井底常压法压井计算优秀课件.ppt

井底常压法压井计算井底常压法压井计算2022/10/21第1页，本讲稿共91页一、一、压井的基本方法压井的基本方法 二、二、井底常压法压井井底常压法压井原理原理 三、三、井底常压法井底常压法压井步骤压井步骤 四、压井注意事项四、压井注意事项2022/10/21第2页，本讲稿共91页1.1.先排污先排污,再循环压井再循环压井(司钻法司钻法)2.2.等待加重等待加重,再循环压井再循环压井(工程师法工程师法)3.3.立刻开始立刻开始,边循环边加重不关井边循环边加重不关井4.4.先排污先排污,再边循环边加重再边循环边加重(实用法实用法)按按排排污污和和加加重重的的顺顺序序不不同同一一.压井的基本方法压井的基本方法2022/10/21第3页，本讲稿共91页 基本原理是：实施压井过程中，始终保持井基本原理是：实施压井过程中，始终保持井底压力与地层压力的平衡底压力与地层压力的平衡,不使新的地层流体进入井不使新的地层流体进入井内。同时又不使控制压力过高，危机地层与设备。内。同时又不使控制压力过高，危机地层与设备。常用的正循环压井方法包括二次循环法（司钻常用的正循环压井方法包括二次循环法（司钻法）、一次循环法（工程师法）和边循环边加重法）、一次循环法（工程师法）和边循环边加重法，也称为井底常压法或常规压井方法。法，也称为井底常压法或常规压井方法。所谓常规压井方法所谓常规压井方法，就是溢流、井喷发生后，能，就是溢流、井喷发生后，能正常关井，在泵入压井液过程中始终遵循井底压力略正常关井，在泵入压井液过程中始终遵循井底压力略大于地层压力的原则完成压井作业的方法大于地层压力的原则完成压井作业的方法.二、二、井底常压法压井原理井底常压法压井原理：2022/10/21第4页，本讲稿共91页几种常规压井方法也各有其优缺点几种常规压井方法也各有其优缺点o 在相同条件下就在相同条件下就施工时间而言施工时间而言，发现溢流关井后，发现溢流关井后等候压等候压井的时间井的时间，二次循环法（司钻法）和边循环边加重法较短，二次循环法（司钻法）和边循环边加重法较短，而一次循环法（工程师法）较长。但就总体压井作业时间而一次循环法（工程师法）较长。但就总体压井作业时间而言，一次循环法（工程师法）较短，二次循环法（司钻而言，一次循环法（工程师法）较短，二次循环法（司钻法）和边循环边加重法较长。法）和边循环边加重法较长。o 压井过程中出现的压井过程中出现的套压峰值套压峰值，二次循环法（司钻法），二次循环法（司钻法）较大，边循环边加重法次之，一次循环法（工程师法）较较大，边循环边加重法次之，一次循环法（工程师法）较小。小。o 压井过程中压井过程中给地层施加的应力给地层施加的应力，尤其是给浅部地层施加，尤其是给浅部地层施加的应力峰值，二次循环法（司钻法）较大，边循环边加重法次之，的应力峰值，二次循环法（司钻法）较大，边循环边加重法次之，一次循环法（工程师法）较小。一次循环法（工程师法）较小。o 几种方法中，几种方法中，边循环边加重法施工难度大边循环边加重法施工难度大。2022/10/21第5页，本讲稿共91页司钻压井法司钻压井法工程师压井法工程师压井法井底常压法压井井底常压法压井2022/10/21第6页，本讲稿共91页 二次循环法。压井过程中需要循环二次循环法。压井过程中需要循环两周钻井液。两周钻井液。第一循环周，用第一循环周，用原浆原浆将环空中的井侵将环空中的井侵气体顶替到地面，同时配制压井钻井液。气体顶替到地面，同时配制压井钻井液。第二循环周，用第二循环周，用压井钻井液压井钻井液将原浆顶将原浆顶替到地面。替到地面。司钻法司钻法2022/10/21第7页，本讲稿共91页两步循环法两步循环法用原浆排出溢流用原浆排出溢流用重泥浆压井用重泥浆压井核心：核心：特点：特点：留出时间准备重泥浆留出时间准备重泥浆控制简单控制简单压井时间较长，井口压力较高压井时间较长，井口压力较高井底常压井底常压(P(P地层地层=P=P井底井底）缺点：缺点：2022/10/21第8页，本讲稿共91页 一次循环法。