注水地层破裂压力计算公式
各种地层压力计算
井深m 密度g/cm3破裂压力MPa 破裂压力梯度Kpa 求最大允许泥浆密度g/cm31235 1.118.517.76 1.81
通常为:
表套以下: 1.75g/cm3
技套以下: 1.69g/cm3
破压梯度:15.07泥浆密度: 1.5
1413.40
井深泥浆密度地层压力MPa
3944 1.1544.81
井深5130
钻杆长4810.1
钻具内容积:45424.24加重钻杆134.87
环形空间内容积:120249.51钻铤长185.03
总容积:165673.74钻杆内容9.16
地面到钻头的时间:27.23杆与套管24.9
井底到地面的时间:72.09杆与裸眼23.3
循环一周的时间为:99.32套鞋深1202
小时: 1.66重杆与裸23.3
重杆内容 4.61
钻铤内容 4.01
铤与裸眼16.8
冲数85
排量27.80允许关井套压:2.地层压力
3.循环一周计算公式
各种压力计算公式
1.求地层破裂压力梯度和最大允许泥浆密度
考虑安全附加压力，实际允许的最大泥浆密度计算应比计算出的允许泥浆密度小。
破裂压力计算概述
破裂压力计算概述1引言1.1破裂压力概念地层破裂压力(P B)定义为使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底压力,要实现水力加砂压裂的前提条件是应该有足够的地面泵压使井底目的层地层开裂。
实际生产中通常用破裂压力梯度G B(地层破裂压力P B与地层深度H的比值)表示破裂压力的大小,破裂压力梯度值G B一般由压裂实践统计得出。
地层破裂压力与岩石弹性性质、孔隙压力、天然裂缝发育情况以及该地区的地应力等因素有关。
在压裂施工中的地层破裂压力还可以这样来理解就是裂缝即将开启而未开启时的井底压力；在压裂施工作业中，如果起泵初期压力有比较明显的降落时，那么我们就可以确定出破裂压力来这一数值可用下面这一关系式来描述：地层破裂压力=裂施工作业初期的最高套管压力+层中部的液柱压力1.2破裂压力的获取途径水力压裂是油气井最常用的一种增产措施，而地层破裂压力是压裂设计和施工工艺的一项重要参数，确定该参数正确与否，将关系到能否保证压开地层等问题。
该参数的获取有两种途径：一是进行室内岩石力学实验或井场水力压裂施工；二是从测井资料中提取。
目前，用测井资料估算砂泥岩剖面地层破裂压力的方法与技术较为成熟。
由于碳酸盐岩地层原生孔隙很小，次生孔隙的发育使岩石的刚性大大减弱，并呈现出明显的非均质性与各向异性，同时不同的构造部位受构造应力作用的强度难以确定，最小水平主应力和岩体抗张强度的度量较难，造成用测井资料计算的地层破裂压力精度较低。
碳酸盐岩地层破裂压力与测井响应具有密切的关系。
利用能够反映碳酸盐岩地层基本特性和岩石力学性质的测井信息，预测碳酸盐岩地层的破裂压力是一种经济、简便的可靠途径。
1957年，Hubbert和Willis根据三轴压缩试验，首先提出了地层破裂压力预测模式即H-W模式。
到目前为止，国内外提出了许多预测地层破裂压力的方法。
比较常用的有Eaton法，Stephen法，黄荣樽法等。
1997年Holbrook发表了适于预测张性盆地裂缝扩展压力的一种方法。
井控压井公式常用
井控压井公式常用井控计算公式1最大关井套压=（地破当量密度-井浆密度）×0.0098×井深= MPa2 地层压力=0.0098×井浆密度×井深+关井立压= MPa3压井密度=102×地层压力÷井深+附加密度= g／cm34求加重量=加重体积×加重剂密度×（压井密度-原浆密度）÷（加重剂密度-压井密度）=吨5地破压力=漏失压力+0.0098×密度×井深= MPa6破裂当量密度=102×地破压力÷井深=g／cm37溢流类型=井浆密度-（关井套压-关井立压）÷（0.0098×池面增量×1000÷每米环容、升）0.12-0.36为气、0.37-0.6油、0.61-0.84油水、0.85-1.07水、1.08-1.20盐水8气体上升高度=池面增量÷每米环容m3=米9气体上窜速度=气层深度-井深÷迟到时间×后效时间÷停泵～开泵时间（小时）=米／小时10初始立管总压力=低泵冲压力+关井立压+附加压力= MPa。
油井1.5～3.5、气井3～511终了立管总压力=压井密度÷原浆密度×低泵冲压力= MPa12排量计算=泵冲×活塞面具×活塞行程÷60×缸数=升／秒13上返速度=(12.74×排量) ÷(井眼直径2-钻具外径2)=米／秒14迟到时间=井深÷米／分15一周的时间=16.67×井筒容积-钻柱体积）÷排量=分16压井泥浆量=井筒容积的1.5-2倍17压井时间=（井筒容积-钻柱体积）÷（升／分÷1000）=分。
地层破裂压力计算综述
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以确定地层破裂压 力的 系数 ，考虑 了井壁上应 力集 中的影响 ，及似定 无构造应 力，地层抗涨强度 为零 （ ０ 且取均匀水平应力 （ ＝ ） ＝ ） 条件下 ．并根据 当井 内液柱压力增大使井壁上有效Ｊ向应力由压缩状 ｆ 爿 态变 为零时开始起裂为条件 ，其模型为 ：
２ ， ｖ
ｐＢ Ｐｗ＋ Ｐｎ— ｐｒ Ｐｕ — ‘ １
（ ８） ｆ较新， ａｎ ｏ Ｉ 受构造运动影响较小的连续沉积盆地 ．其他情况效果欠佳 ． ． ．
（ ） ｎ ｅ ｏ 法 １ ７ 年Ａ ｄｒ ｎ ２ Ａ ｄｒ ｎ ｓ ９ ３ ｎ ｅ ｏ 等探 索从测 井资料 中获 得足 ｓ
学 术 研 讨
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地 层 破 裂压 力 计算 综述
常 菁 铉
（ 都理工大学能 源学院 ） 成 摘 要 地层破 裂压 力的预 测对于油气井的安全快速钻进 、完井、以及油气井的压裂增产措施都是很 重要 的 准确的掌握 破裂压 力 （ 梯度 １可以预 防漏、塌 、喷 、卡事故的发生．同时也是 制定泥浆方案，设计套管程序 ，确定套管下深的重要依据 目前 ，国内外 预测地层破裂压力的方法很 多，作者对其进行 了整理．方便根据情况对破 裂压力的求取
一
Ｐ 酉 ｚ Ｐ ／ ＋
或
（） １
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图 １ 泊 松 比与 泥 质 指 教 的 关 系
图中 ，地 层的泥质含量可 由下式确定 ：
（ 一 ） ＋
：
ｆ ６）
