考虑射孔的井底压力计算
压裂工程技术试题[管理岗]
工程技术试题(管理人员)填空题部分1.破裂压力计算:直井:瞬时停泵压力+(射孔底界—射孔顶界)/2*100 、水平井:瞬时停泵压力+垂深、2.如井下有封隔器,压裂时套管平衡压力一般采用地面泵压的1/3~1/5。
3.常用压裂管柱的规格:(1) 73mm(2½in )油管:外径73mm ,内径62mm 。
内容积3.019L/m ,外容积4.185 L/m 。
(2)89mm(3in )油管:外径88.9mm ,内径76mm 。
内容积4.536L/m ,外容积6.207 L/m 。
4.对于任意时间段的混砂比,可通过下式计算得出:平均混砂比=砂量时间排量砂量*64.0* % ,该式为石英砂(密度1.67×103Kg/m)混砂比计算公式,如果为其它支撑剂,则视其密度,式中系数作相应变化。
5.原地层的渗透率与有效厚度的乘积称为地层系数。
6.喷砂器的作用:向地层喷砂液,造成节流压差,保证封隔器所需的坐封压力。
7.压力系数是指某地层深度的地层压力与该深度的静水柱压力之比。
8.在进行井下作业时,压井液压力的下限要能够保持与地层压力平衡,而其上限则不应超过地层的破裂压力以避免压裂地层造成井喷。
9.理想的压裂液必须具有多种用途并满足以下条件:低滤失性,携砂性,降阻性,稳定性,配伍性,低残渣,易返排。
10.施工时液体的流动过程:压裂液罐-混砂装置-压裂泵车-管汇-地面管线-井口-井下管线-喷砂器-油套环空-射孔炮眼-地层。
11.地质构造的基本类型有四类:水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造。
12.天然石油是从油、气田中开采出来的;人造石油是从煤或油页岩等干馏出来的。
13.根据圈闭的成因,圈闭分为构造圈闭、地层圈闭、岩性圈闭等。
14.一个油气藏必须具备两个基本条件:同一圈闭内油气聚集;具有统一的压力系统。
15.大庆长垣的原油属于石蜡基原油,含蜡量达20%~30%,凝固点为23~32℃,含硫量低,一般小于0.1%。
射孔工程计算
电缆报废条件
• • • • 外层钢丝磨损超过原直径的1/3 外层钢丝磨损超过原直径的1/3 外层和内层钢丝脆化一折就断 拉断力小于额定拉断力的75% 拉断力小于额定拉断力的75% 外层钢丝严重扭曲, 外层钢丝严重扭曲,无法修复
电缆受力分析
• 电缆夹角成90°时电缆受力=张力计受力/1.414 电缆夹角成90°时电缆受力=张力计受力/1.414 90
天滑轮方向 张力计受力方向
绞车方向
电缆受力分析
• 电缆夹角成120°时 电缆受力=张力计受力 电缆夹角成120° 电缆受力= 120
天滑轮方向 张力计受力方向
绞车方向
电缆受力分析ຫໍສະໝຸດ 常用电缆重量电缆直径 mm 额定拉断 力Kg/Km 5.6 125 8 263 11.8 488
电缆拉力参照表
电缆直径 第一层 mm 8.0 500Kg 11.8 909Kg
第二层 727Kg 1364Kg
第三层 909Kg 1818Kg
常用电缆伸长系数
电缆直径 mm 额定拉断 力m/Km/Kn 5.6 0.4186 8 0.2316 11.8 0.1574
• 天滑轮受力= 2*电缆受力 天滑轮受力=
下井方向
地滑轮方向
用作业机提天滑轮时作业机 张力计读数计算
• 天滑轮受力= 2*电缆受力 天滑轮受力= • 电缆实际受力=大绳穿过动滑轮数量*作业机张力计读 电缆实际受力=大绳穿过动滑轮数量* 机械式) 数(机械式
下井方向
地滑轮方向
用作业机提T型卡时作业机 张力计读数计算
电缆使用注意事项
• 打结:由于电缆下速过快或突然停顿造 打结: 成电缆互相缠绕在一起的现象。 成电缆互相缠绕在一起的现象。会造成 拉断电缆、误射孔等恶性事故。 拉断电缆、误射孔等恶性事故。 • 根据电缆重量及打结情况判电缆钢丝受 损情况断能否解纽。 损情况断能否解纽。 • 不能解纽时用T型卡子固定电缆,然后剪 不能解纽时用T型卡子固定电缆, 掉打结的电缆
大庆油田井下作业井控技术管理实施细则
大庆油田井下作业井控技术管理实施细则第一章总则第一条井下作业井控是保证油田开发井下作业安全、环保的关键技术。
为做好井控工作,保护油气层,有效地防止井喷、井喷失控及火灾事故发生,保证员工人身安全和国家财产安全,保护环境和油气资源,按照国家有关法律法规,以及中国石油天然气集团公司《石油与天然气井下作业井控规定》,结合油田实际,特制定本细则。
第二条井喷失控是井下作业中性质严重、损失巨大的灾难性事故。
一旦发生井喷失控,将会造成自然环境污染、油气资源的严重破坏,还易造成火灾、设备损坏、油气井报废甚至人员伤亡。
因此,必须牢固树立“安全第一,预防为主,以人为本”的指导思想,切实做好井控管理工作。
第三条井下作业井控工作是一项要求严密的系统工程,涉及到各单位的设计、施工、监督、安全、环保、装备、物资、培训等部门,各有关单位必须高度重视,各项工作要有组织地协调进行。
第四条井下作业井控工作的内容包括:设计的井控要求,井控装备,作业过程的井控工作,防火、防爆、防硫化氢有毒有害气体安全措施和井喷失控的紧急处理,井控培训及井控管理制度等六个方面。
第五条本细则适用于在大庆油田区域内,利用井下作业设备进行试油(气)、射孔(补孔)、大修、增产增注措施、油水井维护等井下作业施工。
进入大庆油田区域内的所有井下作业队伍均须执行本细则。
第六条利用井下作业设备进行钻井(侧钻)施工,执行《大庆油田井控技术管理实施细则》。
