钻井液密度的确定培训教材

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1.1安全钻井时钻井液密度确定的基本原理

一级井控的目的是防止地层液体进入井内，为此需保持井底压力略大于地层压力。要实现近平衡，需研究怎样最合理地确定压井液密度。

井眼的裸眼井段存在着地层孔隙压力、压井液柱压力和地层破裂压力。三个压力体系必须满足以下条件：

P≥P≥P 2-16

pmf式中：P—地层孔隙压力；P—压井液柱压力；P—地层fpm

破裂压力。

所确定的压井液密度还要考虑保护油气层、防止粘卡满足井眼稳定的要求。为确保一级井控成功，在各种作业中，均应使井底压力略大于地层压力，这样可达到近平衡钻井和保护油气层的目的。

如果在钻井过程中所采用的钻井液密度只有在井内钻井液

处于静止状态时才能平衡地层压力，那么，在起钻时，

由于抽汲压力的存在和起出钻柱液面下降等原因，井底压力就会小于地层压力，从而造成井侵与溢流。

1.2钻井液密度的计算

通常确定压井液密度的原则是最小井底压力等于地层压力。确定方法如下：

（1）公式计算法

压井液密度的确定可用以下公式计算

ρ=[102(P-P-P)]/H dppsbm 2-17

3——抽吸压力，Pg/cm；——压井液密度，式中：ρsbm——；P；MPaP——起钻液面下降压井液柱压力减小值，MPa pdp。—

—产层埋藏深度，mH地层压力，MPa； 2）附加当量密度（为

了预防溢流，就必须在平衡地层压力所需的钻井液密度的基

础上再增加一个附加压力，这个附加压力应能平衡抽汲压

力等。因此，确定钻井过程中钻井液密度的公式是：

2-18

+ρ=ρρecm

式中：ρ—钻井过程中的钻井液密度；ρ—地层压力cm当量

钻井液密度；ρ—附加压力当量钻井液密度。e我们可以采

用自动灌钻井液等方法，使起钻时液面下降高度减小或不下

降。因此起钻时液面下降而减少的压力不大，有时可忽略不

计。而抽汲压力是不可忽视的，只要钻柱上提，就会有抽汲

压力，减小上提钻柱的速度，只能减小抽汲压力、但不能消

除抽汲压力。影响抽汲压力的因素很多，其值变化范围较大。

根据计算可知，抽汲压力一般为33左，国外要求把抽汲压力

减小到0.036g/cm0.03-0.13g/cm右，考虑到气侵对钻井液

密度的影响，地层压力预报的误差等因素，附加压力应比抽

汲压力略高。只有这样，才能在整个钻井过程中保证井底压

力大于地层压力，以防止井侵与溢流。中国石油天然气总

公司对附加当量压井液密度值的规定如下：3；或=0.05油

井：ρ～0.10g/cm1.5～3.5MPa e3。5.0MPa气井：ρ～3.0

或0.15 g/cm～=0.07e

在实际工作中应根据灌钻井液的措施、钻井液粘切等性能、

地层压力预报精度等条件在规定范围内合理确定ρ值；e P=

因为：ρc c H.00098所以：P+ρρ= c em H00980.2-19

[例题]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。

3；ρ取0.10g/cm解：附加压力当量钻井液密度e P3。3200）+0.10=1.69g/cm（=ρ+ρ=50/0.0098×c em H.009803答：钻开气

层时钻井液密度为1.69g/cm。

（3）根据井眼施工工况适当调整压井液的密度

由于在钻井中（特别是钻探井）对地层压力值了解得不确切，

因此在施工中，应根据井的工况适时调整压井液密度，以免

发生溢流或其他复杂问题。