式中 ， ｐ 为地层破 裂压力； 为孔 隙压力．ＭＰ ； 为垂 向主应力 ｌ ａ 上覆岩 层 压力 Ｊ ，ＭＰ ； 为有效垂 向主应 力 （ ａ 有救上覆 岩层 压力，垂直的岩石骨架
地层破裂压力计算公式
地层破裂压力计算公式地层破裂压力相关计算公式地层破裂压力是地层中发生裂缝或破裂的临界应力值，是岩土力学中的一个重要参数。
本文将列举几个与地层破裂压力相关的计算公式，并举例解释说明。
1. 维里准则(Von Mises Criterion)维里准则是地层破裂压力计算中常用的一个准则，其公式如下：维里应力= √[(σ₁ - σ₂)² + (σ₂ - σ₃)² + (σ₃ - σ₁)² + 6(τ₁₂² + τ₂₃² + τ₃₁²)]/ √2其中，σ₁、σ₂和σ₃为主应力，τ₁₂、τ₂₃和τ₃₁为主应力之间的切应力。
例子：假设某地层的主应力大小分别为σ₁ = 20 MPa，σ₂ = 15 MPa，σ₃ = 10 MPa，切应力大小分别为τ₁₂ = 5 MPa，τ₂₃ = 2 MPa，τ₃₁ = 3 MPa。
按照维里准则计算地层破裂压力：维里应力= √[(20 - 15)² + (15 - 10)² + (10 - 20)² + 6(5² + 2² + 3²)] / √2 = √[5² + 5² + (-10)² + 6(25 + 4 + 9)] /√2 = √[100 + 100 + 100 + 6(38)] / √2 = √[100 + 100 + 100 + 228] / √2 = √528 / √2 ≈ MPa因此，该地层的维里应力约为 MPa。
2. 摩尔—库伦准则(Mohr-Coulomb Criterion)摩尔—库伦准则是另一种常用的地层破裂压力计算准则，其公式如下：摩尔应力= (σ₁ - σ₃) / 2 + √[((σ₁ - σ₃) / 2)² + τ²]其中，σ₁和σ₃为主应力，τ为主应力之间的切应力。
例子：假设某地层的主应力大小分别为σ₁ = 20 MPa，σ₃ = 10 MPa，切应力大小为τ = 5 MPa。
破裂压力的计算方法--李坤
破裂压力的计算方法1常用理论算法地层自然破裂压力计算模型都可归结为:)(p O p f P P P P -+=λ式中，fP 为地层破裂压力，MPa ；Pp 为底层孔隙压力，MPa ； Po 为上覆岩层压力，MPa ，γ为总的水平应力与总的垂直应力比值，与底层密度埋、藏深度、泊松比、地层压实程度等有关，无量纲。
（1） Eaton 法B. A. Eaton 认为裸露地层所受到的侧向力等十地层水平主地应力时开始起裂，而水平地应力是由上覆岩层压力引起的，并引用了假设和广义虎克定律加以描述。
得到的破裂压力计算式为:f ()1p pp p p ννσν=-+-式中， f p 为地层破裂压力，MPa ；ν为地层岩石泊松比，无因次； νσ为上覆岩层压力，MPa ；pp 为地层孔隙压力，Mpa 。
伊顿法参数较少，使用简单。
比较适用于地层沉积较新，受构造运动影响较小的连续沉积盆地，对于地层年代较老，构造运动影响大的地区，效果欠佳。
（2）Stephen 法R. D. Stephen 认为地层受到的侧向力等于水平主地应力时开始起裂。
水平地应力山上覆岩层作用产生的水平应力分量和附加的构造应力分量组成，同时假定在同一区块内水平构造应力和有效上覆压力间的比值为一常数，且不随深度变化，由此得到的模型为:f ()()1p p p p p ννβσν=+-+-式中，β为地层构造应力系数，无因次。
斯蒂芬法与伊顿法的主要区别在于前者将构造应力所产生的影响从岩石泊松比中分解出来，这样，在计算时可直接使用实测的泊松比值，而不像伊顿法需靠破裂压力反算。
（3）黄氏模型是黄荣樽教授于1984年提出的一种预测地层破裂压力的模型，该模型综合考虑了构造应力和孔隙压力等因素的影响，是目前应用最广泛的一种模型，具体表达式为:f 2()()1p p t p k p p S ννσν=--++-式中，k 为地层构造应力系数，无因次；t S 为地层抗拉强度，MPa 。
井眼内压力及相互关系
井眼内压力及相互关系一、钻井液静液压力1、定义：由静止钻井液自身质量所产生的压力。
2、计算公式：钻井液静液压力=9.8×钻井液密度×液柱的垂直高度。
从公式中可以看出，静液压力的大小，只和液体的密度、液柱的垂直高度有关，和截面形状无关。
二、压力梯度1、定义：每增加单位垂直深度（或高度）压力的增加值称为压力梯度。
2、表达式：压力梯度=压力÷高度=液体密度×9.8三、地层压力1、定义：指岩石孔隙中流体所具的压力。
2、地层压力的分类（1）正常地层压力：指从地表到地下该地层处的静液压力。
（9.8----10.486千帕/米）（2）异常高压：指地层压力梯度高于正常压力梯度时。
称为异常高压。
（3）异常低压：指压力梯度低于正常压力梯度称异常低压。
3、地层压力的表示方法（1）用压力的具体数值表示。
（2）用地层压力梯度表示。
（3）用等效钻井液密度表示。
（4）用压力系数表示。
即：某点地层压力与该深度淡水柱的静液压力之比。
四、地层破裂压力1、定义：是指地层抵抗水力压裂的能力，换句话说：指某一深度地层发生破裂或裂缝时所能承受的压力。
2、地层破裂压力梯度：指每增加单位垂深度（或高度）地层破裂压力的增加值称为地层破裂压力梯度3、计算公式地层破裂压力梯度=地层破裂压力÷垂直深度=9.8×地层破裂压力当量钻井液密度。
4、地层破裂压力实验操作步骤钻完水泥塞，再钻进（第一个沙层）3米左右，上提钻具，用地面防喷器关井，小排量(0.8---1.32升/秒)向井内缓慢注如钻井液(最好用水泥车)记录不同时间的泵入量和井口压力，开始泵入量和压力呈直线关系,当偏离直线的点即为该地层的破裂压力对应的井口压力。
即套管鞋处最大允许关井套压五、波动压力1、抽吸压力指钻柱向上运动时井内钻井液向下流动使井底压力减小的压力叫抽吸压力。
2、激动压力指钻柱向下运动时，井内钻井液向上流动时，使井底压力增加的压力。
压井计算公式