第二章井下作业设计的井控要求第七条井下作业地质设计、工程设计和施工设计中必须有相应的井控要求或明确的井控设计。
要结合所属作业区域地层及井的特点,本着科学、安全、可靠、经济的原则开展井下作业井控设计。
第八条各有关单位每年根据油田开发动态监测资料和生产情况,画出或修改井控高危区域图,为井控设计提供依据,以便采取相应防控措施。
第九条地质设计中应提供井身结构、套管钢级、壁厚、尺寸、水泥返高、固井质量、本井产层的性质(油、气、水)、本井或邻井目前地层压力或原始地层压力、油气比、注水注汽(气)区域的注水注汽(气)压力、与邻井地层连通情况、地层流体中的硫化氢等有毒有害气体含量,以及与井控有关的提示。
钻井常用计算公式
'.第四节钻井常用计算公式一、井架根底的计算公式〔一〕根底面上的压力nQ+QP 基 =OB4式中: P 基——根底面上的压力,MPa;n——动负荷系数〔一般取 1.25~1.40 〕;Q O——天车台的负荷=天车最大负荷 +天车重量, t;Q B——井架重量, t;〔二〕土地面上的压力P 地=P 基+W式中: P 地——土地面上的压力,MPa;P 基——根底面上的压力,MPa;W ——根底重量, t〔常略不计〕。
〔三〕根底尺寸P 基1、顶面积 F1=B1式中: F1——根底顶面积, cm2;B1——混凝土抗压强度〔通常为 28.1kg/cm2=0.281MPa)P 地2、底面积 F2=B2式中: F2——根底底面积,cm2;B2——土地抗压强度,MPa ;P 地——土地面上的压力,MPa。
3、根底高度式中: H——根底高度, m;F2、 F1 分别为根底的底面积和顶面积,cm2;P 基——根底面上的压力,MPa;B3——混凝土抗剪切强度〔通常为2=0.351MPa 〕。
〔二〕混凝土体积配合比用料计算1、计算公式'.配合比为1∶ m∶ n=水泥∶砂子∶卵石。
根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下:2、混凝土常用体积配合比及用料量,见表1-69。
表 1-69混凝土常用体积配合比及用料量每立方米混凝每立方米砂子每立方米石子每 1000 公斤水土尼混凝土体积混凝混凝混凝用途配合比水泥砂子石子水泥石子水泥砂子砂子石子土土土kg m3m3kg m3kg m3m3m3m3m3m3 1.坚硬土壤上的井架脚,小基墩井架脚,基墩的上局部。
2.厚而大的突出基墩。
3.支承台、浇灌坑穴及其他。
4.承受很大负荷和冲击力的小基墩。
5.承受负荷不大的基墩。
1∶ 2∶ 4 335 0.45 0.90 7442 1∶∶ 5 276 0.46 0.91 6082 1∶ 3∶ 6 234 0.46 0.93 5042 1∶ 1∶ 2 585 0.39 0.78 15002 1∶ 4∶ 8 180 0.48 0.96 3752二、井身质量计算公式〔一〕直井井身质量计算1、井斜角全角变化率△ L ab——测量点 a 和 b 间的井段长度,m;α——测量点 a 点处的井斜角,°;aαb——测量点b 点处的井斜角,°;△ Φab——测量点 a 和 b 之间的方位差,△ Φab=Φb-Φa,°。
考虑射孔的井底压力计算
考虑射孔的井底压力计算摘要将射孔孔眼考虑成线源,采用无限大平面中任意方向线段源的瞬时源函数Gxy及铅直方向的瞬时源函数Gz ,根据Newman 乘积原理得出一个射孔孔眼的Green 函数Gxy ·Gz ,并根据叠加原理给出实际射孔情况下的地层压力、井底压力表达式。
为了验证解的准确性,与有限元解进行比较,结果表明,当时间较小时,两种方法所计算的结果略有差别;当时间较大时,两种方法所计算的结果相同。
主题词射孔井底压力叠加有限元法前言射孔完井是油气田勘探开发中不可缺少的环节,如何评价射孔的效果,国内、外的专家学者都做了不少研究工作[1~4 ]。
但由于求解射孔问题非常复杂,到目前为止,所有的研究工作都只是研究圆形定压稳定渗流方程在复杂的内边界(考虑实际的射孔孔眼) 条件下流量与井底压力之间的关系。
然而,在油田中,圆形定压边界条件是很难满足的(尤其对勘探井) ,而稳定渗流在油田中也是不存在。
所以,目前所有对射孔产能问题的研究,只要仍然使用圆形定压稳定渗流方程,无论采用什么方法(有限元、有限差分等) 都只是近似的或经验的研究。
本文根据油气田的实际情况,采用不稳态渗流方程,并将射孔孔眼看作线源,由Green 函数的叠加给出无限大地层中无根据地层压力分布给出径向流起始区域的表达式、不同时间下的IPR 曲线。
并与有限元解进行比较,验证解的准确性。
基本概念及理论根据参考文献[5] ,无限大地层中的xy 平面上任意角度的线段源函数Gxy可表示成(1)不考虑底水及气顶,第i 个铅直方向的线源Gzi(z , t - τ) 可表示成(2)油井以定产量q 生产,地层压力分布p ( x , y , z , t)可表示成(3)其中式中:pi——原始地层压力, Pa ;χ——径向导压系数,m2Ps ; q ———油井地面产量,m3Ps;h ——地层有效厚度,m; N——井筒射孔孔眼数;Kr——地层径向渗透率,m2;Kz ——地层垂向渗透率,m2 ;φ——地层孔隙度;μ——流体粘度,Pa·s ; Ct ——地层综合压缩系数,Pa - 1 ;Li——射孔孔眼半长,m(见图1); αi ——孔眼角度;Lwi ——孔眼中心位置,m; zwi——任一孔眼垂直方向位置(油层下底z = 0) ,m; erf ( x)——误差函数。
