表示地层压力梯度
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教师简介
个人简介
培训目标及意义
一、培训目标: 1.掌握井控理论知识 2.熟悉井控设备操 二、培训意义： 1.对应的岗位序列要求 2.培训对象：井架工
1
井控基本知识 井控设备介绍
井控基本知识
井控基本理论
井喷概念
井喷：指地层流体（油、气和 水）无控制地涌入井筒，喷出 地面的现象。钻井过程中，井 喷是危及海上作业安全的恶性 事故，井喷失控是重大恶性事 故，井喷失控着火更是灾难性 的恶性事故。
（2）dc指数法 dc指数与机械钻速成反比。而机械钻速与钻井液柱压力和地层孔隙 压力的压差有关。正常压力地层，对泥岩和页岩而言，随着井深的增 加dc指数也增大。当钻遇压力过渡带或异常高压地层时，压差减小， 机械钻速增大，而dc指数明显偏小，根据这种机理，可以监测地层异 常压力的出现。
井控基本知识
井控基本理论
井控基本知识
井控基本理论
溢流失控导致井喷或井喷失控 ，使井下情况复杂，无法进行 钻井作业。如果井喷失控着火 将会造成船毁人亡、井眼报废 、破坏油气资源、污染自然环 境等严重后果，给国家和企业 带来巨大损失。
井控基本知识
井控基本理论
井眼内相关压力概念 ▪ 地层孔隙压力（地层压力）：是指在地下岩石孔隙内流体（油、 气和水）聚集的压力。用符号PP表示，单位用兆帕（MPa）或磅／英 寸²（psi）和公斤／厘米²（Kg／cm²）表示。地层压力梯度：单位深 度的地层压力变化。用符号GP表示，单位用兆帕／米（MPa／m）或磅 ／英寸²／英尺（psi／f t）和公斤／厘米²／米（kg／cm²／m）表示 。 ▪ 静液柱压力：是指在静止液体中的任意一点液柱重量产生的压力 ，它的大小和液柱单位重量及垂直高度有关，而和液柱的横向尺寸及 形状无关。用符号Ph表示，单位用MPa或psi和kg／cm²表示。
C3＝0.0098；当采用括号内的英制单位时，C3＝0.052。
井控基本知识
井控基本理论
▪井底压力：指井眼底部所受的总压力，包括钻井液柱压力和井口所 受压力的总和。
▪地层破裂压力：由于井内液柱压力过高，会使地层产生拉伸破裂或 使地层原有裂缝张开而造成井漏。使地层原有裂隙张开或形成新裂隙 时的井内静液柱压力，称为地层破裂压力。单位MPa或psi；用符号Pf 表示。 每单位深度增加的破裂压力值，叫地层破裂压力梯度。 地层破裂压力梯度是一个十分重要的地层参数，它对研究地层的稳 定性，确定钻井过程中的钻井液密度，保护油气层，确定合理的压井 液密度以及正确的井身结构设计都有很大的影响。为了实现优质、快 速和安全钻井，必须保持井内流体压力介于地层孔隙压力和地层破裂 压力之间。
井控基本知识
井控基本理论
▪地层坍塌压力：所谓地层坍塌压力是指地层钻开后，井壁围岩产生 剪切破坏而向井内产生坍塌或缩径时的井内静液柱压力。单位MPa或 psi。 ▪异常压力：指与正常压力趋势不相符的任何压力。正常条件下，地 下某一深度的地层压力等于地层流体作用于该处的静液柱压力。地层 压力梯度在0.0098～0.0105MPa／m（或0.433～0.465Psi／ft或0.l～ 0.107kg／cm2／m）之间的为正常地层压力。 地层压力梯度大于0.0105MPa／m（0.465psi／ft）为异常高压。 地层压力梯度小于0.0098MPa／m（0.433psi／ft）的为异常低压。 异常高压的上限大约等于上覆岩层的总重量，即相当于压力梯度为 0.02262MPa／m（lpsi／ft）。但在浅处则要稍小些，也有局部地层 超过上覆岩层压力梯度达40％的所谓“压力桥”
井控基本知识
井控基本理论
地层异常压力的预报和监测 ▪ 钻前预报：包括地震法、重力勘探、磁法勘探、电法勘探等地球 物理方法以及利用井底以上的电测资料预报井底以下尚未钻开地层的 孔隙压力和对邻井资料的综合分析。 ▪ 随钻监测： （1）根据钻井参数的变化进行监测。其中有根据机械钻速增加、d 指数下降、dc指数下降、钻速方程、随钻测井以及扭矩、卡阻增加等 现象来判断高压地层的出现。 （2）根据钻井液参数的变化来监测。钻井液气侵、出口钻井液密度 下降、出口钻井液温度上升、钻井液中氯化物含量增加、钻井液的电 阻率下降、钻井液性能的突变、泥浆池液面上升、钻井液总量和钻井 液出口管流量增加、钻井液灌不进或灌进量减少等现象都可能是异常 高压地层出现的征兆。