井控公式1.静液压力：P=ρ 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=3000= MPa2,压力梯度： G=P/H=ρ kPa/m =ρMPa；例：井深3600米处,密度1.5 g/cm3,计算井内静液压力梯度;解：G===kPa/m3.最大允许关井套压 Pamax =ρ破密度－ρm 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 =－1067= MPa4.压井时极限关井套压 Pamax =ρ破密度－ρ压 MPa Ρ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/ 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～0.36g/cm3之间,则为天然气溢流;如果ρw在～1.07g/cm3之间,则为油溢流或混合流体溢流;如果ρw在～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;2求低泵速泵压：Q/Q L2=P/P L例：已知正常排量=60冲/分,正常泵压=,求：30冲/分时小泵压为多少解：低泵速泵压P L=60/302= MPa10.终了循环压力= 压井密度/原密度X低泵速泵压一注：不知低泵速泵压,求终了循环压力方法：1用压井排量计算出重浆到达钻头的时间,此时立管压力=终了循环压力;边循环边加重压井法边循环边加重法压井是指发现溢流关井求压后,一边加重钻井液,一边随即把加重的钻井液泵入井内,在一个或多个循环周内完成压井的方法;这种方法常用于现场,当储备的高密度钻井液与所需压井钻井液密度相差较大,需加重调整,且井下情况复杂需及时压井时,多采用此方法压井;此法在现场施工中,由于钻柱中的压井钻井液密度不同,给控制立管压力以维持稳定的井底压力带来困难;若压井钻井液密度等差递增,并均按钻具内容积配制每种密度的钻井液量,则立管压力也就等差递减,这样控制起来相对容易一些;二终了立管压力,——第一次调整后的钻井液密度,g/cm30——压井钻井液密度,g/cm3 ——原钻井液密度,g/cm3； H ——井深,m ；PL ——低泵速泵压,MPa;11.压井液到达钻头时时间分Vd ——钻具内容积,m3；Q ——压井排量,l/s; 12、压井液从钻头返至地面的时间分Va —环空容积,m3； ()001ρρρρρ--=s s G QV t d d 601000=Q V t a a 601000=()gH P P K L m Tf 111ρρρρ-+=1ρKρmρQ—压井排量,l/s;思考题为例：钻进时发生溢流关井,已知井深3200米,密度;关井10分钟测得关井立压5 MPa,关井套压 MPa,溢流增量方;钻头直径215.6mm,技套内径224mm,下深2400,钻杆外径 127mm,内径108.6mm,假设无钻铤,低泵冲排量10升/秒,泵压 MPa.计算压井数据,简述工程师压井步骤.解:计算压井数据:1溢流在环空中占据的高度hw=ΔV/Va=106米溢流种类的密度ρw=ρm- Pa-Pd/ hw ρw=/106=0.868 g/cm3判定溢流为油水混合溢流.3 地层压力 Pp =Pd＋ρm gHPp=5+3200= MPa4压井密度ρ压=ρm＋Pd/gHρ压=+5/3200=1.41 g/cm3,施工中可考虑附加系数初始循环压力=低泵速泵压＋关井立压=+5= MPa6终了循环压力= 压井密度/原密度X低泵速泵压== MPa7 压井液到达钻头时时间分=10003200/6010=分钟.8 压井液从钻头返至地面的时间分先计算V a=800方QV t d d601000=QV t a a601000=t a=1000/6010=138分钟9最大允许关井套压Pamax =ρ破密度－ρm=工程师压井施工步骤:录资料、计算压井数据、填写压井施工单、配好压井液1缓慢开泵泵入压井液,逐渐打开、调节节流阀,使套压=关井套压,排量到达压井排量;2保持压井排量不变,压井液由地面—钻头这段时间内,调节节流阀,使立管压力由初始循环立压逐渐下降到终了循环压力,3压井液由钻头—地面上返过程中,调节节流阀,保持终了循环压力不变,直到压井液返出井口,停泵关井,检查关井套压、立压是否为零,如为零,开井无外溢压井成功;司钻法压井施工步骤:录资料、计算压井数据、填写压井施工单、配好压井液第一循环周用原浆循环排除溢流1缓慢开泵,逐渐打开、调节节流阀,使套压=关井套压,排量到达压井排量;2保持压井排量不变,调节节流阀使立管压力=初始循环立压,在整个循环周保持不变,调节流阀时注意压力传递迟滞现象,液柱压力传递速度为300米/秒,.3溢流排除,停泵关井,则关井立压=关井套压.第二循环周泵入压井液1缓慢开泵,迅速打开、调节节流阀,使关井套压不变,2排量到达压井排量并保持不变,压井液由地面—钻头过程中,调节节流阀,控制套压==关井套压,并保持不变,也可以控制立压由初始循环压力逐渐下降到终了循环压力3压井液由钻头—地面上返过程中,调节节流阀,控制立压=终了循环压力不变,直到压井液返出井口,停泵关井,检查关井套压、立压是否为零,如为零,开井无外溢压井成功;13.配制1 m3加重钻井液所需加重材料计算式中G —需要的加重材料重量,吨；ρs—加重剂密度,g/cm3；ρ1—加重后的钻井液密度,g/cm3；ρo—原钻井液密度,g/cm3；例:已知原密度ρo=1.2 g/cm3,求加重到ρ1=1.35 g/cm3.;配置新浆191 m3.求1需重晶石的代数；2重晶石占的体积原浆需排掉的体积3最终体积解：1配置1 m3新浆需重晶石的重量G=/吨配置191 m3密度的新浆,故需重晶石=191=吨=33922 Kg每袋重晶石50 Kg, 故需重晶石代数为=33922/50=799袋2重晶石占的体积V==7.982 m33最终体积,原浆去掉7.982 m3,因为加重后增加了7.982 m3,最终体积为191 m3.14.油气上窜速度V=H油--H钻头/t迟.t/t静H油：油气层深度米H钻头：循环泥浆时钻头所在的井深米T迟：H钻头时的迟到时间分t—开泵至见到油气时间分t静—上次停泵至本次开泵总时间分15.地层破裂压力:P破=P漏+ρH16. 地层破裂压力当量密度:ρ破= P漏压力/H+ρ原密例:17.气体的运移计算1气体运移的高度米:H=P终关井压力-P初关井压力/ρ原密.2 气体运移速度:V=H/ t终关井时刻- t初关井时刻例:气体运移:已知在01:43溢流关井, 初关井压力;在02:25压力增到;井内密度.求：1气体运移的高度=154.5米2气体运移速度:V= 42分钟/60=221米/时18.非常规压井方法:不具备常规压井方法的条件而采用的压井方法,如空井井喷、钻井液喷空的压井等;一、平衡点法1.适用于井内钻井液喷空后的天然气井压井,2.要求防喷器完好并且关闭,钻柱在井底,3.这种压井方法是一次循环法在特殊情况下的具体应用;4.原理：设钻井液喷空后,环空存在一“平衡点”;所谓平衡点,即压井钻井液返至该点时,井口控制的套压与平衡点以下压井钻井液静液柱压力之和能够平衡地层压力;5.