井下作业计算用公式
一、压井液密度:HKP =ρ╳100 ρ:压井液密度(g/cm 3)、K :系数(1.1~1.15)、 P :地层压力(Mpa ) H :油层中部深度(m )。
二、压力梯度:K =1212H H P P -- K :压力梯度(Mpa/m)、 P 1:第一点压力(Mpa )、 P 2:第一点压力(Mpa )、H 1:第一次深度(m )、H 2:第二次深度(m )。
三、渗透率由(达西定律)Q =L P KA μ∆得: K=P A L Q ∆μ K :渗透率(毫达西μm 2)、 Q :流量(cm 3/s )、L :岩石长度(cm )、 A :岩石截面积(cm 2)、P ∆:两端压差(Mpa )、 μ:原油粘度(mpa/s)。
四、卡 点: L=K λ÷P 系数的计算:K =2.1 X 1 04 X 4π(D 2—d 2) L :卡点深度(m )、 K :系数(21/2油管2450、27/8钻杆3800)λ:平均伸长量(cm )、P :平均拉力(KN )。
D :外径(换算单位cm )、d :内径(换算单位cm )。
五、注灰类: 1、水泥浆:V=G )(211ρρρρρ-- 2、干 灰: G=V 1ρρρρρ--12 3、清 水: Q=V -1ρG4、顶替量:V 顶=(H -VoV )V '+V 附 V :水泥浆量(L )、G :干灰量(kg )、ρ:清水密度(kg/dm)、 ρ1:干灰密度(kg/dm)、ρ2:水泥浆密度(kg/dm)。
Q :清水量(L ) V 顶:顶替量(L )、 H :油管长度(m)、 V :灰量(L/m)、 V o :环空容积(L/m)、 V ':油管容积(L/m)、 V 附:附加量(L )。
六、酸化类:总 液 量: V=π(R 2-r 2)H ϕ V :总液量(m 3) R :酸处理半径(m )、r :套管半径(m )H :油层厚度(m )、ϕ:孔隙度商品酸用量: Q 盐=Z X 稀ρV Q 盐:商品酸用量(吨)、V :总液量(m 3) ρ稀:稀酸密度、X :稀酸浓度(10~15%)、Z :商品盐酸密度(31% 1.155) 清水 用量: Q 水=V -盐盐ρQ Q 水:清水用量(吨)、Q 盐:商品酸用量(吨)、 ρ盐:商品盐酸密度(31% 1.155)添加剂: Q 添=(Q 盐+Q 水)╳(x %)Q 添:添加剂(吨)、Q 盐:商品酸用量(吨)、Q 水:清水用量(吨)、(x %):所用添加剂的百分比。
钻井各种计算公式
钻头水利参数计算公式: 1、 钻头压降:dc QP eb 422827ρ= (MPa ) 2、冲击力:VF Q j02.1ρ= (N)3、 喷射速度:dV eQ201273=(m/s)4、 钻头水功率:d c QN eb 42305.809ρ= (KW )5、比水功率:DNN b 21273井比= (W/mm 2)6、 上返速度:D DV Q221273杆井返=- (m/s )式中:ρ-钻井液密度 g/cm 3Q-排量 l/sc -流量系数,无因次,取0.95~0.98de -喷嘴当量直径 mmd d d de 2n 2221+⋯++= d n :每个喷嘴直径 mmD 井、D 杆 -井眼直径、钻杆直径 mm全角变化率计算公式:()()⎪⎭⎫⎝⎛∂+∂+∆=-∂-∂225sin222b a b a b a L K abab ϕϕ 式中:a ∂ b ∂ -A 、B 两点井斜角;a ϕ b ϕ -A 、B 两点方位角套管强度校核:抗拉:安全系数 m =1.80(油层);1.60~1.80(技套) 抗拉安全系数=套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥1.80 抗挤:安全系数:1.12510ν泥挤H P =查套管抗挤强度P c 'P c'/P 挤≥1.125按双轴应力校核:Hn P ccρ10=式中:P cc -拉力为T b 时的抗拉强度(kg/cm 2) ρ -钻井液密度(g/cm 3) H -计算点深度(m ) 其中:⎪⎭⎫⎝⎛--=T T KPP b b ccc K 223T b :套管轴向拉力(即悬挂套管重量) kg P c :无轴向拉力时套管抗挤强度 kg/cm 2K :计算系数 kg σs A K 2=A :套管截面积 mm 2 σs :套管平均屈服极限 kg/mm 2 不同套管σs 如下:J 55:45.7 N 80:63.5 P 110:87.9地层压力监测:⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=D W NT R R d m n c 0671.0lg 282.3lg (d c 指数)100417.04895.8105⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯-=H cn ddR d Rcmcnp=(压力系数)式中:T –钻时 min/m N –钻盘转数 r/minW -钻压 KN D -钻头直径 mmR n -地层水密度 g/cm 3 R m -泥浆密度 g/cm 3 压漏实验:1、 地层破裂压力梯度:HP G Lm f 10008.9+=ρ KPa2、 最大允许泥浆密度:HP Lm 102max +=ρρ g/cm 3为安全,表层以下[]06.0max-=ρρmg/cm 3技套以下[]12.0max-=ρρmg/cm 33、 最大允许关井套压:[]8.01000'max ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=gH m R a P P ρρ式中:P L -漏失压力(MPa ) PR-破裂压力(MPa )ρm-原泥浆密度(g/cm 3) H -实验井深(m )ρ'max-设计最大泥浆密度(g/cm 3) 10008.9mHP PL ρ+=漏10008.9HmR P P ρ+=破井控有关计算:最大允许关井套压经验公式:表层套管[Pa]=11.5%×表层套管下深(m )/10 MPa 技术套管[Pa]=18.5%×技术套管下深(m )/10 MPa地层破裂压力梯度:H P G RR 1000=KPa/m最大允许关井套压:8.000981.01000max ⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=H H G P R a 套套ρ Mpa 最大允许钻井液密度:81.9'max G R=ρ-0.06 (表层)81.9'maxGR=ρ-0.12 (技套)套管在垂直作用下的伸长量:10724854.7-⨯-=∆LmL ρ式中:ρm -钻井液密度 g/cm 3 L ∆ -自重下的伸长 m L -套管原有长度 m 套管压缩距:()ρρmL LLE L 总钢固自-⨯=∆10式中:L ∆ -下缩距 m L自-自由段套管长度 mL固-水泥封固段套管长度 mL总-套管总长 mρ钢-钢的密度 7.85g/cm 3ρm-钻井液密度 g/cm 3E -钢的弹性系数 (2.1×106kg/cm 3)泥浆有关计算公式:1、加重剂用量计算公式:()rr r r r 重加原重原加加-=-V W 式中:W 加 -所需加重剂重量 吨 V 原 -加重前的泥浆体积 米3r 原、r 重、r 加-加重前、加重后、加重材料比重 g/cm 32、泥浆循环一周时间:QT V V 60柱井-=式中:T -泥浆循环一周时间 分 V 井、V 柱 -井眼容积、钻柱体积 升 Q -泥浆泵排量 升/秒 3、井底温度计算公式:1680HT T += 式中:T 、T 0 -井底、井口循环温度 o C H -井深 米 4、配制泥浆所需粘土和水量计算:粘土量 ()rr r r r 水土水泥泥泥土-=-V W 水量r土土泥水-=W V Q式中:W 土 -所需粘土的重量 吨 V 泥 -所需泥浆量 米3r 水、r 土、r 泥 -水、土和泥浆的比重 g/cm 3 Q 水 -所需水量 米35、降低比重所需加水量:()rrrrr水稀水稀原原水=--VQ式中:Q水-所需水量米3V原-原泥浆体积米3r原、r稀、r水-原泥浆、稀释后泥浆和水的比重g/cm3。
钻井水力计算的方法步骤
钻井水力计算的方法步骤
钻井水力计算是石油工程中的一个重要环节,它涉及到钻井液的循环、压力控制、井壁稳定等多个方面。
以下是钻井水力计算的基本方法和步骤:
1. 确定基本参数:首先,我们需要确定一些基本的参数,包括井深、井径、钻杆尺寸、钻井液密度、粘度等。
这些参数将直接影响到钻井液的流动特性和压力分布。
2. 计算初始状态:在确定了基本参数后,我们需要计算出钻井液在井内的初始状态,包括钻井液的体积、压力、速度等。
这一步通常需要使用流体力学的相关公式进行计算。
3. 计算循环过程:在钻井过程中,钻井液会通过钻杆和井壁之间的环形空间进行循环。
我们需要计算出钻井液在循环过程中的压力变化、速度变化等。
这一步通常需要使用流体动力学的相关公式进行计算。
4. 计算井壁稳定性:钻井液的压力和速度对井壁的稳定性有着重要的影响。
我们需要计算出钻井液的压力和速度对井壁稳定性的影响,以便采取相应的措施来保证井壁的稳定性。
这一步通常需要使用岩土力学的相关公式进行计算。
5. 调整钻井参数:根据上述的计算结果,我们可能需要调整钻井的一些参数,如钻井液的密度、粘度、循环速度等,以保证钻井的安全和效率。
6. 监控和调整:在钻井过程中,我们需要实时监控钻井液的压力、速度等参数,并根据监控结果进行必要的调整。
这一步通常需要使用数据采集和处理的相关技术。
以上就是钻井水力计算的基本方法和步骤。
需要注意的是,钻井水力计算是一个复杂的过程,需要结合实际情况和专业知识进行。
同时,钻井水力计算的结果也需要与其他的钻井参数(如钻头类型、钻压、钻速等)进行综合考虑,才能得出最优的钻井方案。
井底压力计算公式
井底压力计算公式
井底压力是指钻井液在井底产生的静态液压力。
它是钻井过程中一个非常重要的参数,对于控制井口稳定性和避免井漏等问题具有重要作用。
下面介绍一下井底压力的计算公式。
井底压力的计算公式为:P = (ρm + ρd) × g × h
其中,P表示井底压力,单位为帕斯卡(Pa);ρm表示钻井液的密度,单位为千克/立方米(kg/m);ρd表示地层密度,单位为千克/立方米(kg/m);g表示重力加速度,取9.81米/秒;h表示井深,单位为米(m)。
根据这个公式可以看出,井底压力主要由两部分组成:钻井液压力和地层压力。
钻井液压力与钻井液的密度、钻杆内径、流量等因素有关;地层压力与地层的密度、井深等因素有关。
在实际应用中,为了更准确地计算井底压力,还需要考虑其他因素的影响,如井眼直径、套管重量、泥浆密度变化等。
因此,在进行井底压力计算时,需要根据具体情况综合考虑各种因素,并结合现场实测数据进行修正和调整,以保证井底压力的准确性和可靠性。
总之,井底压力是钻井液在井底产生的静态液压力,可以通过上述公式进行计算。
