第九章 井底常压法压井

SV0 ( 1 0 ) G1 S 1
式中
G1---定量钻井液加重时所需加重材料的 重量； v0---原钻井液容积。见例-
例 已知原浆密度0=1.20g/cm3,要加重到1=1.35 g/cm3,欲配制新浆容积V1=191m3。
求（1）重晶石的袋数； （2）重晶石增加的体积。
过最大允许关井套压，否则会压漏套管鞋处的裸眼地层。这
时开大节流阀，使套压值等于最大允许关井套压。
练习题
• 某井在2500米处发现天然气溢流，已知数据：井深2500 米，钻头直径216毫米，钻杆直径为127毫米，内径为109 毫米，技术套管外径为244毫米，内径为222毫米，下至 井深1500米处，地层破裂压力梯度为0.0185MPa/m，使用 泥浆密度为1.20克/厘米3，关井前测得，低泵速为30冲/分、 排量为18升/冲时的循环泵压为3MPa。气侵后关井立压为 2MPa，套压为3MPa,泥浆池增量为3米3 。（经计算：钻 具内容积为23.3米3 ，环空容积为63米3 ） • 求：（1）地层压力 （2）压井泥浆密度 • （3）初始循环压力 （4）终了循环压力 • （5）压井液从井口到井底的时间 • （6）压井液从井底到井口的时间 • （7）最大允许关井套压
司钻压井法操作具体步骤
第一循环周
缓慢启动泵，同时打 开节流阀，使套管压力 保持不变。将泵排量调 整到压井排量。
如果套压小于关井套压则关 小节流阀，如果套压大于关 井套压，则开大节流阀
当排量调整到压井排量时，立管 压力表上呈现的压力便是初始循环 立管压力，在第一循环周向井内注 入原浆时，首先要保持压井排量不 变，然后要调整节流阀使立管压力 始终等于初始循环立管压力不变。
6、压井液从井公升/秒
7、允许关井套压 P关套= Pf -0.0098mHf P关套__允许关井套压,MPa Pf ___地层破裂压力,MPa m___原浆密度,m Hf_---套管鞋深度,m
四、压井步骤
司钻压井法压井步骤
1、计算压井所需的基本数据 2、填写压井施工单 3、压井
1、计算压井所需的基本数据 2、填写压井施工单
3、配制压井钻井液 4、压井
1、计算压井所需的基本数据
同司钻压井法。
2、填写压井施工单
同司钻压井法。
3、配制压井钻井液
根据压井钻井液密度配制压井钻井液。
4、工程师法压井操作具体步骤
缓慢启动泵，同时打开节流阀，使 套压等于关井时的套压值。当泵速或 排量达到选定的压井泵速或压井排量 时，保持泵速不变，调节节流阀的开 启程度，使立管压力等于初始循环立 管压力。
重钻井液由地面到达钻头的这段时间
内，通过调节节流阀控制立管压力，由 初始立管循环压力逐渐降到终了循环立 管压力。见图9--2
图9--2
继续循环，重钻井液在环形空间上
返，调节节流阀使立管压力保持终 了立管压力不变，当重钻井液到达
地面后，停泵、关节流阀。检查套
管和立管压力是否为零，若都为零 说明压井成功。
解（1）求重晶石的重量
V ( ) S 1 1 0 根据公式 G S 0
=4.25191(1.35-1.2)/(4.25-1.20)
=33922Kg 每袋重晶石50Kg,重晶石袋数为 3392250=799袋
(2)重晶石的体积=33.922/4.25=7.982m3
5、压井液从井口到井底的时间T1 ： T1=V钻具H/60Q
在重钻井液由环空上返的过程中， 要保持压井排量不变，并调整节流 阀，使立管压力等于终了循环立 管 压力不变，直至重钻井液从环空返 出地面。
停泵、关节流阀，关井套压、关井 立压均应等零。 若关井套压、立压均不为零，则应 继续压井；若关井套压不为0，立压 为零，则应节流循环排污；若关井套 压、关井立压均为零，则打开节流阀, 开井。
续压井。 3、严格控制压井钻井液密度，要始终保持一 致和清洁。
4、压井过程中要即时活动钻具防止粘附卡钻 5、在第一循环周的循环过程中，当天然气顶上返至接近井口 时，其体积迅速膨胀，套管压力迅速增加，这是正常现象。 这时不要开大节流阀降压，控制立管压力不变。否则，造成 井底压力减小，使地层流体再次侵入井内，导致压井失败。 6、在第一循环周当天然气到达套管鞋处时，套管压力不能超
管汇上，可帮我们把超过地面设备压力极限的机 会减至最小。 （5）立管：这块表可以用来 监控变化着的井下情况。
“U” 管原理
“U”形管的基本原理是：“U” 形管底部是一个平衡点，此处的压力只 能有一个值，这个值可以通过分析任意 一条腿的压力而获得。
三、压井计算 1、压井液密度