（3）声波测井法 声波测井法是利用声波时差与地层孔隙度成正比，而孔隙度与地层 孔隙压力成正比的关系来检测地层孔隙压力。正常情况下，随着深度 的增加，压实作用愈强，孔隙度减小，声波传播速度增大，而声波时 差逐渐减小。当钻遇压力过渡带或异常压力地层时，地层孔隙增大， 导致声波时差也偏大。因此只要建立起正常地层压力带的地层孔隙压 力与声波时差间的关系，就可以计算异常地层压力。声波时差法是利 用钻后的电测资料来检测地层孔隙压力的方法之一。 单靠某一种方法不能比较准确地检测和预报异常地层的出现，只有 将几种方法取得的资料进行综合分析和比较才能较准确预报。
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井控基本理论
（l）地震层速度法 这是一种钻前预测方法。地震层速度是一个重要参数，是地震预测 地层压力的主要依据。正常情况下，地震层速度随着埋深的增加而增 加。岩石埋深增加，压实作用愈强，岩石密度愈大，而孔隙度却下降 ，地震层速度就会增加。这就是说地震速度与岩石密度成正比，与地 层孔隙度成反比。当钻遇高压地层，由于地层压力增高，往往孔隙增 大，岩石密度变小，使地震波速度降低。因此如果地震层速度随着深 度的增加而明显减低，则有可能是异常高压地层出现的前兆。据此还 可根据地震层速度与地层孔隙压力的关系，预测地层孔隙压力。
井控基本知识
井控基本理论
（3）根据页岩岩屑参数的变化来监测。页岩密度下降、页岩岩屑中搬 土含量增加、岩屑体积、尺寸和形状有变化等现象可能是异常高压地 层出现的征兆。
（4）随钻气侵监测。 ▪ 钻后检测： 电测井、声波时差测井、中途测试和完井测试等都是最直接的异常 高压地层的钻后检测方法。 ▪ 几种具有代表性预报和监测方法的基本原理：
井控基本知识
井控基本理论
▪ 上覆岩层压力：指覆盖在该地层以上地层岩石和孔隙中流 体（油、气或水）的总重量造成的压力。用符号Po表示，单 位MPa或ps i或Kg／cm²。 ▪ 当量钻井液密度
压力可用当量钻井液密度的形式来表示，等于实际钻井液密 度与所附加压力钻井液密度之和。
WeWoP CFra bibliotek H式中：We——当量钻井液密度，g／cm3（lb／gal） Wo——实际密度，g／cm3（lb／gal） P——附加压力，MPa（psi） H－－垂直深度，m（ f t） C3——与采用单位有关的系数。当采用法定计量单位时，
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一、培训目标: 1.掌握井控理论知识 2.熟悉井控设备操 二、培训意义： 1.对应的岗位序列要求 2.培训对象：井架工
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井控基本知识 井控设备介绍
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井喷概念
井喷：指地层流体（油、气和 水）无控制地涌入井筒，喷出 地面的现象。钻井过程中，井 喷是危及海上作业安全的恶性 事故，井喷失控是重大恶性事 故，井喷失控着火更是灾难性 的恶性事故。
（2）dc指数法 dc指数与机械钻速成反比。而机械钻速与钻井液柱压力和地层孔隙 压力的压差有关。正常压力地层，对泥岩和页岩而言，随着井深的增 加dc指数也增大。当钻遇压力过渡带或异常高压地层时，压差减小， 机械钻速增大，而dc指数明显偏小，根据这种机理，可以监测地层异 常压力的出现。
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溢流失控导致井喷或井喷失控 ，使井下情况复杂，无法进行 钻井作业。如果井喷失控着火 将会造成船毁人亡、井眼报废 、破坏油气资源、污染自然环 境等严重后果，给国家和企业 带来巨大损失。
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井眼内相关压力概念 ▪ 地层孔隙压力（地层压力）：是指在地下岩石孔隙内流体（油、 气和水）聚集的压力。用符号PP表示，单位用兆帕（MPa）或磅／英 寸²（psi）和公斤／厘米²（Kg／cm²）表示。地层压力梯度：单位深 度的地层压力变化。用符号GP表示，单位用兆帕／米（MPa／m）或磅 ／英寸²／英尺（psi／f t）和公斤／厘米²／米（kg／cm²／m）表示 。 ▪ 静液柱压力：是指在静止液体中的任意一点液柱重量产生的压力 ，它的大小和液柱单位重量及垂直高度有关，而和液柱的横向尺寸及 形状无关。用符号Ph表示，单位用MPa或psi和kg／cm²表示。
C3＝0.0098；当采用括号内的英制单位时，C3＝0.052。
井控基本知识
井控基本理论
▪井底压力：指井眼底部所受的总压力，包括钻井液柱压力和井口所 受压力的总和。
