钻井初培班课件工艺

H
ρ
H—液柱的垂直高度，m
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4、压力梯度
每增加单位垂直深度压力的变化量。
P 0.0098 H G 0.0098 H H
G－压力梯度 （MPa/m）
－13 －
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例1 某井钻至井深3000m处，所用钻井液密度为1.3g/cm3， 求井底处的静液压力. 解：Pm=ρgH=1.3×0.00981×3000=38.26MPa 例2 某井钻至井深3600m处，所用钻井液密度为1.5g/cm3， 计算井内静液压力梯度。 解：G=ρg=1.5×9.81=14.7kPa/m
二、井内压力系统
3、地层漏失压力
地层漏失压力是指某一深度的地层产生训中心
二、井内压力系统
地层承压能力试验 在钻开高压油气层前，用钻开高压油气层的钻井液 循环，观察上部裸眼地层是否能承受钻开高压油气层钻 井液的液柱压力，若发生漏失则应堵漏后再钻开高压油 气层，这就是地层承压能力试验。 ①分段试验：每钻进100～200m，就用钻进下部地层的 钻井液循环试压一次。 ②地面加回压：把高压油气层或下部地层将要使用的钻 井液密度与当前井内钻井液密度的差值折算成井口压力
PR pL
160 320 480 640 800 960 1120 泵入量（L）
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二、井内压力系统
15.地破压力试验最高压力不得大于井口设备的额定工作压力 和井口套管抗内压强度的80%两者之较小值。 1)每次下套管固井后，在钻出套管鞋进入第一个易漏层，做一 次地破试验，绘出泵入量～压力曲线。 2)地破压力试验最高当量密度为本井段设计所用最高钻井液密 度附加0.50g/cm3，地破压力试验控制当量密度一般不超过 2.30g/cm3；特殊井可根据下部施工所需钻井液密度提高地破压力试 验值。 3)对于在碳酸盐岩地层进行的地层漏失试验，试验最高当量密 度为预计下部施工中作用在井底的最高压力相当的密度。 4)压力敏感性地层可不进行地层破裂压力试验和地层漏失试验 5)试验完后应标出地破压力（地层漏失压力）等，并记录在井 控工作月报和井控工作记录本上。 6)实施空气钻井的井段可不做地破试验。 （细则）第六条
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二、井内压力系统
P
2、地层破裂压力
某一深度的地层发生破碎或 裂缝时所能承受的压力。破裂压 力一般随井深增加而增大。
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二、井内压力系统
P
地 层 5.51 立 管 压 4.82 力 4.13 MPa 3.44 2.57 2.06 1.37 0.69 0
井控领域工作标准覆盖率100%；
井控现场100%执行工作标准和操作规程；
井控安全投入100%及时到位。
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塔里木油田井控工作要点 “九个始终”
始终将井控工作作为油田安全生产的重中之重； 始终坚持“发现溢流立即关井，怀疑溢流关井检查” 的井控工作原则； 始终将提高井控培训质量作为重点； 始终将提高井控装备水平作为重点； 始终将提高井控工艺技术作为落脚点； 始终将严厉处罚违反井控规定作为落脚点； 始终树立井控是可控的理念； 始终树立全井筒井控的理念； 始终树立井控为钻井地质目的服务的积极井控理念；
，通过井口憋压的方法检验裸眼地层的承压能力。
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二、井内压力系统
4、地层坍塌压力
指井眼形成后井壁周围的岩石应力集中，当井壁 周围的岩石所受的切向应力和径向应力的差达到一定 的数值后，将形成剪切破坏，造成井眼坍塌，此时的 钻井液液柱压力即为地层坍塌压力。
对于塑性地层，岩石的剪切破坏表现为井眼缩径； 对于硬脆性地层，岩石的剪切破坏表现为井壁坍塌、 井径扩大。
一、压力概念
2、压力
定义：压力是指物体单位面积上所受的垂直力。
F P S
压力的单位：
国际单位：帕（Pa）、千帕（kPa）、兆帕（MPa）
F
S
英制单位：psi
1psi = 6.895kPa ≈7kPa 如：3000psi≈21MPa
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一、压力概念
3、静液压力
定义：作用在单位面积上液体重量产生的压力。 计算： Pm=ρ gH ρ-液体密度，g/cm3
二、井内压力系统
影响因素：
1）管柱结构、尺寸以及管柱在井内 的实际长度； 2）井身结构与井眼直径；
3）起下钻速度；
4）钻井液密度、粘度、静切力；
5）钻头或扶正器泥包程度。
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二、井内压力系统
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裂缝性灰岩地层，破裂压力值与裂缝发育程度有关，裂 缝越发育其破裂压力值越低。套管鞋都选在相对致密的 地层，因而被压裂产生漏失的地层往往不是在套管鞋处， 而是在套管鞋以下的薄弱地层。因此，往往以地层承压 能力检验取代地层破裂压力试验。
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1.密度附加值：油水井为0.05～0.10g/cm3，气井为 0.07～0.15g/cm3。