压井过程中一次循环法。压井过程中 只需要循环一周钻井只需要循环一周钻井液。液。配制压井钻井液。配制压井钻井液。用用压井钻井液压井钻井液将环空中井侵流体顶替到地面，将环空中井侵流体顶替到地面，直到重钻井液返出地面。直到重钻井液返出地面。工程师法工程师法2022/10/21第9页，本讲稿共91页司钻压井法压井步骤司钻压井法压井步骤(一一)计算压井所需的基本数据计算压井所需的基本数据(二二)填写压井施工单填写压井施工单(三三)司钻压井法压井原理图解司钻压井法压井原理图解压井压井步骤步骤(四四)司钻压井法压井实例司钻压井法压井实例三、井底常压法压井步骤三、井底常压法压井步骤-司钻压井法司钻压井法2022/10/21第10页，本讲稿共91页(一一)计算压井所需的基本数据计算压井所需的基本数据（1 1）地层压力）地层压力（2 2）判断溢流类型）判断溢流类型 (3)(3)压井钻井液密度压井钻井液密度（4 4）计算容积）计算容积（5 5）注入加重钻井液的时间）注入加重钻井液的时间（6 6）重晶石的重量重晶石的重量 (7)(7)循环时的立管总压力循环时的立管总压力 (8)(8)最大允许关井套压最大允许关井套压2022/10/21第11页，本讲稿共91页（1）地层压力）地层压力Pp钻柱内：钻柱内：P Pp p=P=Pd d+0.0098 H+0.0098 H环空内：环空内：P Pp p=P=Pa a+0.0098 H+0.0098 HP Pd dPaPaP Pp p(一一)计算压井所需的基本数据计算压井所需的基本数据（1）地层压力）地层压力PpPp-地层压力地层压力Pd-关井立压关井立压Pa-关井套压关井套压 -钻井液密度钻井液密度H-垂直液柱高度垂直液柱高度2022/10/21第12页，本讲稿共91页Va每米环空容积每米环空容积Pd-关井立压关井立压Pa-关井套压压关井套压压(一一)计算压井所需的基本数据计算压井所需的基本数据（2）用密度判断溢流类型）用密度判断溢流类型 w在在1.07-1.20g/cm3之间为盐水之间为盐水。w在在0.12-0.36g/cm3之间为天然气之间为天然气。w在在0.36-1.07g/cm3之间为油或混合气体溢流之间为油或混合气体溢流 2022/10/21第13页，本讲稿共91页根据（9-1）（9-2）两式确定溢流类型，选取安全附加当量钻井液密度和安全附加压力。（2）用密度用密度判断溢流类型判断溢流类型 w在在1.07-1.20g/cm3之间为盐水之间为盐水。w在在0.12-0.36g/cm3之间为天然气之间为天然气。w在在0.36-1.07g/cm3之间为油或混合之间为油或混合 气体溢流。气体溢流。Pe油井：油井：1.5-3.5MPa1.5-3.5MPa气井：气井：3.0-5.0MPa3.0-5.0MPa 0.05-0.1g/cm3(油井油井)0.07-0.15g/cm3(气层气层)2022/10/21第14页，本讲稿共91页（2）用压力梯度判断溢流类型）用压力梯度判断溢流类型G溢溢=G作业流体作业流体-(p关套关套-p关油关油)/hw G溢溢-溢流的压力梯度溢流的压力梯度G作业流体作业流体-作业流体的压力梯度作业流体的压力梯度p关套关套-初始关井套压初始关井套压p关油关油-初始关井油压初始关井油压hw-溢流段的高度溢流段的高度盐水盐水:G溢溢0.01盐水盐水/油油/气气G溢溢:0.00466 G溢溢0.0082油油:0.0058 G溢溢0.0082油油/气气:0.00466 G溢溢0.00699气气:G溢溢0.004662022/10/21第15页，本讲稿共91页(3)据据地层压力地层压力计算压井钻井液密度计算压井钻井液密度Pe油井：油井：1.5-3.5MPa1.5-3.5MPa气井：气井：3.0-5.0MPa3.0-5.0MPa2022/10/21第16页，本讲稿共91页(3)据关井立管压力计算压井钻井液密度据关井立管压力计算压井钻井液密度Pe 