压井时,保持套压等于最大允许套压；当压井钻井液返至平衡点后,可采用压井排量循环,控制立管总压力等于终了循环压力,直至压井钻井液返出井口,套压降至零;平衡点按下式求出 式中H B ——平衡点深度,m ；PaB ——最大允许控制套压,MPa ；根据上式,压井过程中控制的最大套压等于“平衡点”以上至井口压井钻井液静液柱压力;当压井钻井液返至“平衡点”以后,随着液柱压力的增加,控制套压减小直至零,压井钻井液返至井口,井底压力始终维持一常数,且略大于地层压力;因此,压井钻井液密度的确定尤其要慎重;二、置换法1.当井内钻井液已大部分喷空,同时井内无钻具或仅有少量钻具,不能进行循环压井,KaBB P H ρ0098.0=2.压井钻井液可以通过压井管汇注入井内,这种条件下可以采用置换法压井;通常情况下,由于起钻抽汲,钻井液不够或不及时,电测时井内静止时间过长导致气侵严重引起的溢流,经常采用此方法压井;3.具体作法：向井内泵入定量钻井液,关井一段时间,使泵入的钻井液下落,然后放掉一定量的套压;套压降低值与泵入的钻井液产生的液柱压力相等,即： ΔPa ——套压每次降低值,MPa ；ΔV ——每次泵入钻井液量,m3；ΔVh ——井眼单位内容积,m3/m4.重复上述过程就可以逐步降低套压;一旦泵入的钻井液量等于井喷关井时钻井液罐增量,溢流就全部排除了;5.置换法进行到一定程度后,置换的速度将因释放套压、泵入钻井液的间隔时间变长而变慢,此时若条件具备下钻到井底,采用常规压井方法压并;下钻时,钻具应装有回压阀,灌满钻井液;当钻具进入井筒钻井液中时,还应排掉与进入钻具之体积相等的钻井液量;置换法压井时,泵入的加重钻井液的性能应有助于天然气滑脱;三、压回法1.所谓压回法,就是从环空泵入钻井液把进井筒的溢流压回地层;此法适用于空井溢流,天然气溢流滑脱上升不很高、套管下得较深、裸眼短,具有渗透性好的产层或一定渗透性的非产层;特别是含硫化氢的溢流;hK a V V P ∆=∆ρ0098.02. 具体施工方法：以最大允许关井套压作为施工的最高工作压力,挤入压井钻井液;挤入的钻井液可以是钻进用钻井液或稍重一点的钻井液,挤入的量至少等于关井时钻井液罐增量,直到井内压力平衡得到恢复;使用压回法要慎重,不具备上述条件的溢流最好不要采用;四、低节流压井方法1.指发生溢流后不能关井,关井套压超过最大允许关井套压,因此只能控制在接近最大允许关井套压的情况下节流放喷;1不能关井的原因：1高压浅气层发生溢流；2表层或技术套管下得太浅；3发现溢流太晚;2压井原理低节流压井就是在井不完全关闭的情况下,通过节流阀控制套压,使套压在不超过最大允许关井套压的条件下进行压井;当高密度钻井液在环空上返到一定高度后,可在最大允许关井套压范围内试行关井,关井后,求得关井立管压力和压井钻井液密度,然后再用常规法压井; 3减少地层流体的措施：低节流压井过程中,由于井底压力不能平衡地层压力,地层流体仍会继续侵入井内,从而增加了压井的复杂性,为减少地层流体的继续侵入;则可以：1增大压井排量,可以使环空流动阻力增加,有助于增大井底压力；2提高第一次循环的压井液密度,高密度压井液进入环空后,能较快地增加环空的液柱压力,抑制地层流体地侵入;3如果地层破裂压力是最小极限压力时,当溢流被顶替到套管内以后,可适当提高井口套压值;这种方法实际上就是工程师法的具体应用,只是将钻头处当成“井底”;根据关井立压确定暂时压井液密度和压井循环立管压力的方法同工程师法类似,但是要注意此时的低泵速泵压需要重新测定;压井循环时,在压井液进入环空前,保持压井排量不变,调节节流阀控制套压为关井套压并保持不变；压井液进入环空后,调节节流阀控制立压为终了循环压力并保持不变;直到压井液返至地面,至此替压井液结束;此时关井套压应为零;井口压力为零后,开井抢下钻杆,力争下钻到底,下钻到底后,则用司钻法排除溢流,即可恢复正常;如下钻途中,再次发生井涌,则重复上述步骤,再次压井后下钻;2等候循环排溢流法这种方法是：关井后,控制套压在安全允许压力范围内,等候天然气溢流滑脱上升到钻头以上,然后用司钻法排除溢流,即可恢复正常;通常,天然气在井内钻井液中的滑脱上升速度大致为270～360米/小时;2、井内无钻具的空井压井溢流发生后,井内无钻具或只有少量的钻具,但能实现关井;这种情况通常是由于起钻时发生强烈的抽汲或起钻中未按规定灌够钻井液,使地层流体进入井内,或因进行电测等空井作业时,钻井液长期静止而被气侵,不能及时除气所造成;在空井情况下发生溢流后,不能再将钻具下入井内时,应迅速关井,记录关井压力;然后用体积法容积法进行处理体积法的基本原理是控制一定的井口压力以保持压稳地层的前提下,间歇放出钻井液,让天然气在井内膨胀上升,直至上升到井口;操作方法是：先确定允许的套压升高值,当套压上升到允许的套压值后,通过节流阀放出一定量的钻井液,然后关井,关井后气体又继续上升,套压再次升高,再放出一定量的钻井液,重复上述操作,直到气体上升到井口为止;气体上升到井口后,通过压井管线以小排量将压井液泵入井内,当套压升高到允许的关井套压后立即停泵;待钻井液沉落后,再释放气体,使套压降低值等于注入钻井液所产生的液柱压力;重复上述步骤,直到井内充满钻井液为止;根据实际情况,也可以采用压回法或置换法压井;3、又喷又漏的压井即井喷与漏失发生在同一裸眼井段中的压井;这种情况需首先解决漏失问题,否则,压井时因压井液的漏失而无法维持井底压力略大于地层压力;根据又喷又漏产生的不同原因,其表现形式可分为上喷下漏,下喷上漏和同层又喷又漏;1上喷下漏的处理上喷下漏俗称“上吐下泻”;这是因在高压层以下钻遇低压层裂缝、孔隙十分发育时,井漏将使在用钻井液和储备钻井液消耗殆尽,井内得不到钻井液补充,因液柱压力降低而导致上部高压层井喷;其处理步骤是：1在高压层以下发生井漏,应立即停止循环,定时定量间歇性反灌钻井液,尽可能维持一定液面来保持井内液柱压力略大于高压层的地层压力;确定反灌钻井液量和间隔时间有三种方法：第一种是通过对地区钻井资料的分析统计出的经验数据决定；第二种是测定漏速后决定；第三种是由建立的钻井液漏速计算公式决定;最简单的漏速计算公式是：Q=πD2h/4T式中Q——漏速,m3/h；h——时间T内井筒动液面下降高度,m；T——时间T,h；D——井眼平均直径,m;2反灌钻井液的密度应是产层压力当量钻井液密度与安全附加当量钻井液密度之和;3也可通过钻具注入加入堵漏材料的加重钻井液;4当漏速减小,井内液柱压力与地层压力呈现暂时动平衡状态后,可着手堵漏并检测漏层的承压能力,堵漏成功