压= 原+Pd/0.0098H
井 底 常 压 法 的 压 力 表 理 想 位 置
五个理想的压力表可放在；
（1）井底地层处：这块表可以告诉我们及时的和连 续的地层压力值。 （2）井底：可以显示是否维持足够的压力以防止更 多的地层流体进入井内。 （3）最薄弱的地层处：通常是最后套管鞋处。这块 表可以帮助我们把地层压裂减至最少。
（4）套管：这块表位于或接近套管的顶部或在节流
将钻井液密度按规定附加值增大，可
以边循环边加重，直至整个井内的钻井 液密度符合近平衡钻井的要求后再恢复
正常的钻进。 司钻法压井立管压力和套管压力的变化 规律见图9---1
图9---1
0-t1气柱到井口 tt1 - t2 排气
t2- t3重浆从井口到井底 t3- t4重浆从井底到井口
工程师法压井步骤
压井施工单
预先记录数据 井深： 层位： 钻 杆 尺 寸 /重 量 ： 钻杆容积系数： 环空容积系数： 压井排量 井号： 垂直井深 井眼尺寸： 日期： 套 管 尺 寸 /重 量 / 纲 级 ： 套管抗内压强度： 地层破裂压力： 填写人：
一号泵 循环压力 压井排量
二号泵 循环压力
溢流后关井记录 溢流量：
工程师法压井立管和套管压力变化规 律见图9--3
工程师法压井立管和套管压力变化规律见图9--3
0- t1 重浆从井口到井底 t2- t3排气 t3- t4排原浆
t1 - t2气柱到井口
五、压井注意事项
1、压井循环开始时，节流阀应在钻井泵启动
后的 瞬间打开。 2、两台泵的缸套尺寸，凡尔数要相同。作到 压井中需要倒换泵时，保持相同的泵速继
3、最终立管压力：
最终立管压力是新钻井液到达钻头位置，并开 始返出地面时的压力。
最终立管压力： PF= k/ 0* P低泵
式中PF---最终立管压力，Mpa；
0---原钻井液密度， g/cm3。
k---压井浆密度， g/cm3。
P低泵---原低泵速泵压。
H---井深，km。 见例9-
4、 钻井液加重
环空受侵的钻井液排完后，应停 泵、关节流阀。此时关井套压应等 于关井立压，若关井套压大于关井 立压，则继续循环排除新的受侵钻 井液。 同时配制压井重钻井液。
第二循环周
缓慢启动泵，同时打开节流阀， 保持第一循环周末的关井套压不变， 将泵排量调整到压井排量，并保持 压井排量不变，向井内不断注入重 钻井液，并调整节流阀，使套压仍 一直等于第一循环周末的关井套压 不变，直到重钻井液到达钻头处。
压——压井泥浆密度，g/cm3
原——原泥浆密度，g/cm3
Pd—关井立压，MPa H—垂深，m
2、 初始立管压力
初始立管压力是循环开始时所需的压力。
初始立管压力=低泵速泵压+关井立管压力 例8 已知低泵速泵压等于4.137MPa，关井 立管压力等于5.171MPa,求初始立管压力。 解 初始立管压力 =4.137+5.171=9.308MPa
2、工程师法：又称一次循环法。压井过程中 只需要循环一周钻井液。
配制压井液，用压井液将环空中井侵流体 及原浆顶替到地面，直到重钻井液返出地 面。
二、压井原理：
其基本原理是：实施压井过程 中，始终保持井底压力与地层 压力的平衡，不使新的地层流 体进入井内，同时又不使控制 压力过高，危及地层与设备。
井深： 垂直井深： 关井立管压力： 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 压井排量 初始循环总压力 终了循环立管总压力 钻杆内充满时间 环空充满时间
层位： 关井套管压力
思考题
1、什么是司钻压井法？ 2、什么是工程师压井法？
3、常用压井法压井原理是什么？
4、掌握司钻压井法操作步骤； 5、掌握工程师压井法操作步骤； 6、压井时注意哪些注意事项？
第九章
一、压井方法
井底常压法压井
二、压井原理
三、压井计算 四、压井步骤 五、压井注意事项
一、井底常压 法压井：
1、司钻压井法 2、工程师压井法
1、司钻法：又称二次循环法。压井过 程中需要循环两周钻井液。
第一循环周，用原浆将环空中被 污染的泥浆顶替到地面，同时配制压 井钻井液。
第二循环周，用压井钻井液将原浆 顶替到地面。
1)配制一定量加重钻井液所需加重材料的计算: ρ sV1(ρ1 ρ 0 ) G ρ s ρ0
式中 G---配制定量新浆所需加重料的 重量;
s---重晶石密度,4.25t/m3；
1---需要达到的密度, t/m3；
0---原浆密度, t/m3；
v1---新浆体积, m3。
2）定量钻井液加重时所需加重材料的计算