在实际应用中,需要结合具体情况进行综合考虑,并进行实测数据修正和调整,以保证计算结果的准确性和可靠性。
压井计算公式(学习建筑)
井控公式1.静液压力:P=0.00981ρ H MPa ρ-密度g/cm3;H-井深 m。
例:井深3000米,钻井液密度1.3 g/cm3,求:井底静液压力。
解:P=0.00981*1.3*3000=38.26 MPa2,压力梯度: G=P/H=9.81ρ kPa/m =0.0098ρMPa;例:井深3600米处,密度1.5 g/cm3,计算井内静液压力梯度。
解:G=0.0098*1.5=0.0147MPa=14.7kPa/m3.最大允许关井套压 Pamax =(ρ破密度-ρm)0.0098H MPa H—地层破裂压力试验层(套管鞋)垂深,m。
Ρm—井内密度 g/cm3例;已知密度1.27 g/cm3,套管鞋深度1067米,压力当量密度1.71 g/cm3,求:最大允许关井套压解; Pamax =(1.71-1.27)0.0098*1067=4.6 MPa4.压井时(极限)关井套压 Pamax =(ρ破密度-ρ压)0.0098H MPaΡ压—压井密度 g/cm3 (例题略)5.溢流在环空中占据的高度 hw=ΔV/Va mΔV—钻井液增量(溢流),m3;Va—溢流所在位置井眼环空容积,m3/m。
6.计算溢流物种类的密度ρw=ρm- (Pa-Pd)/0.0098 hw g/cm3;ρm—当前井内泥浆密度,g/cm3;Pa —关井套压,MPa;Pd —关井立压,MPa。
如果ρw在0.12~0.36g/cm3之间,则为天然气溢流。
如果ρw在0.36~1.07g/cm3之间,则为油溢流或混合流体溢流。
如果ρw在1.07~1.20g/cm3之间,则为盐水溢流。
7.地层压力 Pp =Pd+ρm gHPd —关井立压,MPa。
ρm—钻具内钻井液密度,g/cm38.压井密度ρ压=ρm+Pd/gH9、(1)初始循环压力 =低泵速泵压+关井立压注:在知道关井套压,不清楚低泵速泵压和关井立压情况下,求初始循环压力方法:(1)缓慢开节流阀开泵,控制套压=关井套压(2)排量达到压井排量时,保持套压=关井套压,此时立管压力=初始循环压力。
钻井井控处理常用公式书籍
钻井井控处理常用公式书籍
随着石油工业的发展,钻井井控处理已经成为油田开发中不可或缺的环节之一。
在日常的钻井操作中,处理过程中需要用到各种各样的公式,例如各种压力计算、流量计算、钻井参数计算等等。
因此,钻井井控处理的工作者需要掌握一些基本的数学公式,以便更好地完成钻井井控处理的任务。
以下是一些常用的钻井井控处理公式:
1. 法向应力计算公式:σ_n = (P_p + P_m) / 2 + ρgh
2. 切向应力计算公式:σ_t = (P_p - P_m) / 2
3. 摩擦因数计算公式:f = (F / N) * 100
4. 井底压力计算公式:P_b = P_m + ρgh
5. 井口压力计算公式:P_a = P_p - ρgh
6. 地层压力计算公式:P_f = P_p - P_m
7. 地层渗透率计算公式:k = Qlμ / (2πhΔP)
以上公式只是钻井井控处理中的一部分,掌握这些公式对于钻井井控处理工作者来说非常重要。
为了更好地掌握这些公式,建议大家可以参考一些相关的书籍,如《钻井井控处理技术手册》、《钻井井控工程手册》等等。
这些书籍中不仅包含了各种公式的详细解释和推导过程,还会提供一些实际应用案例,有助于读者更好地理解和掌握这些公式。
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工程师法压井计算
工程师法压井的有关计算1. 关井求压:井底压力P P =P S +9.8⨯H ⨯P MP S =P P -9.8 ⨯H ⨯P M式中:P S :关井立管压力(M P a )。
P P : 地层孔隙压力(M P a )。
H :喷层垂深(k m )。
P M :井内泥浆密度(g /c m 3)。
2. 确定压井泥浆比重:式中:P M K :压井泥浆密度(g /c m 3)。
P M :井内现有泥浆密度(g /c m 3)。
P S : 关井立管压力(M P a )。
H :喷层垂深(k m )。
♒ 在压井施工中,实际泥浆密度应考虑一定的附加值。
♒ 压井排量一般为3~8 l /s ,或控制在正常钻进排量的三分之一左右。
3. 加重剂用量的计算:式中:X :所需加重料的重量(t )。
γ :原浆比重。
γ1:加重料的比重。
HP P P SM MK ⨯+=8.92121)(γγγγγ--⨯=V Xγ2:预配泥浆比重。
V :原浆体积(m 3)。
4. 油、气上窜速度:式中:H =h -h 1V :油气上窜速度(m /h )。
H :油气上窜高度(m )。
t : 静止时间(h )。
h : 油气层深度 (m )。
h 1: 未气浸泥浆深度 (m )。
式中:Q :排量(l /s )。
V h : 每米井深的容积(l /m )。
S :返出未气浸泥浆的总时间(s )。
tH U =hV SQ h ⨯=1。
钻井常用计算公式
第四节 钻井常用计算公式一、井架基础的计算公式(一)基础面上的压力P 基= 式中:P 基——基础面上的压力,MPa ;n ——动负荷系数(一般取1.25~1.40);Q O ——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量,t ;Q B ——井架重量,t ;(二)土地面上的压力P 地=P 基+W式中:P 地——土地面上的压力,MPa;P 基——基础面上的压力,MPa;W ——基础重量,t (常略不计)。