后就可实施压井;2下喷上漏的处理当钻遇高压地层发生溢流后,提高钻井液密度压井而将高压层上部某地层压漏后,就会出现所谓下喷上漏;处理方法是：立即停止循环,定时定量间歇性反灌钻井液;然后隔开喷层和漏层,再堵漏以提高漏层的承受能力,最后压井;在处理过程中,必须保证高压层以上的液柱压力大于高压层的底层压力,避免再次发生井喷;隔离喷层和漏层及堵漏压井的方法主要是：1通过环空灌入加有堵漏材料的加重钻井液,同时从钻具中注入加有堵漏材料的加重钻井液;加有堵漏材料的钻井液,即能保持或增加液柱压力,也可减小低压层漏失和堵漏;2在环空灌入加重钻井液,在保持或增加液柱压力的同时,注入胶质水泥,封堵漏层进行堵漏;3上述方法无效时,可采用重晶石塞—水泥—重晶石塞—胶质水泥或注入水泥隔离高低压层,堵漏成功后继续实施压井;3同层又喷又漏的处理同层又喷又漏多发生在裂缝、孔洞发育的地层,或压井时井底压力与井眼周围产层压力恢复速度不同步的产层;这种地层对井底压力变化十分敏感,井底压力稍大则漏、稍小则喷;处理方法是：通过环空或钻具注入加重后的钻井液,钻井液中加入堵漏材料;此法若不成功,可在维持喷漏层以上必需的液柱压力的同时,采用胶质水泥或水泥堵漏,堵漏成功后压井;4、浅井段溢流的处理浅层段溢流的处理,在有井口装置或允许最大关井套压很低的情况下,建议采用非常规压井方法中介绍的方法进行处理;在未安装防喷器,条件具备的情况下应抢下钻具,为处理溢流提供必需的通道,根据现场的具体情况进行处理,在处理过程中,因缺乏井口控制装置,要十分注意人员安全,防止井口着火;井控作业中的错误作法会带来不良后果,轻者会拖延井内压力系统实现动平衡的时间,重者会造成井喷失控,甚至井喷失控着火;七、井控作业中易出现的错误做法1、发现溢流后不及时关井、仍循环观察这只能使地层流体侵入井筒更多,尤其是天然气溢流,在气体向上运移的过程中因体积膨胀而排替出更多的钻井液;此时的关井立管压力就有可能包含圈闭压力,据此计算的压井钻井液密度就偏高,压井时立管循环总压力、套压、井底压力也就偏高；发现溢流后继续循环还可能诱发井喷,增加压井作业的难度;所以,发现溢流或疑似溢流,必须毫不犹豫地关井;2、发现溢流后把钻具起到套管内操作人员担心关井期间钻具处于静止状态而发生粘附卡钻,即使钻头离套管鞋很远也要将钻具起到套管内,从而延误了关井时机,让更多的地层流体进入了井筒,其后果是所计算的压井钻井液密度比实际需要的偏高;其实,处理溢流时防止钻具粘附卡钻的主要措施是尽可能地减少地层流体进入井筒;3、起下钻过程中发生溢流时仍企图起下钻完这种情况大多发生在起下钻后期发生溢流时,操作人员企图抢时间起完钻或下钻完;但往往适得其反,关井时间的延误会造成严重的溢流,增加井控的难度,甚至恶化为井喷失控;正确方法是关井后压井,压井成功后再起钻或下钻4、关井后长时间不进行压井作业对于天然气溢流,若长时间关井天然气会滑脱上升积聚在井口,使井口压力和井底压力显著升高,以致会超过井口装置的额定工作压力、套管抗内压强度或地层破裂压力;若长期关井又不活动钻具,还会造成卡钻事故;5、压井钻井液密度过大或过小时常会因为地层压力求算不准确,而使得压井钻井液密度偏高或便低;压井钻井液密度过大会造成过高的井口压力和井底压力,过小会使地层流体持续侵入而延长压井作业时间;6、排除天然气溢流时保持钻井液罐液面不变地层流体是否进一步侵入井筒,取决于井底压力的大小;排除天然气溢流时,判断井底压力是否能够平衡地层压力,天然气是否在继续侵入井内,不能根据钻井液罐液面升高来判断;若把保持井底压力大于地层压力等同于保持钻井液罐液面不变,唯一的办法是关小节流阀,不允许天然气在循环上升中膨胀,其后果是套压不断升高、地层被压漏、甚至套管断裂、卡钻,以致发生地下井喷和破坏井口装置;注：排除溢流保持钻井液罐液面不变的方法仅适于不含天然气的盐水溢流和油溢流;7、企图敞开井口使压井钻井液的泵入速度大于溢流速度当井内钻井液喷空后,因其它原因无法关井,在不控制一定的井口回压,企图在敞开井口的条件下,尽可能快地泵入压井液建立起液柱压力,把井压住往往是不可能的;尤其是天然气溢流,即使以中等速度侵入井筒,它从井筒中举出的钻井液也比泵入的多;该做法的实际后果是替喷,造成溢流以更大的量和速度进入井筒;8、关井后闸板刺漏仍不采取措施闸板刺漏将造成闸板胶芯不能密封钻具,若不及时处理则刺漏愈加严重,甚至会刺坏钻具,致使钻具断落;正确的作法是带压更换闸板,为压井提供保证;。
钻井工程常用计算公式
钻井常用计算公式•、地层压力计算1、静液柱压力（MPa）=P（粘井液密度）*0.00981*H（垂深m）2、压力梯度值（MPa）=p（钻井液密度）*0.009813、单位内容积（r∩3Λn>=7.854*10-5*内径2（Cm）4、单位环空容积（m3∕m）=7.854*10^5*（井径2cm-管柱外径2cm）5、容积（m?）=单位内容积（m3∕m）*长度（m）管柱单位排音量（mVm）=7.854*10^5*（外径2cm内径2cm）6、地层压力（MPa）=钻具静液柱压力+关井立压7、压井钻井液密度（g∕c11p>=（关井立压Mpa/O.00981/11（m））+当前井液P（gcm3）8、初始循环压力=关井立压+底泵速泵压9、终止循环压力=（压力井液p/当前井液p）*低泵速泵压10、溢流长度m;钻井液增量m3/环空单位容积m3∕m11、溢流密度p（g∕cm3）=当前井液P-［（套压MPa-立压Mpa）/（溢流长度m*0.00981）］12、当量循环密度p（g/cm3）-（环空循环压力损失Mpa/O.00981/垂深m）+当前井液P13、当量钻井液P（g4zm3）-总压力Mpa/O.00981/垂深m14、孔隙压力MPa=9.81*Wf（地瓜水平均密度g∕cmυ*H（垂高m）15、上覆岩层压力（Mpa）=（岩石基质重量+流体重量）/面积［9.81*［（卜-。
岩石孔隙度％）*pm岩石基颓密度Hem3+4>*p岩石孔隙中流体密度g/cnP］16、地层破裂压力梯度（Mpa）=Pf（破裂地层压力Mpa）/H（破裂地层垂直深度m>Pf（破裂地层压力Mpa）=Ph（液柱压力Mpa）+P（破裂实验时的立管压力MPa）二、喷射钻井计算公式1、射流喷射速度计算相同直径喷嘴VOU1.2.73*Q（通过喷嘴液体排量1.∕S）∕n（喷嘴个数）*dc>2（喷嘴直径Cm）不相同直径喷喷Vo=12.73*Q（通过喷嘴液体排量1.∕S）/de?（喷嘴当量直径Cm）试中:de喷喷当量直径（cm）计算等喷嘴直径de-（根号n喷嘴个数）*d。
现场地层压力计算
. . 在此处键入公式。
