2倍倍上午03:
21上午03:
21。
压井排量,;钻具内容积,;间,注满钻柱内容积所需时SLQmVtQVt/31min160110001t1=V160Q(分)(分)(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-注满钻柱内容积所需时间注满钻柱内容积所需时间泥浆在井筒内运行时间泥浆在井筒内运行时间钻柱内:
钻柱内:
TTd=V=Vdd/Q/Q环空内:
环空内:
TTa=V=Vaa/Q/Q上午03:
21上午03:
21。
压井排量,;环空容积,;注满环空所需时间,SLQmVtQVt/32min260210002压井时,压井排量一般取压井时,压井排量一般取钻进时排量的钻进时排量的1/31/2。
(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-注满环形空间所需时间注满环形空间所需时间注入加重钻井液的总时间注入加重钻井液的总时间:
t=t1+t2钻柱内:
钻柱内:
TTd=V=Vdd/Q/Q环空内:
环空内:
TTa=V=Vaa/Q/Q上午03:
21上午03:
21k-压井液密度,g/cm3m-原浆密度,g/cm3上午03:
21上午03:
21(6)根据新浆总体积根据新浆总体积V求求重晶石的重量重晶石的重量S加重剂密度加重剂密度4.25g/cm310压井液密度压井液密度.原浆密度原浆密度.G-配制定量新浆所需加重料的重量配制定量新浆所需加重料的重量上午03:
21上午03:
2110101)(SSVG重晶重晶石的石的重量重量S加重剂密度加重剂密度4.25g/cm310压井液密度压井液密度.原浆密度原浆密度.V0-原钻井液容积原钻井液容积,立方米立方米G1-定量钻井液加重时所需加重材料的重量定量钻井液加重时所需加重材料的重量吨吨(6)根据原钻井液体积根据原钻井液体积V0求求重晶石的重量重晶石的重量上午03:
21上午03:
21初始初始循环循环立管压力立管压力pTi初始循环立管压力,初始循环立管压力,Mpa;pd关井立管压力,关井立管压力,Mpa;pci压井排量循环立管压力压井排量循环立管压力(低泵速泵压低泵速泵压),Mpa。
pTi=pd+pci(7)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终了循环立管压力终了循环立管压力PPTfTf=P=PciciKK/mm上午03:
21上午03:
21井内压力平衡关系井内压力平衡关系管柱内:
管柱内:
PPdd+P+Pmm=P=Pbb环空内:
环空内:
PPaa+P+Pmm=P=PbbPP立立压压PP套压套压PP井底井底PP液柱液柱关井后关井后立管压力立管压力上午03:
21上午03:
21pd=Pp-Pm=Pa-Pma式中pd关井立管压力,MpaPh钻柱内钻井液液柱压力,MpaPp地层压力,MpaPa关井套管压力,MpaPma环空受侵钻井液液柱压力,Mpa关井立管压力:
上午03:
21上午03:
21压井循环时立管总压力压井循环时立管总压力PT=Pd+Pcs+PePT压井循环时立管压力,MpaPd关井立管压力,MpaPcs循环压耗,MpaPe附加压力,Mpa上午03:
21上午03:
21初始循环压力:
pTi=pd+pcipTi初始压井循环立管压力,初始压井循环立管压力,Mpa;pd关井立管压力,关井立管压力,Mpa;pci压井排量循环立管压力压井排量循环立管压力,(低泵速泵压低泵速泵压)Mpa。
上午03:
21上午03:
21终了循环终了循环立管立管压力压力PPTfTf=KK/mmPPcici-钻井液密度钻井液密度K-压井液密度压井液密度Pci-低泵速泵压低泵速泵压PTf-终了循环终了循环立管立管压力压力上午03:
21上午03:
21pa=(GfGm)Hfpa最大允许关井套压,最大允许关井套压,Mpa;Gf地层破裂压力梯度,地层破裂压力梯度,Mpa/m;Gm原钻井液压力梯度,原钻井液压力梯度,Mpa/m(0.0098m)Hf套管鞋处漏层井深,套管鞋处漏层井深,m。
(8)计算最大允许关井套压计算最大允许关井套压上午03:
21上午03:
21根据计算出的各项压井数据和关井前后的记录数据,认真、准确的填写好压井施工单,作为施工的依据(二二)填写压井施工填写压井施工单单上午03:
21上午03:
21压井施工单压井施工单预录取数据预录取数据关井数据关井数据地层压力地层压力压井液密度压井液密度第一循环各项压力第一循环各项压力(初始循环压力初始循环压力)第二循环各项压力第二循环各项压力(终了循环压力终了循环压力)地面到井口循环时间和冲数地面到井口循环时间和冲数井口到地面循环时间和冲数井口到地面循环时间和冲数压井施工单压井施工单预先记录数据井号:
