井控技术培训

lg 0.0547Vm 0 n
lg 0.0684W 0 D
p Pb Pp
四、dc指数法
d 指数与钻速 Vm 的变化关系：
∴ Vm
lg 0.0547 Vm n
∴ Vm
d
Vm
d
分析： 在基本假设的条件下，有：
Pp↑
△P↓
Vm↑
d↓
p Pb Pp
四、dc指数法
Po [r g H (1) h g H ] Pr Ph
式中:
Po 上覆岩层压力 千帕 ( MPa )
r 基岩密度 克／厘米3 ( g／cm3 ) h 流体密度 克／厘米3 ( g／cm3 )
地下各种压力概念
八、上覆岩层压力与地层压力的关系
Po Pp
地层空隙不连通时，在外力（Po）的作用下，地
层压力大于正常地层压力，即： p h
异常高压成因及地层压力检测
通过以上分析，形成异常高压的成因为： 1、地层有储存流体的空间（孔隙度） 2、地层不连通（圏闭） 3、外力的作用（沉积、构造运动等）
二、异常高压的种类 （略）
异常高压成因及地层压力检测
即： p h
那么，为什么经常出现地层压力大于地层水静液 压力，也就是地层压力当量密度大于地层水密度的情 况。即：
p h
其原因的根本是：
地层岩石的空隙被阻断，不是连通的 。
分析：
异常高压成因及地层压力检测
地层空隙连通时，在外力（Po）的作用下，地层 压力为正常地层压力，即： p h
井喷是钻井施工过程中危害极大地灾难 性事故。
绪论
二、井喷失控的原因及危害
3．井底压差太大造成的危害
固相颗粒堵塞油气层的缝隙 对油气流产生“水锁效应” 油气层中泥质吸水膨胀，堵塞油气通道 降低机械钻速 易形成粘附卡钻 易发生井漏
三、做好井控工作的意义
有利于发现油气层 有利于保护油气层 减少甚至杜绝井喷事故的发生 保证安全顺利钻井
井控技术
井控培训中心
绪论
一、井控及其相关概念
井控的概念
对井底压力实施控制。即： 控制地层流体侵入井内及排除侵入井内的地层流体，重建 井内压力平衡的方法。
井控分级：
初级井控（初次井控）：
在钻井过程中，依靠钻井液密度来防止地层流体侵入井内。
二级井控（二次井控）：
溢流发生后，及时发现溢流、关井，依靠地面设备和适当的井 控技术排除溢流，重建井内压力平衡。
绪论
第一章 地下各种压力概念
地下各种压力概念
一、压力（Pressure）
定义: 指物体单位面积上所受到的垂直作用力。
P F S
式中:
P 压力 帕(Pa)
F 垂直作用力 牛(N) S 受力面积 米2(m2)
地下各种压力概念
一、压力（Pressure）
单位换算：
1Pa 1N / M 2
1KPa 110 3 Pa
异常低压地层： Pp Ph
p
地层压力当量泥浆密度
或 p h 或 p h
h
地层流体密度 h 1.0 ~ 1.07 g / cm3
地下各种压力概念
七、上覆岩层压力（Overburden Pressure）
定义: 某地层受到的上覆岩层压力，等于该地层 以上岩石和其中的流体总重量产生的压力。
故必有： d f (岩性,钻头类型，钻头磨损，泥浆性能，水力因素，压差)
对比： K f (岩性,钻头类型，钻头磨损，泥浆性能，水力因素，压差)
其实，通过以上假设，已将影响 K 的因素转给了d 指数。
d指数计算式：
lg Vm
d
n
lg W
D
p Pb Pp
四、dc指数法
2）d指数计算
Vm 机械钻速 K 钻速系数（岩石可钻性系数）
n 转速
e 转速指数
W 钻压
d 钻压指数 D 钻头直径
上式中： Vm f (K , P, N )
并且：K f (岩性,钻头类型，钻头磨损，泥浆性能，水力因素，压差)
p Pb Pp
四、dc指数法
2）d指数
1966年，J.R.Jorden & O.J.Shirly 根据 d 指数反映地 层特性的这一性质，提出了用 d 指数来检测地层压力的方 法。
如果在除压差因素以外的其他因素保持不变的条件 下，机械钻速的变化就反映了压差的变化。特别在泥浆 密度不变情况下，机械钻速就反映了地层压力的变化
并且有；
机械钻速↑
地层欠压实
地层压力↑
结论：在其它钻进条件不变的条件下，机械钻速增加就 是地层压力增高的表现。
三、地层压力检测方法
机械钻速法检测地层压力的问题：
二、地层压力检测
1、地层压力检测方法分类
