短程起下钻检测油气上窜速度的计算方法

短程起下钻检测油气上窜速度

一、短程起下钻的目的

起钻时的抽汲很可能造成井底压力小于地层压力，并引起溢流。所以，起钻前应检查井底压力能否平衡地层压力，判断是否会发生抽汲溢流。

二、短程起下钻做法

短程起下钻有两种基本作法：

1.一般情况下试起10柱～15柱钻具，再下入井底(可在静止一段时间，活动钻具但不开泵循环)，然后开泵循环一周以上，观察并测量返出的钻井液，若钻井液无油气侵，或根据油气上窜时间判断，若满足起钻要求，则可正式起钻；否则，应循环排除油气侵，并适当提高钻井液密度，以达到起钻过程中不发生溢流的目的。

2.特殊情况时（需长时间停止循环或井下复杂时），将钻具起至套管鞋内或安全井段，停泵检查一个起下钻周期或需停泵工作时间，若井口无外溢，则再下入井底循环一周以上，正常后起钻。

三、油气上窜速度计算

油气上窜速度的计算有两种方法，迟到法和体积法，迟到法较为简单、也较为准确。

1.迟到法计算油气上窜速度

油气上窜速度V上＝(油气层深H2－钻头处井深H1×循环见油气时间T2/迟到时间T1)／(短程起下钻时间T3＋静止时间T4)。

2.体积法计算油气上窜速度

油气上窜速度＝(油气层深H2－泵排量Q×循环见油气时间T2/ )／(短程起下钻时间T3＋静止时间T4)。

环空每米容积

V上=60*(H2-76433*Q*T2/(D*D-d*d))/(T3+T4)

式中：V上-油气上窜速度m/h，H2-油气层深m，Q-排量l/s，T2-循环见油气时间min，D-井径mm，d-钻杆内径mm，T3-短程起下时间min，T4-静止时间min。

四、安全周期

安全周期＜油气层深H2／上窜速度V上。

实际施工过程中，当起钻、保养设备、等停及下钻时间总计在未达到安全周期时间之前必须结束、开始循环或钻进，这样才能确保井控安全。

二○一一年五月

地层强度试验

在钻进施工中，通常通过地层强度试验了解地层承压能力的大小，地层强度试验的目的主要有两个：一是了解套管鞋处地层破裂压力值；二是钻开高压油气层前了解上部裸眼地层的承压能力，包括发生井漏，经过堵漏的地层。试验的方法主要有三种，即地层破裂压力试验、地层漏失压力试验、地层承压能力试验。

1、地层破裂压力试验

地层破裂压力试验是为了确定套管鞋处地层的破裂压力，新区第一口探井、有浅气层分布的探井或生产井，必须进行地层破裂压力试验。试验方法如下：

A关闭环形空间。

B用水泥车以低速（0.8-1.32l/s）缓慢地启动泵向井内注入钻井液。

C记录各个时间泵入量和井口压力。

D作出以井口压力与泵入量为坐标的试验曲线，如泵速不变，也可作出井口压力和泵如时间的关系曲线。

进行底层破裂压力试验时，要注意以下几个压力值；

A漏失压力（P1）：试验曲线偏离直线的点。此时井内钻井液开始向地层少量漏失。习惯上以此作为确定井控作业的关井压力依据。

B破裂压力（Pf）:试验曲线的最高点。反映了井内压力克服地层的强度使其破裂，形成裂缝，钻井液向裂缝中漏失，其后压力将下降。

C延伸压力Ppro:压力趋于平缓的点，它使裂缝向远处扩展延伸。

D瞬时停泵压力Ps:当裂缝延伸到离开井壁压力集中区，估计从破裂点起约历时1分钟左右，进行瞬时停泵，随停泵时间的延长、钻井液向裂缝的渗透，液压下降。由于地层应力的作用，裂缝将闭合。

上述记录的压力值为井口压力。为了计算地层实际的漏失压力或破裂压力还需加上井内液柱压力。

2、地层漏失压力试验

当钻至套管鞋以下第一个砂岩层时，关闭封井器，以小排量向井内注入钻井液，每泵入80L钻井液（或压力升高0.7MPa）后，停泵观察5分钟。如果压力保持不变，则继续泵入，重复以上步骤，直到压力不升高或略降为止。

3、地层承压能力试验

在钻开高压油气层前，用钻开高压油气层的钻井液循环，观察上部裸眼井段是否能承受钻开高压油气层钻井液的液柱压力，若发生漏失则应堵漏后再钻开高压油气层，这就是地层承压能力试验。

承压能力试验也可以采用分段试验进行，即每钻进100-200米，就用钻进下部地层的钻井液循环试压一次。

现场地层承压能力试验常采用地面加回压的方式进行，就是把高压油气层或下部地层将要使用的钻井液密度与当前井内钻井液密度的差值折算成井口压力，通过井口憋压的方法检验裸眼地层的承压能力。（井口压力应附加一系数，即循环压耗）

2011年5月