日期:
填写人:
井深:
垂直井深套管尺寸/重量/纲级:
层位:
井眼尺寸:
套管抗内压强度:
钻杆尺寸/重量:
地层破裂压力:
Pf钻杆容积系数:
VV11环空容积系数VV22一号泵二号泵压井排量循环压力压井排量循环压力溢流后关井记录井深:
垂直井深:
层位:
溢流量:
V关井立管压力:
Pd关井套管压力Pa压井参数安全附加当量钻井液密度压井钻井液密度增量压井钻井液密度k压井排量Q初始循环总压力pTi终了循环立管总压力PTf钻杆内充满时间t1环空充满时间tt22上午03:
21上午03:
21(三三)司钻压井法压井原理图解司钻压井法压井原理图解压井压井步步骤骤地面压力加上液柱压力使井底地面压力加上液柱压力使井底压力等于或稍大于地层压力压力等于或稍大于地层压力,在保证在保证没有新的溢流的前提下将压井流体充没有新的溢流的前提下将压井流体充满井筒。
满井筒。
理想状态:
理想状态:
P井底=P地层上午03:
21上午03:
21井内压力平衡关系井内压力平衡关系管柱内:
管柱内:
PP立压立压+P+P静液柱静液柱=P=P井底井底环空内:
环空内:
PP套压套压+P+P环空液柱环空液柱=P=P井底井底PP立立压压PP套压套压PP井底井底PP液柱液柱1、关井后、关井后上午03:
21上午03:
21司钻法第一循环井筒压力的变化司钻法第一循环井筒压力的变化循环时溢流在循环时溢流在环空环空内上升的情况,溢流运移减少液柱压力内上升的情况,溢流运移减少液柱压力3.5MPa3.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa4.5MPa4.5MPa4.5MPa4.5MPa5.95MPa5.95MPa12.6MPa12.6MPa7MPa7MPa上午03:
21上午03:
21司钻法压井压力控制曲线ttaattaattddttppppTiTippaappaaPPpp+P+PtataPPTT=P=Pdd+PPcc动画动画上午03:
21上午03:
212.2.第一周循环时第一周循环时井内压力关系井内压力关系管柱内管柱内:
PP泵泵II+P+P液柱液柱-P-P管柱摩阻管柱摩阻=P=P井底井底PP泵泵II=P=P立压立压+P+P低泵速低泵速PP泵泵II称为称为-初始循环立压初始循环立压环空内环空内:
PP套压套压+P+P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻=P=P井底井底上午03:
21上午03:
21ttaattaattddttppppTiTippaa动画动画溢流全部循环出井,循环结束时溢流全部循环出井,循环结束时,停泵、关井后停泵、关井后:
11、如果、如果:
立压立压=套压套压=0=0压井结束压井结束22、如果、如果:
关井立压关井立压=关井套压关井套压00开始第二循环周压井开始第二循环周压井33、如果、如果:
关井立压关井套压关井立压关井套压继续第一循环周继续第一循环周7MPa7MPa7MPa7MPa上午03:
21上午03:
21管柱内:
P泵2+P油液柱-P管柱摩阻=P井底环空内:
P套压+P套液柱+P环空摩阻=P井底只要保持套压不变只要保持套压不变,即可保持井底即可保持井底压力不变。
当压井液到达井底时,压力不变。
当压井液到达井底时,pTi下降到最低点下降到最低点-终了循环压力终了循环压力PTf3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.第二周循环时井内压力关系第二周循环时井内压力关系P泵泵2=P低泵速低泵速压压原原P泵泵2即终了循环立压即终了循环立压PTf=k/mPci上午03:
21上午03:
21司钻法压井压力控制曲线tt11tt44tt33ttppppTiTippaat2pdppTfTf0ppTfTfppTfTfpTi初始初始循环循环压井立管压力压井立管压力pTi=pd+pci终了循环立管压力终了循环立管压力PTf=m1/mPci上午03:
21上午03:
213.第二周循环时ttaattaattddttppppTiTippaa动画动画9.1MPa9.1MPa7.7MPa7.7MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa10.5MPa10.5MPa773.5MPa3.5MPa77第一循环结束第一循环结束aa重压井液在油管内下行时油套管空间的压力压力关系:
