压井计算公式

1. 压井基本数据计算
1) 溢流种类的判别
根据关井钻杆压力和关井套管压力、钻柱内钻井液流体密度等参数，先计算出溢流流体的压力梯度，再按此压力梯度的数据范围判断出溢流种类。

溢流压力梯度计算公式：
…………………………………………（8－6）
式中：Gw――溢流流体压力梯度，MPa／m
Gh――钻柱内钻井液柱压力梯度，MPa／m
Gw＝0.01w
W――钻柱内钻井液密度，g／cm3
P a――关井套压，MPa
Pd――关井钻杆压力，MPa
hw――溢流在井底的高度，m
………………………………………（8－7）
式中：Vb――溢流后循环池钻井液增量，升（L）
Va――环空单位容积，升／米（L／m）
θ――井斜角
表8－1 流体压力梯度与流体种类对照表
序号流体压力梯度MPa／m 流体种类
l 0.00118～0.00353 气体
2 0.0068～0.0089 油
3 0.0098 淡水
4 0.0101 海水
5 0 .0105～0.0118 地层水（盐水）
注：如流体压力梯度数据在上表的两者之间，则为这两者的混合物。

2) 关井钻杆压力的确定（即关井立压）
压井作业中，关井钻杆压力和套管压力是两个十分重要的参数。

关井钻杆压力用于确定溢流种类，计算地层压力和压井液密度。

关井套管压力用于提供回压和确定溢流种类参数。

发生溢流关井后，井内钻柱、环空和地层压力系统之间存在以下关系（见图8－5）：Pp＝Pd＋Pmd………………………………………（8－8）
Pp＝Pa＋Pmd ＋Pw…………………………………（8－9）
式中：Pp――地层压力，MPa
Pd――关井钻杆压力，Mpa
Pa――关井套管压力，MPa
Pmd――钻柱内钻井液柱压力，Mpa
Pma――环空钻井液柱压力，MPa
Pw――溢流柱静水压力，MPa
如果井底压力是稳定的，则可以根据关井钻杆压力和钻柱内钻井液柱压力求得地层压力。

确定正确的关井钻杆压力有两种情况：
(1) 钻柱中未装回压阀时的关井钻杆压力
关井10～15分钟后的立管压力为关井钻杆压力。

因为一般情况下，关井后10～15分钟井眼周围的地层压力才能恢复到原始地层压力。

恢复时间的长短与地层流体种类、地层渗透率和欠平衡压差等因素有关。

(2) 钻柱中装有回压阀时测定关井钻杆压力的方法：
A. 调节阻流阀，保持套压恒定，低泵速求关井钻杆压力。

调节阻流阀，保持套压恒定，用尽可能低的泵速开泵。

当钻杆压力停止上升时，立即停泵关并，停泵后的立管压力就是关井钻杆压力。

B. 关阻流阀，低泵速求关井钻杆压力。

关井后，以极慢的泵速开泵，当套管压力上升时停泵。

此时的立管压力就是关井钻杆压力。

若套管压力升高到关井套压以上较多，则从立管压力值中减去这个套管压力增加值即为关井钻杆压力。

Pd＝P′d－ΔPa…………………………………（8—10）
ΔPa＝P′a－Pa…………………………………（8—11）
式中：Pd ――关井钻杆压力，MPa
P′d ――关井开泵后，套压升高时的立压，MPa
ΔPa――关井开泵后，套压比关井套压升高值，Mpa
P′a――关井开泵后，升高了的套管压力，MPa
Pa ――关井套管压力，MPa
C. 打开阻流阀，用压井泵速求关井钻杆压力。

打开阻流阀，开泵泵速开到预计的压井泵速，然后调节阻流阀使套压等于关井套压，记录此时的立管总压力，此值减去循环压力，其差值即为关井钻杆压力。

Pd＝Pt－Pci………………………………（8－12）
式中：Pd――关井钻杆压力，MPa
Pt――立管总压力，MPa
Pci――压井泵速下的循环压力，MPa
注意在确定立管压力值时要消除圈闭压力的影响。

所谓圈闭压力是在立管或套管上出现的超过平衡地层压力的压力值。

消除的方法就是从阻流阀排泄压力直到立管压力停止下降为止，此时立管压力为正确的关井钻杆压力。

产生圈闭压力的原因是由于停泵前关井或关井后天然气滑脱上升出现的现象。

3) 压井参数计算公式：
(1) 压井液密度
W1＝W十Δw＋We……………………………………（8—13）
式中：Wl――压井液密度，g／cm3
W――钻柱内原钻井液密度，g／cm3
Δw――钻井液密度增加值，g／cm3
…………………………………………（8－14）
式中：Pd――关井钻杆压力，MPa
H――垂直井深，m
We――安全附加密度，一般附加0.07～0.12g／cm3
(2) 初始循环压力
PTi＝Pd十Pci…………………………………………（8—15）
式中：PTi――初始循环压力，MPa
Pci――压井泵速下的循环压力，Mpa
(3) 最终循环压力
…………………………………………（8－16）
(4) 压井液从地面到钻头所需泵冲数
………………………………………………（8－17）
式中：Ssb——压井液从地面到钻头所需泵冲数，冲（S）
VdT——地面到钻头的管子内容积，升（L）
Cp－一井泵每冲容积，L／S
(5) 压井液从钻头到地面所需泵冲数
……………………………………………（8－18）
式中：Sbs――压井液从钻头至地面所需泵冲数，S
Vabs――钻头到地面的环空容积，L
(6) 压井循环行程所需泵总冲数
Sr＝Ssb＋Sbs…………………………………………（8－19）
(7) 压井液从地面到钻头循环行程时间
………………………………（8－20）
式中：Tsb――压井液从地面到钻头循环行程时间，分（min）
Spm――泵速，S／min
QP――泵排量，L／min
(8) 压井液从钻头到地面循环行程时间
…………………………………（8—21）
式中：Tbs――压井液从钻头到地面循环行程时间，min
(9) 压井液整个循环周行程时间：
TT＝Tab＋Tbs……………………………………………………（8－22）
压井计算公式：
1、钻井液静液柱压力（bar）= 钻井液密度（kg/l）×0.0981×垂深（m）
2、压力梯度（bar/m）= 钻井液密度（kg/l）×0.0981
3、钻井液密度（kg/l）= 压力梯度（bar/m）/ 0.0981
4、地层压力（bar）= 钻柱内静液柱压力(bar)+关井立压(bar)
5、泵输出排量（l/min）= 泵排量（l/stk）×泵速（SPM）
6、环空返速（m/min）
7、等效循环密度（kg/l）+ 钻井液密度（kg/l）
8、包含起钻余量的钻井液密度（kg/l）
9、新泵速下的新泵压（bar）（近似计算）= 原泵压（bar）×
10、新钻井液密度下的新泵压（bar）（近似计算）= 原泵压（bar）×
11、最大允许钻井液密度（kg/l）
12、最大允许关井套压（bar）= [最大允许钻井液密度(kg/l) –在用钻井液密度(kg/l)]×0.0981×套管鞋垂深(m)
13、压井钻井液密度= + 原钻井液密度(kg/l)
14、初始循环立压力（bar）= 压井泵速循环压力（bar）+关井立压（bar）
15、终了循环压力（bar）
16、关井套压bar）= {[钻井液密度(kg/l) - 溢流密度(kg/l)]×0.0981×溢流垂深（m）}+关井立压（bar）。