0.05-0.1g/cm3(油井油井)0.07-0.15g/cm3(气层气层)2022/10/21第17页，本讲稿共91页(3)依据依据关井立管压力关井立管压力计算计算压井钻井液密度压井钻井液密度(3)依据依据地层压力地层压力计计算压井钻井液密度算压井钻井液密度0.05-0.1g/cm3(油井油井)0.07-0.15g/cm3(气层气层)油井：油井：1.5-3.5MPa1.5-3.5MPa气井：气井：3.0-5.0MPa3.0-5.0MPa第18页，本讲稿共91页钻柱内容积钻柱内容积V1（4）计算钻柱内容积及加重钻井液量）计算钻柱内容积及加重钻井液量-钻柱内容积钻柱内容积V1经验公式：经验公式：V=D2/2 (m3/km)2022/10/21第19页，本讲稿共91页（4）计算钻柱内容积及加重钻井液量计算钻柱内容积及加重钻井液量-环空容积环空容积V22022/10/21第20页，本讲稿共91页（4）计算钻柱内容积及加重钻井液量）计算钻柱内容积及加重钻井液量-总容积总容积总容积总容积V=V1+V2V钻具内容积与环空容积之和，钻具内容积与环空容积之和，m3。所需加重钻井液量一般取总容积之和的所需加重钻井液量一般取总容积之和的1.5-2倍倍。井筒容积的井筒容积的1.5-2倍倍2022/10/21第21页，本讲稿共91页t1=V160Q（分）（分）（5）计算注入加重钻井液的时间）计算注入加重钻井液的时间-注满钻柱内容积所需时间注满钻柱内容积所需时间泥浆在井筒内运行时间泥浆在井筒内运行时间钻柱内：钻柱内：T Td=V=Vd d/Q/Q环空内：环空内：T Ta=V=Va a/Q/Q2022/10/21第22页，本讲稿共91页压井时，压井排量一般取钻进压井时，压井排量一般取钻进时排量的时排量的1/31/2。（5）计算注入加重钻井液的时间）计算注入加重钻井液的时间-注满环形空间所需时间注满环形空间所需时间注入加重钻井液的总时间注入加重钻井液的总时间:t=t1+t2钻柱内：钻柱内：T Td=V=Vd d/Q/Q环空内：环空内：T Ta=V=Va a/Q/Q2022/10/21第23页，本讲稿共91页 k-压井液密度,g/cm3 m-原浆密度，g/cm32022/10/21第24页，本讲稿共91页（6）根据新浆总体积根据新浆总体积V求求重晶石的重量重晶石的重量 S加重剂密度加重剂密度4.25 g/cm3 1 0压井液密度压井液密度.原浆密度原浆密度.G-配制定量新浆所需加重料的重量配制定量新浆所需加重料的重量2022/10/21第25页，本讲稿共91页重晶重晶石的石的重量重量 S加重剂密度加重剂密度4.25 g/cm3 1 0压井液密度压井液密度.原浆密度原浆密度.V0-原钻井液容积原钻井液容积,立方米立方米G1-定量钻井液加重时所需加重材料的重量定量钻井液加重时所需加重材料的重量吨吨（6）根据原钻井液体积根据原钻井液体积V0求求重晶石的重量重晶石的重量2022/10/21第26页，本讲稿共91页初始初始循环循环立管压力立管压力pTi初始循环立管压力，初始循环立管压力，Mpa；pd关井立管压力，关井立管压力，Mpa；pci压井排量循环立管压力压井排量循环立管压力(低泵速泵压低泵速泵压)，Mpa。