(三)基础尺寸1、顶面积F 1= 式中:F 1——基础顶面积,cm2;B 1——混凝土抗压强度(通常为28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F 2= 式中:F 2——基础底面积,cm 2;B 2——土地抗压强度,MPa ;P 地——土地面上的压力,MPa 。
3、基础高度式中:H ——基础高度,m ;F2、F1分别为基础的底面积和顶面积,cm 2;P 基——基础面上的压力,MPa ;B 3——混凝土抗剪切强度(通常为3.51kg/cm 2=0.351MPa )。
(二)混凝土体积配合比用料计算1、计算公式 nQ O +Q B 4P 基B 1P 地B 2配合比为1∶m∶n=水泥∶砂子∶卵石。
根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下:2、混凝土常用体积配合比及用料量,见表1-69。
表1-69 混凝土常用体积配合比及用料量混凝土用途体积配合比每立方米混凝土每立方米砂子每立方米石子每1000公斤水尼水泥kg砂子m3石子m3水泥kg石子m3混凝土m3水泥kg砂子m3混凝土m3砂子m3石子m3混凝土m31.坚硬土壤上的井架脚,小基墩井架脚,基墩的上部分。
1∶2∶4335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.992.厚而大的突出基墩。
1∶2.5∶5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.633.支承台、浇灌坑穴及其他。
射孔参数优化设计
5.埕岛油田射孔参数优化设计自1932年美国加利福尼亚州洛杉矶MO油田首次采用射孔完井以来,至今已有65年的历史,目前它已成为国内外各油田所采用一种最主要的完井方法。
从整个钻井、开采、采油过程来看,射孔完井是这个大系统中的一个子系统,而就射孔完井本身而言,所要考虑的因素也是很多很复杂的;因此必须把射孔作为一个系统工程,针对不同储层和油气井特性,优化射孔设计和射孔工艺。
射孔对油井产能的大小有很大的影响。
如果射孔作业得当,可以在很大程度上减少钻井对储层的损害,使油井产能达到理想;反之会对储层造成极大的伤害,从而降低油井产能。
射孔参数优化设计的目的就是针对不同的储层和不同的射孔目的,对射孔器、射孔条件、射孔方法进行优选。
对于埕岛油田SH201井区来说,必须考虑砾石充填防砂完井的特殊性,把防砂的因素考虑到整个射孔系统中来,把油井出砂与否作为射孔优化设计的约束条件。
5.1射孔系统对油气井的影响5.1.1射孔过程对油气井产能的影响分析射孔时聚能弹产生的高速高压金属射流穿透套管和水泥环进入地层,形成一个孔道。
套管、水泥环、岩石受到高温、高压射流冲击后变形、破碎和压实,在射孔孔道的周围就会产生一个压实损害带。
一般情况下这一压实损害带厚度约为0.64~1.27cm,渗透率下降为原始渗透率的7%~20%,如图5-1所示。
图5-1 射孔损害示意图由于射孔过程中通常可形成压实带及固相堵塞,因此增大了地层流体流向孔眼的流动阻力,从而降低了油井的生产能力。
5.1.2射孔几何参数对油井产能的影响分析射孔几何参数包括孔密、孔深、孔径、射孔相位、布孔格式等参数。
若射孔几何参数选择不当,将会引起流动效率的降低。
对于防砂射孔完井来说,孔密和孔径相对更重要一些,它们对油井的产能的影响比较大。
射孔几何参数越不合理(如孔密很低、射孔相位少、孔深很小等),附加压降将很大,油井的产能将越低。
5.1.3射孔压差对产能的影响分析正压射孔可使井筒内的流体在正压差的作用下侵入储层,若流体是损害型的,将对储层造成严重的伤害。
射孔完井工艺设计
射孔完井工艺设计射孔完井是油气井的主要完井方式之一,在采用射孔完成的油气井中,井底孔眼是沟通产层和井筒的唯一通道。
如果采用合理的射孔工艺和正确的射孔设计,并高质量的完成射孔作业,就可以使射孔对储层的伤害降到最小,井底完善程度高,从而获得期望的产能。
多年来人们对射孔工艺、射孔枪弹器材与配套设备、射孔伤害机理及检测评价方法、射孔优化设计和射孔液等进行了大量的理论、实验和矿场试验研究,尤其是近十几年来,射孔技术取得了迅速的发展。
人们已经认识到,射孔是完井工程的一个关键性环节。
为此,采用先进的理论和方法,针对储层性质和工程实际情况,把射孔完井作为一项系统工程来考虑,优选射孔设计,是搞好完井必不可少的基本条件。
一、射孔工艺应针对油气藏地质特征、流体特性、地层伤害状况、井类型(直井、斜井或水平井)、套管程序和油气井试油投产或完井目标,选择与之相适应的射孔工艺。
1.电缆输送射孔工艺(WCP)电缆输送射孔(wireline conveyed perfroating)就是利用钢丝铠装电缆将射孔器输送到目的层进行射孔。
按工艺的不同可分为普通电缆输送射孔工艺、电缆输送过油管射孔工艺(常规式和张开式)和电缆输送密闭式射孔工艺。
普通电缆输送射孔工艺是在井口只装放炮闸门情况下进行射孔,这种射孔工艺的射孔器直径可选范围大。
缺点是建立负压差比较困难,防喷能力较差,如遇井喷只能关闭放炮闸门,切断电缆。
这种方法主要用于低压油藏。
常规电缆输送过油管射孔工艺是利用电缆将射孔器从油管下到目的层进行射孔的一种工艺,这一工艺的优点是在井口安装防喷装置后进行射孔,所以有较好的防喷能力;射孔后可直接投产,可避免压井造成产层污染。