上午03:
22上午03:
22司钻法压井压力控制曲线tt11tt44tt33ttppppTiTippaat2pdppTfTf0-第一循环周,用第一循环周,用原浆原浆将环空中将环空中被污染的泥浆被污染的泥浆顶替到地面顶替到地面-第二循环周,压井钻井液将第二循环周,压井钻井液将原浆原浆从井口顶替到井底从井口顶替到井底-第二循环周第二循环周(重浆重浆)压井钻井液将压井钻井液将原浆原浆从井底顶替从井底顶替到到井井口口重压井重压井液在液在管管柱内下柱内下行行时管时管柱及环柱及环空间的空间的压力压力压压力关系力关系:
上午03:
22上午03:
22重压井液在重压井液在管柱内下行管柱内下行时油套管空间的压力时油套管空间的压力压力关系压力关系tt11tt44tt33ttppppTiTippaatt1-1-气柱到井口气柱到井口t2-排气排气tt3-3-重浆从井口到井底重浆从井口到井底tt4-4-重浆从井底到井口重浆从井底到井口t2pdppTfTf0上午03:
22上午03:
22环空内:
P套压+P套液柱+P套管摩阻=P井底9.1MPa9.1MPa7.7MPa7.7MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa10.5MPa10.5MPa773.5MPa3.5MPa77第一循环结束第一循环结束aa上午03:
22上午03:
223.第二周循环时井内压力关系第二周循环时井内压力关系tt11tt44tt33ttppppTiTippaat2pdppTfTf0ppTfTfppTfTfpTi重压井液在重压井液在环空内上返时压力关系环空内上返时压力关系管柱内:
管柱内:
PP泵泵22+P+P管柱静液压力管柱静液压力-P-P管柱摩阻管柱摩阻=P=P井底井底环空:
环空:
PP套压套压+P+P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻=P=P井底井底只要保持泵压不变只要保持泵压不变,即可保持即可保持井底压力不变井底压力不变上午03:
22上午03:
223.第二周循环时第二周循环时环空内上返环空内上返压力关系压力关系tt11tt44tt33ttppppTiTippaat2pdppTfTf0ppTfTfppTfTfpTi77.7MPa7MPa77.7MPa7MPa77.7MPa7MPa33.5MPa5MPa11.75MPa75MPa油管内油管内:
PP泵泵22+P+P管柱液柱管柱液柱-P-P管摩阻管摩阻=P=P井底井底环空:
环空:
PP套压套压+P+P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻=P=P井底井底上午03:
22上午03:
223.3.第二第二周循环周循环时压井时压井液液环空环空内上返内上返时压力时压力关系关系77.7MPa7MPa77.7MPa7MPa77.7MPa7MPa33.5MPa5MPa11.75MPa75MPa0MPa0MPa环空:
环空:
PP套压套压+P+P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻=P=P井底井底上午03:
22上午03:
223.3.第二周循环时第二周循环时压井液在压井液在环空内上返时压力关系环空内上返时压力关系PP泵泵22+P+P管柱液柱管柱液柱-P-P管柱摩阻管柱摩阻=P=P井底井底PP套压套压+P+P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻=P=P井底井底0MPa0MPa管柱内管柱内:
PP泵泵22+P+P管柱液柱管柱液柱-P-P管柱摩阻管柱摩阻=P=P井底井底16MPa16MPa16MPa16MPa16MPa16MPa7MPa7MPa33.5MPa5MPa18MPa18MPa16MPa16MPa7MPa7MPa7MPa7MPa7MPa7MPa7MPa7MPa21MPa21MPa777MPa7MPa环空:
环空:
PP套压套压+P+P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻=P=P井底井底上午03:
22上午03:
22循环结束时循环结束时,停泵停泵11、如果、如果:
压井液密度适当压井液密度适当立管压力立管压力=套管压力套管压力=0=0压井结束压井结束.22、如
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