pTi=pd+pci(7)计算压井循环时的立管总压力计算压井循环时的立管总压力终了循环立管压力终了循环立管压力P PTfTf=P=Pci ci K K/m m2022/10/21第27页，本讲稿共91页井内压力平衡关系井内压力平衡关系管柱内：管柱内：P Pd d+P+Pm m=P=Pb b环空内：环空内：P Pa a+P+Pm m=P=Pb bP P立压立压P P套压套压P P井底井底P P液柱液柱关井后关井后立管压力立管压力2022/10/21第28页，本讲稿共91页opd=Pp-Pm=Pa-Pmao式中opd关井立管压力，Mpa oPh钻柱内钻井液液柱压力，Mpa oPp地层压力，MpaoPa关井套管压力，Mpa oPma环空受侵钻井液液柱压力，Mpa关井立管压力：2022/10/21第29页，本讲稿共91页压井循环时立管总压力压井循环时立管总压力o PT=Pd+Pcs+PeoPT压井循环时立管压力，Mpa oPd关井立管压力，Mpa oPcs循环压耗，Mpa o Pe附加压力，Mpa 2022/10/21第30页，本讲稿共91页初始循环压力：pTi=pd+pcipTi初始压井循环立管压力，初始压井循环立管压力，Mpa；pd关井立管压力，关井立管压力，Mpa；pci压井排量循环立管压力压井排量循环立管压力，(低泵速泵压低泵速泵压)Mpa。2022/10/21第31页，本讲稿共91页终了循环终了循环立管立管压力压力P PTfTf=K K/m mPPcici -钻井液密度钻井液密度K-压井液密度压井液密度Pci-低泵速泵压低泵速泵压PTf-终了循环终了循环立管立管压力压力2022/10/21第32页，本讲稿共91页pa=（GfGm）Hfpa最大允许关井套压，最大允许关井套压，Mpa；Gf地层破裂压力梯度，地层破裂压力梯度，Mpa/m；Gm原钻井液压力梯度，原钻井液压力梯度，Mpa/m（0.0098 m)Hf套管鞋处漏层井深，套管鞋处漏层井深，m。(8)计算最大允许关井套压计算最大允许关井套压2022/10/21第33页，本讲稿共91页 根据计算出的各项压井数据和关井前后的记录数据，认真、准确的填写好压井施工单，作为施工的依据(二二)填写压井施工单填写压井施工单2022/10/21第34页，本讲稿共91页o预录取数据预录取数据o关井数据关井数据o地层压力地层压力o压井液密度压井液密度o第一循环各项压力第一循环各项压力(初始循环压力初始循环压力)o第二循环各项压力第二循环各项压力(终了循环压力终了循环压力)o地面到井口循环时间和冲数地面到井口循环时间和冲数o井口到地面循环时间和冲数井口到地面循环时间和冲数2022/10/21第35页，本讲稿共91页压井施工单压井施工单预先记录数据井号：日期：填写人：井深：垂直井深套管尺寸/重量/纲级：层位：井眼尺寸：套管抗内压强度：钻杆尺寸/重量：地层破裂压力：Pf钻杆容积系数：V V1 1环空容积系数 V V2 2一号泵二号泵压井排量循环压力压井排量循环压力溢流后关井记录井深：垂直井深：层位：溢流量：V关井立管压力：Pd关井套管压力 Pa压井参数安全附加当量钻井液密度压井钻井液密度增量压井钻井液密度 k压井排量 Q 初始循环总压力 pTi终了循环立管总压力 PTf 钻杆内充满时间 t1环空充满时间 t t2 2 第36页，本讲稿共91页(三三)司钻压井法压井原理图解司钻压井法压井原理图解压井压井步骤步骤o 地面压力加上液柱压力使井底压力地面压力加上液柱压力使井底压力等于或稍大于地层压力等于或稍大于地层压力,在保证没有新在保证没有新的溢流的前提下将压井流体充满井筒。的溢流的前提下将压井流体充满井筒。理想状态：理想状态：P井底=P地层2022/10/21第37页，本讲稿共91页井内压力平衡关系井内压力平衡关系管柱内：管柱内：P P立压立压+P+P静液柱静液柱=P=P井底井底环空内：环空内：P P套压套压+P+P环空液柱环空液柱=P=P井底井底P P立压立压P P套压套压P P井底井底P P液柱液柱1、关井后、关井后2022/10/21第38页，本讲稿共91页司钻法第一循环井筒压力的变化司钻法第一循环井筒压力的变化o循环时溢流在循环时溢流在环空环空内上升的情况，溢流运移减少液柱压力内上升的情况，溢流运移减少液柱压力3.5MPa3.