六、地层压力计算1、地层孔隙压力和压力梯度(1)地层孔隙压力H g p f p ⨯⨯⨯=-ρ310式中，P p ——地层孔隙压力(在正常压实状态下，地层孔隙压力等于静液柱压力)，MPa ； ρf ——地层流体密度，g/cm 3； g ——重力加速度，9.81m/s 2；H ——该点到水平面的重直高度(或等于静液柱高度)，m 。
在陆上井中，H 为目的层深度，起始点自转盘方钻杆补心算起，液体密度为钻井液密度ρm ，则，H g p m h ⨯⨯⨯=-ρ310式中，p h ——静液柱压力，MPa ； ρm ——钻井液密度，g/cm 3； H ——目的层深度，m ； g ——重力加速度，9.81m/s 2。
在海上钻井中，液柱高度起始点自钻井液液面(出口管)高度算起，它与方补心高差约为0.6～3.3m ，此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视，在深层可忽略不计。
(2)地层孔隙压力梯度HP G P p =式中 G p ——地层孔隙压力梯度，MPa/m 。
其它单位同上式。
2、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度 (1)上覆岩层压力])1[(1081.93o ρρΦ+Φ-⨯=-m H P式中 P o ——上覆岩层压力，MPa ； H ——目的层深度，m ； Φ——岩石孔隙度，％；ρ——岩层孔隙流体密度，g/cm 3； ρm ——岩石骨架密度，g/cm 3。
(2)上覆岩层压力梯度HP G oo =式中，G o ——上覆岩层压力梯度，MPa/m ；P o ——上覆岩层压力，MPa ； H ——深度(高度)，m 。
(3)压力间关系. . z p P p O σ+=式中，P o ——上覆岩层压力，MPa ； P p ——地层孔隙压力，MPa ；σz ——有效上覆岩层压力(骨架颗粒间压力或垂直的骨架应力)，MPa 。
3、地层破裂压力和压力梯度 (1)地层破裂压力(伊顿法)p p z f P P P +--=)(1σμμ式中， P f ——地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时的井流体压力)，MPa ； μ——地层的泊松比；σz ——有效上覆岩层压力，MPa ； P p ——地层孔隙压力，MPa 。
现场地层压力计算
在此处键入公式。
六、地层压力计算1地层孔隙压力和压力梯度(1)地层孔隙压力式中 P o --------------- 上覆岩层压力，MPgH ——目的层深度，m①一一岩石孔隙度，％；P 岩层孔隙流体密度，g/cm?； Pm岩石骨架密度，g/cm 。
(2)上覆岩层压力梯度G o式中，G O ――上覆岩层压力梯度,P o 上覆岩层压力， H 深度(高度)，m(3)压力间关系式中，P o ---------- 上覆岩层压力,P p ――地层孔隙压力,3 P P 10 f g H式中，P p ――地层孔隙压力(在正常压实状态下，地层孔隙压力等于静液柱压力 P f 地层流体密度，g/cm 3 ； g ——重力加速度，9.81m/s 2; H 该点到水平面的重直高度(或等于静液柱高度)，m> 在陆上井中，H 为目的层深度，起始点自转盘方钻杆补心算起, ),MPa液体密度为钻井液密度P m ，则，P h 10 式中，P h ——静液柱压力， P m ---------- 钻井液密度， H ――目的层深度， g ——重力加速度，MPg g/cm 3；m 9.81m/s 2 >在海上钻井中，液柱高度起始点自钻井液液面 (出口管)高度算起，它与方补心高差约 为0.6〜3.3m ，此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视，在深层可忽略不计。
(2)地层孔隙压力梯度 PPH式中 G ——地层孔隙压力梯度，MF g/m 其它单位同上式。
2、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度 (1)上覆岩层压力F O9. 81 10 3H [( 1P。
P P zMP g/m MPgMPg MPgT z ――有效上覆岩层压力(骨架颗粒间压力或垂直的骨架应力 )，MPa3、地层破裂压力和压力梯度(1)R ――地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时的井内流体压力 卩一一地层的泊松比；(Tz —有效上覆岩层压力， MPaP p ――地层孔隙压力，MPaP f —地层破裂压力。
钻井各种计算公式
钻井各种计算公式钻头水利参数计算公式：827 21、 钻头压降： P b Q（ MPa ）24c de2、 冲击力： Fj 1.02 QV(N) 3、 喷射速度： V 0 1273Q(m/s)2d e809.0534、 钻头水功率：N b Q（KW ）24c de5、1273 N b(W/mm 2)比水功率： N 比＝2D井6、 上返速度： V 返 ＝1273Q（ m/s ）22D井D 杆式中：ρ－钻井液密度g/cm 3Q－排量 l/sc －流量系数，无因次，取 0.95～0.98d e －喷嘴当量直径 mmde222d n ：每个喷嘴直径 mmd 1 d2dnD 井、D 杆 －井眼直径、钻杆直径 mm全角变化率计算公式：25222a b Kaba ba b sin2 Lab式中： ab －A 、B 两点井斜角； a b－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： 1.125P挤H 泥' '/P挤≥1.12510查套管抗挤强度PcP c按双轴应力校核：10P ccnH式中：Pcc －拉力为 Tb时的抗拉强度（ kg/cm 2） －钻井液密度（ g/cm 3）H －计算点深度（ m ）其中：PccPc22KK3T bTbT b ：套管轴向拉力（即悬挂套管重量） kgP c ：无轴向拉力时套管抗挤强度kg/cm 2K ：计算系数 kgK 2AsA ：套管截面积 mm 2s：套管平均屈服极限 kg/mm 2不同套管 s如下：J 55 ：45.7N80 :63.5P :87.9110地层压力监测：R nlg3.282NT (d c指数 )d c0.0671WRmlgD8.4895 105H 0. 