1．钻前压力预告
地震资料法： 利用地震波在地层中的传播速度或传播时间的
变化 邻井资料
异常高压成因及地层压力检测
2．钻井中压力检测 （1）钻井参数法 机械钻速法 dc指数法 标准化钻速法 页岩密度法
。。。。。。。
异常高压成因及地层压力检测
H 液柱垂直高度 米 ( m )
h 流体密度 克／厘米3 ( g／cm3 )
结论: 静液压力仅取决于液体的密度和液柱的垂直高度。
地下各种压力概念
三、压力梯度（Gradient of Pressure）
定义: 指每增加单位垂直高度压力的变化量。
G P H
则有： P G H
式中： G H P
泥浆密度变化对 d 指数的影响：
m
P
Vm
d
显然，此时d指数的增大是由于泥浆密度增大 而引起的，并不是地层压力减小而引起的。
解决办法：
对d指数进行修正。
p Pb Pp
四、dc指数法
2．dc 指数
1971年，Rehum ＆ Mclenden 提出了对 d 指数 的修正方法。
钻压W、转速 n 对 d 指数的影响：
当钻压W、转速 n 改变
Vm 改变
结论：
d 指数不受钻压、转速的影响。
d 不变
在基本假设的条件下，d指数的变化是由地层压力 的变化引起的。
并且有： d↓
Pp↑
d↑
Pp↓
p Pb Pp
四、dc指数法
问题：
保持钻井条件不变不完全符合实际情况，其 中泥浆密度会经常发生改变。
随着井深增加，钻头磨损增加，导致Vm减小， 从而使dc指数增大；
以上表明：在正常压力地层（Pp＝Ph），dc 指数
随井深的增加呈线性增加关系，该直线称为正常趋势
线。
dc A BH
或 d c 10 A BH
p Pb Pp
4．dc指数检测原理
注意： dc指数正常趋势线，是反
映正常地层压力情况下，dc指 数随井深的变化趋势，它是dc 指数检测地层压力的关键。 dc正常趋势线的应用：
（2）测井资料法
声波时差法 电阻率法 密度测井 等 （3）中途测试法 RFT（电缆地层测试器） DST（钻杆地层测试器） 3．完井压力检测 （1） 测井资料法 （2） 试油求压
p Pb Pp
三、地层压力检测方法
1．井底压差对钻速的影响
井底压差：井底压力与地层压力的差。
P Pb Pp
地下各种压力概念
六、地层压力（Formation Pressure）
定义: 指地层岩石孔隙中流体所具有的压力。
地层压力又叫地层孔隙压力（Pore Pressure)。 根据地层压力当量密度与地层流体密度的关系，可将地 层分为：
正常压力地层： Pp Ph
或 p h
异常高压地层： Pp Ph
基岩应力
正常压力地层： Pr
Pp Ph
异常高压地层： Pr
Pp Ph
结论：异常高压地层通常伴随着基岩应力的降低 （欠压实效应）。
第二章 异常高压成因及地层 压力检测
异常高压成因及地层压力检测
一、异常高压成因
如果地层岩石的空隙是连通的，那么，地层压力 永远等于地层水的静液压力，也就是地层压力当量密 度等于地层水密度。
lg Vm d n
lg W D
代入英制单位，并将值 调定在0.5～2.5范围内
lg Vm d 60n
12W lg
106 D
Vm 机械钻速 英尺／小时
n 转速 转／分
D 钻头直径 英寸
W 钻压 磅
p Pb Pp
四、dc指数法
lg Vm d n
lg W D
采用国际单位：
lg 0.0547Vm
式中：
Pb 井底压力
P
Vm
Pp 地层压力
P
Vm
钻进中，在泥浆密度不变的情况下，当Vm发生改 变时，可能为Pp发生了异常变化，即：钻进中可以用 Vm的变化来检测异常地层压力。
p Pb Pp
三、地层压力检测方法
2．机械钻速法
影响机械钻速的影素
Vm f (岩性，钻井参数，钻头类型，钻头磨损，泥浆性能， 水力因素，压差）
地下井喷：
高压层流体无控制地进入井筒，通过井筒进 入低压地层。
绪论
一、井控及其相关概念
6．井喷失控
井喷后无法用常规方法控制井口而的现象。
井侵、溢流、井涌、井喷、井喷失控反映了 地层压力与井底压力失去平衡以后井下和井口 所出现的各种现象及事故发展变化的不同严重 程度。
绪论
二、井喷失控的原因及危害
1MPa 110 3 KPa 110 6 Pa
英制单位：磅／英寸 2（PSI）
1PSI 6.895 KPa