油气上窜速度的现场计算

油气上窜速度的现场计算
油气上窜速度
当井眼空井静止时,由于钻井液液柱压力小于地层流体压力,以及两者之间存在密度差的原因,导致地层内流体(油气) 进入井眼,产生向井口方向的运移,其上升的速度,称为油气上窜速度。

公式表示如下:
s t H v 1
式中 V ———油(气) 上窜速度,m/ h ; H 1 ———油(气) 在静止t s 时间后上升的高度,m ; t s ———钻井静止时间,h 。

1、迟到时间法
迟到时间法计算油气上窜速度的理论计算公式为:
V 上窜= { H 油层- [ H 钻头( T 见- T 开) / T 迟]}/T 静 式中：
V 上窜———油气上窜速度,米/ 小时;
H 油层———油气层显示井深,米;
H 钻头———循环泥浆时钻头所在的井深,米;
T 迟———钻头所在井深的迟到时间,分;
T 见———见到油气显示的时间,日、时、分;
T 开———钻头下到H 钻头时循环泥浆开泵时间,日、时、分;
T 静———上回次停泵时间至本回次开泵时间,小时。

显然,上述理论计算公式是根据迟到时间这一关键参数来计算的。

但在实际作业时,由于泵排量的不稳定性,有时,泵排量甚至会成倍的增长或
减少,从而使得T迟也成一变量,所以在实际中,上述理论计算所得的上窜速度的误差较大。

根据这一实际现象,我们就利用一般录井仪都能
检测到的累计泵冲数这一参数来将上面的理论计算公式加以修正。

2 、累计泵冲数法
其计算公式为:V上窜= (H油层- H1) / T静= (H油层- 17. 4S1/ 23. 6) / T静
或V上窜= (17. 4/ 23. 6) ×(S0 - S1) / T静
式中,V上窜、H油层、T静解释同上;
H1 ———测量时油气层已上窜所至的井深,米;
S0 ———正循环时自油气层返上至井口的累计泵冲数,冲;
S1 ———正循环测上窜速度时,见到油气显示时的累计泵冲数,冲;
17. 4 ———每冲泵排量,升/ 冲;
23. 6 ———9-5/ 8”套管与5”钻杆间的环空容积,升/ 米。

以上所列的公式适用于在9-5/ 8”套管内射孔后的情况。

举一例子: H油层= 3428 米, S0 =3428 ×23. 6/ 17. 4 = 4649 冲,S1 = 4500 冲, T静=2.
5 小时,则V上窜= 44 米/ 小时,
油气返上至井口时间为78 小时。

3、修正的迟到时间法
传统的测试结果偏大,往往使钻井液密度调整偏高,不利于油气层的保护,建议采用修正后的计算公式
来计算油气上窜速度。

在同一口井的工况下,根据油气段体积不变原则有：
H 1·井眼每米容积= H 2·井眼每米环容
对等式变换有:
c t t t H H v bit oil 2
1)/(-= （5） 式中： H oil ———油气层顶部井深,m ;
H bit ———循环钻井液时钻头位置的井深,m;
t 1 ———钻头所在位置(井深) 的钻井液迟到时间,min ;
t 2 ———静止时间,即上次起钻停泵至本次开泵时间,h ;
t ———从开泵循环至见到油气显示的时间
4、气全量延时法
如果,气测管路较长时,又在泵排量波动不稳时,上述公式都无法准确计算出上窜速度。

为此,我们经过现场摸索,并经实践证明后,又提出另一种利用气全量延时显示来计算上窜速度。

现场录井人员都知道,油气刚刚窜出井口时,与背景值有较大变化,同样,在真正的油气被泥浆带出井口时,气测值又会上一台阶,且会达到最高值。

利用气全量数值的这一阶梯性变化的特性,我们可以用来计算出油气上窜速度。

V 上窜= H 气侵高度/ T 静= 17. 4 ( S 高峰- S 显示) /23.6/ T 静 式中：
H 气侵高度———油气上窜的高度;
S 高峰———气全量达到最高值时的累计泵冲数;
S 显示———油气刚刚窜出井口,气全量有一定变化时的累计泵冲数。

上面的公式当然仅适用于925/ 8”套管内射孔的作业,而对于7”尾管
等复杂作业,且气测管路较长时,为准确计算上窜速度,只有按照公式< 1 > 来计算,但必须要求司钻要严格保持恒定的泵排量,否则所计算的上窜速度有严重的误差。