0417d cn10d cnRm（压力系数）Rpd c式中： T –钻时 min/mN –钻盘转数 r/min W －钻压 KND －钻头直径 mmR n －地层水密度 g/cm 3R m －泥浆密度 g/cm 3压漏实验：1、 地层破裂压力梯度： G f1000PLKPa9.8 mH2、 最大允许泥浆密度：max102PLg/cm 3mH为安全，表层以下m 0.06g/cm3max技套以下m 0.12g/cm3max'gHmax3、 最大允许关井套压：PaPRm0.81000式中：P L－漏失压力（ MPa ） P R－破裂压力（ MPa ）m'm ax－原泥浆密度（ g/cm 3）H －实验井深（ m ）－设计最大泥浆密度（ g/cm 3）9.8H9.8HP 漏＝PLmP 破 PRm10001000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 ）/10MPa技术套管 [Pa]=18.5% ×技术套管下深（ m ） /10MPa1000 P地层破裂压力梯度： GRKPa/mRH最大允许关井套压：PaG RH套0.00981maxH套0.8Mpa1000最大允许钻井液密度：'GR－ 0.06 (表层 )max9.81'GR －0.12 （技套）max9.81套管在垂直作用下的伸长量 ：L 7.854m 2 74L 10式中：－钻井液密度 g/cm 3L －自重下的伸长 mmL －套管原有长度 m套管压缩距 ： LL自固钢总E 10LLm式中： L －下缩距 mL自－自由段套管长度 mL固－水泥封固段套管长度 m L总－套管总长 m钢－钢的密度 7.85g/cm3m－钻井液密度 g/cm3E －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： W加＝r 加V原r重－r原r 加r重式中：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： TV 井V柱60Q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： TT 0H168式中： T 、 T 0 －井底、井口循环温度oCH －井深米4、配制泥浆所需粘土和水量计算：粘土量W 土＝ r泥V 泥r 泥－r 水r 土r水水量Q水＝V泥－W土r土式中： 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/cm3Q 水 －所需水量米35、降低比重所需加水量：Q水＝V 原 r原r稀 r水r稀r水式中： 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。
注水井破裂压力预测方法的研究
层位
葡Ⅰ2 葡Ⅰ5 葡Ⅰ7 葡Ⅰ1 葡Ⅰ4 葡Ⅰ9 葡Ⅰ6 葡Ⅰ9 葡Ⅰ10 葡Ⅰ2 葡Ⅰ4 葡Ⅰ4 葡Ⅰ6 葡Ⅰ6
实测破裂压力 (MPa) 19.84 19.88 21.07 22.01 21.67 22.03 21.11 20.31 23.58 22.84 22.36 21.22 20.93 23.08
a lnH b
对深度H积分得上覆岩层压力：
S
H
0
dH
H
0
a
lnH
bdH
a
H
lnH
a
H
b
H
S 0.0098 (a H lnH a H b H )
式中：S——上覆岩层压力，MPa。
设两组破裂层位的中部深度分别为H1、H2，则上覆岩层压力分 别为：
S1 0.0098 (a H1 lnH1 a H1 b H1)
3、地层系数η
地层系数的构成能够反映一个区块油层的性质及构造 情况。由于大庆油田公司采油七厂地质情况复杂，将油层 划分为正常开发区、套损区、裂缝区、断层区四种区块。
正常区 断层区 套损区 裂缝区
地层地应力平衡较好，平衡系统不易改变，所以地层 能够承受较大的外力而不破损；
处于断层附近，断层对地应力平衡系统的影响较大， 并成为破坏平衡的不稳定因素；
2、改进了上覆岩层压力的计算方法，祢补了缺乏全井密度 测井曲线而无法获得地层密度的缺陷。通过对比表明，此方 法获得的地层密度基本接近真实值。
3、地层系数的构成能够反映一个区块油层的性质及构造情 况。应根据不同区块获得相应的地层系数，并最终得出不同 类型区块（正常区、套损区、裂缝区、断层区）的地层破裂 压力计算方法。
式中: P允——最高允许注水压力，MPa； P静——静水柱压力，MPa； Pg——管损，MPa； Pz——嘴损，MPa。
第四章地层压力检测与地层破裂压力
图3--8
第四章地层压力检测与地层破裂压力
（2）dc指数法
dc指数法：dc指数法是通过分析钻进动 态数据来检测地层压力的一种压力方法。 动态数据中主要是钻速、大钩载荷、转 速、扭矩以及钻井液参数。
第四章地层压力检测与地层破裂压力
3、钻进后检测地层压力
1）声波时差法：
例 如图3-4 所示，设4000米处为正常压力，水的 密度1.02g /cm3,气的密度为0.0959g /cm3,则4000 米处的压力
P4000=9.811.02 4000 =40MPa
则308-9.8(0.095)(4000-3000)=39.08Mpa
第四章地层压力检测与地层破裂压力
第四章地层压力检测与地层破裂压力
2)构造运动
构造运动是地层自身的运动。它引起各地层 之间相对位置的变化。由于构造运动，圈闭 有地层流体的地层被断层、横向滑动、褶皱 或侵入所挤压。促使其体积变小，如果此流 体无出路，则意味着同样多的流体要占据较 小的体积。因此,压力变高。如图3-2所示。
第四章地层压力检测与地层破裂压力
技术套管以下:mmax=mf-0. 12g /cm3。
第四章地层压力检测与地层破裂压力
最大允许关井套压与井内钻井液密度 的关系
地层最大破裂压力MPa
5
M
表示钻井液密度为1.4最大允许 关井套压为5MPa
1.4 最大破裂压力当量钻井液密度
第四章地层压力检测与地层破裂压力
注意事项；
1、实验压力不应超过地面设备、套管的承压能力。 2、在钻进几天后进行液压实验时，可能由于岩屑堵 塞了岩石孔隙，导致实验压力很高，这是假象，应注 意。
第四章地层压力检测与地层破裂压力
现场地层压力计算
在此处键入公式。
六、地层压力计算1、地层孔隙压力和压力梯度(1)地层孔隙压力H g p f p ⨯⨯⨯=-ρ310式中，P p ——地层孔隙压力(在正常压实状态下，地层孔隙压力等于静液柱压力)，MPa ； ρf ——地层流体密度，g/cm 3； g ——重力加速度，9.81m/s 2；H ——该点到水平面的重直高度(或等于静液柱高度)，m 。