适合于生产井不停产补孔和打开新层位,海上作业应用此工艺可避免起出生产管柱。
缺点是油管的内径限制了射孔器的外径,使射孔弹的装药量受到影响,所以射孔弹穿深较浅。
为了克服这一缺点,在此基础上又发展了过油管张开式射孔,它是用电缆输送射孔枪,可在不起出油管的情况下,把大能量射孔弹用电缆输送到射孔目的层后,由地面对释放雷管发出电讯号,释放雷管起爆解锁后,射孔弹在弹簧拉力的作用下,旋转90°,与弹架轴线成垂直状态,然后由地面对电雷管发出起爆电讯号,雷管引爆导爆索,导爆索引爆射孔弹,从而实现过油管深穿透射孔。
常用各种钻井计算
常用各种钻井计算一、压井基本数据计算1、关井立管压力P d+P md=P p=P a+P ma关井到压力平稳所需时间与地层渗透性有关。
渗透性良好地层10-15min,致密地层时间较长。
如压力难以平稳,当其上升很缓慢后即可取值。
如钻具装上了回压凡尔,关井后立管表上读不出压力,可在关井条件下,用泵以很小排量想钻柱内缓慢注入泥浆,顶开回压凡尔。
当套压有明显升高时(节流器不能打开),停泵,同时读立管压力。
如读立管压力时套压已上升一个值,则在读的立管压力值上减去套压的增值即为关井立压。
P d=P d’-(P a’-P a)P d’-套压有明显升高停泵前立压P a’-停泵前压P a-关井套压P d-关井立压2、压井泥浆密度ρm1=ρm+102P d/Hρm1-压井用泥浆密度,g/cm3ρm-原浆密度,g/cm3P d-关井立管压力,MPaH-井深,m3、重浆由井口到钻头时间T=HV/(60Q)H-井深(钻柱长),mV-钻柱每米内容积,l/mQ-循环排量,l/m二、井内压力平衡1、压力平衡关系2、波动压力计算三、循环管路压力降循环管路压力降由钻杆内、钻铤内、钻杆外环空和钻铤外环空以及地面管汇各部分压力降组成的。
目前计算管内和环空循环压力降公式很多,不同泥浆流型、流态有各自不同的计算公式。
有些公式十分繁杂,计算不方便,并且各公式在不同地区、不同情况下的准确性不同,下面公式为半经验公式被现场证实为比较可靠而又较简单的计算公式。
1、管内循环压力降ρ0.8η0.2Q1.8P i=0.12 ·Ld4.8P i-管内循环压力降,Mpaη-泥浆塑性粘度,mpa·sL-管路长度,md-管路内径,cm2、环空循环压力降ρ0.8η0.2Q1.8P0=0.12 ·L(D h-D p)3(D h+D p)1.8P0-环空循环压力降,Mpaη-泥浆塑性粘度,mpa·sL-管路长度,md-管路内径,cmD h-井眼直径,cmD p-钻具直径,cm对于上述两式中塑性粘度η值,如用清水钻进,由于无法测得其塑性粘度,可以用η=3.2代入,近似计算。
压裂施工过程中的井底压力计算
( 8 )
式 中: P为流 体密 度 , k g / m ; r t 为 孔 眼数 ; d为: f L l  ̄ 直径 , m; c为孔 眼 流量 系数 ; D E N 为孔 密 ,T L / m; h为施 工 层 段有 效 打 开 厚 度 , m; p l 为基液密度 , k g / m 3 ; p 为 支 撑 剂 体 积 密度 , k g / m 为支撑 剂视 密 度 , k g / m ; c 为砂 比。 压裂施 工过 程 中 .前 置液施 工结 束 后进 行携 砂 液 作业时, 砂 子对 : f L l  ̄的磨 蚀使 孔径 变 大 , 孔 眼流 量系 数
在孔 眼处起 裂 ,流体 将通过 套 管外窄 小 的环空 进 入裂 缝, 并 且该 通道 与裂 缝主体 相连 处形 成尖 点 , 严 重 阻碍 流体 与支 撑剂进 入 。 3 ) 多 裂缝 现象 。 在斜 井与 长井 段压 裂过 程 中 , 产生 许 多平 行 的 、 相互 竞 争 的裂 缝 , 因为 这
( 7 )
静 水 压力 , MP a ; A s , a s , △ p 分别 为井 筒 摩 阻 、 射
孔孔 眼摩 阻和近井 弯 曲摩 阻 , MP a 。 2 . 1 井筒摩 阻 L o r d等 利 用 前 人 的 实 验 资 料 建 立 了 溶 胶 及 混 砂
盟
l + 盟
不 能通 过这些 裂缝 , 导致 只进 液不进 砂 的情 况 , 给正 常 施 工带来 危 害 。因此 , 在 压裂 施工 过程 中 , 准 确 计算井 底 压力对 于压 裂裂 缝扩 展模 拟 、压 后产 能评 价 乃至施
式 中: G, 尸分 别 为 HP G稠 化 剂 和支 撑 剂 的质 量 浓 度 ,
k g / m ; 为 管 柱 内压 裂 液 平 均 流 速 , m/ s ; Q 为 注 入 排
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考虑射孔的井底压力计算
摘要将射孔孔眼考虑成线源,采用无限大平面中任意方向线段源的瞬时源函数Gxy及铅直方向的瞬时源函数Gz ,根据Newman 乘积原理得出一个射孔孔眼的Green 函数Gxy ·Gz ,并根据叠加原理给出实际射孔情况下的地层压力、井底压力表达式。
为了验证解的准确性,与有限元解进行比较,结果表明,当时间较小时,两种方法所计算的结果略有差别;当时间较大时,两种方法所计算的结果相同。
主题词射孔井底压力叠加有限元法
前言
射孔完井是油气田勘探开发中不可缺少的环节,如何评价射孔的效果,国内、外的专家学者都做了不少研究工作[1~4 ]。