2.压力附加值：油水井为1.5～3.5MPa，气井为3.0～ 5.0MPa。 对于碳酸岩地层，以平衡地层压力的原则来确 定钻井液密度。
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二、井内压力系统
某井井深为3200m时气层压力预报为50MPa，试确定钻 开该气层所需的钻井液密度。 解：附加压力当量钻井液密度ρe取0.10g/cm3； ρ m=
e
P gH gH gH
4）用压力系数表示。某点的压力与该点的水柱静压力 之比。数值上等于平衡该压力所需钻井液密度之值。
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一、压力概念
[例题]如地层液体密度为1.20g/cm3,试求垂直深度为2000m 处地层压力,地层压力梯度,地层压力当量压井液密度,地层 压力系数。 解： 地层压力 P=0.0098ρH=0.0098×1.20×2000=23.52MPa； 地层压力梯度 G=0.0098ρ=0.0098×1.20=0.01176MPa/m； 地层压力当量压井液密度 ρe=ρ=1.20g/cm3; 地层压力系数 K=1.20。
“大井控” 包括：钻井、测井、录井、测试、 注水（气）、井下作业和报废井弃 置处理等各生产作业环节。
井 内 压 力
地层 压力
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塔里木油气田井控特点 ：
一、碳酸盐岩地层压力难以准确预报 二、天然气含硫化氢对井控装置性能要求高 天然气溢流短时间内会很快转为井喷 三、深井、高温带来的复杂问题多 四、天然气井压力控制难度大
Pc 0.0098H
+ρ
e
=50/（0.0098×3200）+0.10 =1.69g/cm3。
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二、井内压力系统
2.井身结构设计
井身结构：指井内所下套 管层数、尺寸、深度、水 泥返高等。
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（细则）第六条 7.在井身结构设计中，套管及下深应满足井控要求。表 层套管下深应满足封固浅水层、疏松地层、砾石层的要求， 且套管鞋坐入稳固岩层应≥10m，固井水泥应自井底返至地 面；一般在油气层顶部要下一层技术套管，原则是同一裸眼 井段不应有两个以上用同一钻井液密度无法兼顾的油气水层 ；新区块第一口预探井的井身结构设计要留有余地，至少备 用一层套管；
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一、压力概念
4、压力的表示方法
1. 用压 力的单 位表示
2. 用压 力梯度表 示
3. 用当 量钻井液 密度表示
4. 用压 力系数表 示
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一、压力概念
1）用压力的单位表示； 2）用压力梯度表示； 3）用流体当量密度表示；某点的压力等于具有相当密 度的流体在该点所形成的液柱压力。
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第一章 井控工艺基础
第一节
基本概念
一、压力概念 二、井内压力系统 三、与井控有关的概念 四、三级井控
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一、压力概念
1、密度
密度是某物质单位体积的质量(或称为重量)。 单位：g／cm3 作用： 原则：
压而不死
活而不喷
控制压力
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二、井内压力系统
1、地层压力
定义： 地层压力是指地下岩石孔 隙内流体的压力，也称孔隙压 力。
Pp gH
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二、井内压力系统
钻井液静液压力和地层孔隙流体的静液压力
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二、井内压力系统
地层压力分类: 正常地层压力：
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第一条 井控技术是保证石油天然气钻井安全的 关键技术。做好井控工作，有利于发现和保护油气 层，有效地防止井喷、井喷失控及着火事故的发生。
第二条 井喷失控是钻井工程中性质严重、损失 巨大的灾难性事故。一旦发生井喷失控，将打乱正 常的生产秩序，使油气资源受到严重破坏，造成环 境污染，还易酿成火灾、人员伤亡、设备损坏甚至 油气井报废。
过大的波动压力会引发溢流或井 漏。
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二、井内压力系统
（1）抽汲压力
由于上提管柱而使井底压力减小 的压力，其数值就是阻挠钻井液 向下流动的流动阻力值。
抽吸压力： Psb=0.00981SbH （MPa）
Sb--抽吸压力系数，g/cm3 一般应控制在 Sb=0.036～0.08.g/cm3


正常压力的地层为水力学的 开启压力系统 异常高压地层为水力学的封 闭压力系统
压实作用
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