在陆上井中，H 为目的层深度，起始点自转盘方钻杆补心算起，液体密度为钻井液密度ρm ，则，H g p m h ⨯⨯⨯=-ρ310式中，p h ——静液柱压力，MPa ； ρm ——钻井液密度，g/cm 3； H ——目的层深度，m ； g ——重力加速度，9.81m/s 2。
在海上钻井中，液柱高度起始点自钻井液液面(出口管)高度算起，它与方补心高差约为0.6～3.3m ，此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视，在深层可忽略不计。
(2)地层孔隙压力梯度HP G Pp =式中 G p ——地层孔隙压力梯度，MPa/m 。
其它单位同上式。
2、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度 (1)上覆岩层压力])1[(1081.93o ρρΦ+Φ-⨯=-m H P式中 P o ——上覆岩层压力，MPa ； H ——目的层深度，m ； Φ——岩石孔隙度，％；ρ——岩层孔隙流体密度，g/cm 3； ρm ——岩石骨架密度，g/cm 3。
(2)上覆岩层压力梯度HP G oo =式中，G o ——上覆岩层压力梯度，MPa/m ；P o ——上覆岩层压力，MPa ； H ——深度(高度)，m 。
(3)压力间关系z p P p O σ+=式中，P o ——上覆岩层压力，MPa ； P p ——地层孔隙压力，MPa ；σz ——有效上覆岩层压力(骨架颗粒间压力或垂直的骨架应力)，MPa 。
3、地层破裂压力和压力梯度 (1)地层破裂压力(伊顿法)p p z f P P P +--=)(1σμμ式中， P f ——地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时的井内流体压力)，MPa ； μ——地层的泊松比；σz ——有效上覆岩层压力，MPa ； P p ——地层孔隙压力，MPa 。
地层压力公式
地层压力公式1．静液压力Pm(1)静液压力是由静止液柱的重量产生的压力，其大小只取决于液体密度和液柱垂直高度。
在钻井中钻井液环空上返速度较低，动压力可忽略不计，而按静液压力计算钻井液环空液柱压力。
(2)静液压力Pm计算公式：Pm＝0.0098ρmHm (2—1)式中 Pm——静液压力，MPa；ρm——钻井液密度，g／cm3；Hm——液柱垂直高度，m。
(3)静液压力梯度Gm计算公式：Gm＝Pm／Hm＝0.0098ρm(2—2)式中 Gm——静液压力梯度，MPa／m。
2．地层压力Pp(1)地层压力是指地层孔隙中流体具有的压力，也称地层孔隙压力。
(2)地层压力Pp计算公式：Pp＝0.0098ρpHp(2—3)式中 Pp——地层压力，MPa；ρp——地层压力当量密度，g／cm3；Hm——地层垂直高度，m。
(3)地层压力梯度Gp计算公式：Gp＝Pp／Hp＝0.0098ρp(2—4)式中 Gp——静液压力梯度，MPa／m。
(4)地层压力当量密度ρp计算公式：ρp＝Pp／0.0098Hm＝102Gp(2－5)在钻井过程中遇到的地层压力可分为三类：a.正常地层压力：ρp＝1.0～1.07g／cm3；b.异常高压：ρp>1.07g／cm3；c.异常低压：ρp<1.0g／cm3。
3．地层破裂压力Pf地层破裂压力是指某一深度处地层抵抗水力压裂的能力。
当达到地层破裂压力时，使地层原有的裂缝扩大延伸或使无裂缝的地层产生裂缝。
从钻井安全方面讲，地层破裂压力越大越好，地层抗破裂强度就越大，越不容易被压漏，钻井越安全。
一般情况下，地层破裂压力随着井深的增加而增加。
所以，上部地层(套管鞋处)的强度最低，易于压漏，最不安全。
(1)地层破裂压力Pf计算公式：Pf＝0.0098ρfHf(2－6)式中 Pf——地层破裂压力，MPa；ρf——地层破裂压力当量密度，g／cm3；Hf——漏失层垂直高度，m。
(2)地层破裂压力梯度Gf计算公式：Gf＝Pf／Hf＝0.0098ρf(2－7)式中 Gf——地层破裂压力梯度，MPa／m。
井下作业常用计算公式
井下作业常用计算公式井下作业公司试油二十七队张新峰一、注水泥塞施工：1、水泥浆体积计算公式：①、()()001.0k 14h 2d -D 2⨯+=π液V 式中：V ——应配水泥浆的体积；LD ——套管外径：mmd ——套管壁厚：mmh ——设计水泥塞厚度：mk ——附加系数（0.3—1.0）②、()⨯-=210H H V 液V KV ——应配水泥浆的体积；LV 0——每米套管内容积；LH 1——注水泥塞时管柱尾深；mH 2——反洗井深度；mK ——取1.5③V=G )(211ρρρρρ--V ——配水泥浆的体积；LG ——所用干水泥用量；Kg1ρ——干水泥密度； 3.15L g K2ρ—— 水泥浆密度；1.853cm gρ——水的密度；13cm g2、干水泥用量：ρρρρρ--=121V GG ——所用干水泥用量；KgV ——配水泥浆的体积；L1ρ——干水泥密度； 3.15L g K2ρ—— 水泥浆密度；1.853cm gρ——水的密度；13cm g3、清水用量：1GV Q ρ-= Q —— 清水用量：LV ——应配水泥浆的体积；LG ——所用干水泥用量；Kg1ρ——干水泥密度； 3.15L gK4、顶替量：附液V V V V H 0111+⨯⎪⎭⎫⎝⎛-=V液V —— 顶替量；LH 1——注水泥塞时管柱尾深；mV ——应配水泥浆的体积；L11V ——套管容积减去油管体积的每米容积；L0v ——油管每米容积；m L二、 垫圈流量计测气U 型管测气计算公式：HG 1T 293178.0Q d 2⋅⋅⋅=式中：Q —— 天然气产量 m 3d —— 垫圈孔直径 mmT —— 热力学温度 （293-摄氏温度）G —— 天然气相对密度 0.62H —— U 型管液柱压差 mm三、压井液密度： )1(102k H p +⨯=ρ式中：ρ=压井液密度；P=地层中部压力；H=地层中部深度；K=附加系数（15%-30%）；四、卡点的计算公式：P ⋅K =λL式中：L ——卡点深度 mλ——油管平均伸长 cmP ——油管平均拉伸拉力，KNK ——计算系数，（Φ73mm 油管2450Φ73mm 钻杆3800 Φ89mm 油管3750）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(Φ73mm 油管2450 Φ73mm 钻杆3800 Φ89mm 油管3750)λ：平均伸长量（cm ）、 P ：平均拉力（KN ）。