▪地层破裂压力：由于井内液柱压力过高，会使地层产生拉伸破裂或 使地层原有裂缝张开而造成井漏。使地层原有裂隙张开或形成新裂隙 时的井内静液柱压力，称为地层破裂压力。单位MPa或psi；用符号Pf 表示。 每单位深度增加的破裂压力值，叫地层破裂压力梯度。 地层破裂压力梯度是一个十分重要的地层参数，它对研究地层的稳 定性，确定钻井过程中的钻井液密度，保护油气层，确定合理的压井 液密度以及正确的井身结构设计都有很大的影响。为了实现优质、快 速和安全钻井，必须保持井内流体压力介于地层孔隙压力和地层破裂 压力之间。
井控基本知识
井控基本理论
▪地层坍塌压力：所谓地层坍塌压力是指地层钻开后，井壁围岩产生 剪切破坏而向井内产生坍塌或缩径时的井内静液柱压力。单位MPa或 psi。 ▪异常压力：指与正常压力趋势不相符的任何压力。正常条件下，地 下某一深度的地层压力等于地层流体作用于该处的静液柱压力。地层 压力梯度在0.0098～0.0105MPa／m（或0.433～0.465Psi／ft或0.l～ 0.107kg／cm2／m）之间的为正常地层压力。 地层压力梯度大于0.0105MPa／m（0.465psi／ft）为异常高压。 地层压力梯度小于0.0098MPa／m（0.433psi／ft）的为异常低压。 异常高压的上限大约等于上覆岩层的总重量，即相当于压力梯度为 0.02262MPa／m（lpsi／ft）。但在浅处则要稍小些，也有局部地层 超过上覆岩层压力梯度达40％的所谓“压力桥”
井控基本知识
井控基本理论
地层异常压力的预报和监测 ▪ 钻前预报：包括地震法、重力勘探、磁法勘探、电法勘探等地球 物理方法以及利用井底以上的电测资料预报井底以下尚未钻开地层的 孔隙压力和对邻井资料的综合分析。 ▪ 随钻监测： （1）根据钻井参数的变化进行监测。其中有根据机械钻速增加、d 指数下降、dc指数下降、钻速方程、随钻测井以及扭矩、卡阻增加等 现象来判断高压地层的出现。 （2）根据钻井液参数的变化来监测。钻井液气侵、出口钻井液密度 下降、出口钻井液温度上升、钻井液中氯化物含量增加、钻井液的电 阻率下降、钻井液性能的突变、泥浆池液面上升、钻井液总量和钻井 液出口管流量增加、钻井液灌不进或灌进量减少等现象都可能是异常 高压地层出现的征兆。
（3）声波测井法 声波测井法是利用声波时差与地层孔隙度成正比，而孔隙度与地层 孔隙压力成正比的关系来检测地层孔隙压力。正常情况下，随着深度 的增加，压实作用愈强，孔隙度减小，声波传播速度增大，而声波时 差逐渐减小。当钻遇压力过渡带或异常压力地层时，地层孔隙增大， 导致声波时差也偏大。因此只要建立起正常地层压力带的地层孔隙压 力与声波时差间的关系，就可以计算异常地层压力。声波时差法是利 用钻后的电测资料来检测地层孔隙压力的方法之一。 单靠某一种方法不能比较准确地检测和预报异常地层的出现，只有 将几种方法取得的资料进行综合分析和比较才能较准确预报。
井控基本知识
井控基本理论
（l）地震层速度法 这是一种钻前预测方法。地震层速度是一个重要参数，是地震预测 地层压力的主要依据。正常情况下，地震层速度随着埋深的增加而增 加。岩石埋深增加，压实作用愈强，岩石密度愈大，而孔隙度却下降 ，地震层速度就会增加。这就是说地震速度与岩石密度成正比，与地 层孔隙度成反比。当钻遇高压地层，由于地层压力增高，往往孔隙增 大，岩石密度变小，使地震波速度降低。因此如果地震层速度随着深 度的增加而明显减低，则有可能是异常高压地层出现的前兆。据此还 可根据地震层速度与地层孔隙压力的关系，预测地层孔隙压力。
井控基本知识
井控基本理论
（3）根据页岩岩屑参数的变化来监测。页岩密度下降、页岩岩屑中搬 土含量增加、岩屑体积、尺寸和形状有变化等现象可能是异常高压地 层出现的征兆。
（4）随钻气侵监测。 ▪ 钻后检测： 电测井、声波时差测井、中途测试和完井测试等都是最直接的异常 高压地层的钻后检测方法。 ▪ 几种具有代表性预报和监测方法的基本原理：
井控基本知识
井控基本理论
▪ 上覆岩层压力：指覆盖在该地层以上地层岩石和孔隙中流 体（油、气或水）的总重量造成的压力。用符号Po表示，单 位MPa或ps i或Kg／cm²。 ▪ 当量钻井液密度
压力可用当量钻井液密度的形式来表示，等于实际钻井液密 度与所附加压力钻井液密度之和。
WeWoP CFra bibliotek H式中：We——当量钻井液密度，g／cm3（lb／gal） Wo——实际密度，g／cm3（lb／gal） P——附加压力，MPa（psi） H－－垂直深度，m（ f t） C3——与采用单位有关的系数。当采用法定计量单位时，