但由于求解射孔问题非常复杂,到目前为止,所有的研究工作都只是研究圆形定压稳定渗流方程在复杂的内边界(考虑实际的射孔孔眼) 条件下流量与井底压力之间的关系。
然而,在油田中,圆形定压边界条件是很难满足的(尤其对勘探井) ,而稳定渗流在油田中也是不存在。
所以,目前所有对射孔产能问题的研究,只要仍然使用圆形定压稳定渗流方程,无论采用什么方法(有限元、有限差分等) 都只是近似的或经验的研究。
本文根据油气田的实际情况,采用不稳态渗流方程,并将射孔孔眼看作线源,由Green 函数的叠加给出无限大地层中无
根据地层压力分布给出径向流起始区域的表达式、不同时间下的IPR 曲线。
并与有限元解进行比较,验证解的准确性。
基本概念及理论
根据参考文献[5] ,无限大地层中的xy 平面上任意角度的线段源函数Gxy可表示成
(1)不考虑底水及气顶,第i 个铅直方向的线源Gzi(z , t - τ) 可表示成
(2)
油井以定产量q 生产,地层压力分布p ( x , y , z , t)可表示成
(3)
其中
式中:pi——原始地层压力, Pa ;χ——径向导压系数,m2Ps ; q ———油井地面产量,m3Ps;h ——地层有效厚度,m; N——井筒射孔孔眼数;Kr——地层径向渗透率,m2;Kz ——地层垂向渗透率,m2 ;φ——地层孔隙度;μ——流体粘度,Pa·s ; Ct ——地层综合压缩系数,Pa - 1 ;Li——射孔孔眼半长,m(见图1); αi ——孔眼角度;Lwi ——孔眼中心位置,m; zwi——任一孔眼垂直方向位置(油层下底z = 0) ,m; erf ( x)——误差函数。
图1仍一孔眼平面位置图
井底压力pwf ( t) 可以通过对方程(3) 取径向及垂向平均值得到,即
方程(4)表明:只要将方程(3)中的x换成rw cosβ, y 换成rw sinβ,并按方程(4)积分即可得到井底压力表达式。
由方程(3)、(4)可以看出,计算井底压力是非常困难的。
由地层压力分布表
达式,可以确定地层中的径向流近似起始区域,从方程(3) 可以分别得到x 、y 、z 方向的vx、vy、vz ,即
(5)
(6)
(7)其中
为了确定径向流的区域,本文定义满足如下条件的所有区域即为径向流区,即
(8)
由方程(8) 可知:径向流的起始区域只是一个近似区域,它与方程(8) 要求的精度有关,当
精度确定后,求解方程(8) 也是非常困难的,只能由方程(8) 通过迭代来求解,根据大量的计算
发现,径向流起始区域Ri 可近似表示成
式中: f (δ)———与射孔格式、相位角、孔眼半径、射孔密度等有关的函数;L———射孔孔眼半长,m。
计算结果
方程(3) 给出了地层压力分布表达式,图2 为均质无限大地层井壁附近的三维压力分布图,计算参数如下:射孔长度为1m ,孔密D =15孔P m ,油层有效厚度h= 5 m ,地层孔隙度φ=0.2 ,流体粘度μ = 1 mPa·s ,地层综合压缩系数C t = 0. 00218 MPa - 1 ,地层径向渗透率K r =0. 0984μm2 ,地层垂向渗透率K z = 0.0492μm2 ,油井半径r w = 0.1 m ,孔眼半径r p = 0.005 m ,原始地层压力p i = 25 MPa,以定产量q =30 m3P d 生产,生产时间t p =100h,射孔格式为螺旋射孔,相位角ω= 90°,无污染,无压实。
由以上参数及公式(9) 可以计算出径向流起始区域半径R i ≈3.87 m ,图2 中xy 平面取面积意义上的平均,径向最大距离R = 4m ,垂向最大距离Z =4/15 m。
图3是图2参数下的井底压力及压力导数与时间双对数图(无量纲) ,井底压力的计算采用(4) 式。
由图3可知, 当时间较大时( t D ≥10),无量纲压力导数值为0.5(导数定义为d p D/d(ln t D ) ) ,说明当时间较大时,均质无限大地层的井底压力可用时间的对数来表示;当时间较小时,压力及
导数曲线分开,且导数曲线在压力曲线的上方。
出现这种情况的原因可能由于: ①在计算中没有考虑井筒存储效应;②将孔眼近似成线源。
图2井壁附近的三维压力分布图3井底压力及导数与时间双对数图图4 是两种方法(本文结果与有限元结果) 井底压力(无量纲) 与时间(无量纲) 双对数比较图,计算所用的参数与图2 参数相同。
从图中可以看出,当时间较大时( tD ≥10) ,两种方法的计算结果相同;当时间较小时,两种方法相差较大,且当时间较小时,两种方法计算出来的井底压力都趋近于原始地层压力,只不过有限元法计算出来的井底压力在时间较小时以较慢的速度
趋近于原始地层压力,而本文方法计算的井底压力以较快速度趋于原始地层压力。
产生这种差别的原因主要是本文的方法将射孔孔眼视作线源,而有限元法考虑的是实际孔眼,所以有限元法结果应该是正确的。
图5 是图4 的直角坐标图,在此图上两种方法计算的(本文结果与有限元结果) 井底压力曲线几乎重合,说明使用线源叠加来计算IPR 曲线是合理的。
图4 本文结果与有限元结果比较(双对数)图5 本文结果与有限元结果比较(直角坐标)
结论
1. 使用线源叠加方法可以模拟真实射孔孔眼在地层中的渗流,由这些线源的叠加可以得到地层压力分布、确定径向流起始区域、计算井底压力等。
2. 使用线源叠加方法在时间较大时,与有限元解相同;当时间较小时,两种方法计算的井底压力都趋近于原始地层压力,但线源叠加方法计算的井底压力,在时间较小时以较快的速度趋于原始地层压力,而有限元法计算的井底压力,在时间较小时以较慢的速度趋于原始地层压力。