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa10.5MPa4.5MPa4.5MPa4.5MPa4.5MPa5.95MPa5.95MPa12.6MPa12.6MPa7MPa7MPa2022/10/21第39页，本讲稿共91页司钻法压井压力控制曲线t ta at ta at td dt tp pp pTiTip pa ap pa aP Pp p+P+PtataP PT T=P=Pd+d+P Pc c动画动画2022/10/21第40页，本讲稿共91页 2.2.第一周循环时第一周循环时井内压力关系井内压力关系管柱内管柱内：P P泵泵I I+P+P液柱液柱-P-P管柱摩阻管柱摩阻=P=P井底井底 P P泵泵I I=P=P立压立压+P+P低泵速低泵速 P P泵泵I I称为称为-初始循环立压初始循环立压环空内环空内：P P套压套压+P+P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻=P=P井底井底2022/10/21第41页，本讲稿共91页t ta at ta at td dt tp pp pTiTip pa a动画动画溢流全部循环出井，循环结束时溢流全部循环出井，循环结束时,停泵、关井后：停泵、关井后：1 1、如果、如果:立压立压=套压套压=0=0 压井结束压井结束2 2、如果、如果:关井立压关井立压=关井套压关井套压 0 0 开始第二循环周压井开始第二循环周压井3 3、如果、如果:关井立压关井立压 关井套压关井套压 继续第一循环周继续第一循环周7MPa7MPa7MPa7MPa2022/10/21第42页，本讲稿共91页管柱内：P泵2+P油液柱-P管柱摩阻=P井底环空内：P套压+P套液柱+P环空摩阻=P井底 只要保持套压不变只要保持套压不变,即可保持井底即可保持井底压力不变。当压井液到达井底时，压力不变。当压井液到达井底时，pTi下降到最低点下降到最低点-终了循环压力终了循环压力PTf 3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.第二周循环时井内压力关系第二周循环时井内压力关系P泵泵2=P低泵速低泵速压压原原P泵泵2即终了循环立压即终了循环立压PTf=k/mPci2022/10/21第43页，本讲稿共91页司钻法压井压力控制曲线t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0p pTfTfp pTfTfpTi初始初始循环循环压井立管压力压井立管压力 pTi=pd+pci终了循环立管压力终了循环立管压力 PTf=m1/mPci2022/10/21第44页，本讲稿共91页3.第二周循环时t ta at ta at td dt tp pp pTiTip pa a动画动画9.1MPa9.1MPa7.7MPa7.7MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa10.5MPa10.5MPa7 73.5MPa3.5MPa7 7第一循环结束第一循环结束a a重压井液在油管内下行时油套管空间的压力压力关系：2022/10/21第45页，本讲稿共91页司钻法压井压力控制曲线t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0-第一循环周，用第一循环周，用原浆原浆将环空中将环空中被污染的泥浆被污染的泥浆顶替到地面顶替到地面-第二循环周，压井钻井液将第二循环周，压井钻井液将原浆原浆从从井口井口顶替顶替到井底到井底-第二循环周第二循环周(重浆重浆)压井钻井液将压井钻井液将原浆原浆从从井底井底顶替顶替到到井口井口重压井液在管柱内下行时管柱及环空间的压力压力关系：2022/10/21第46页，本讲稿共91页重压井液在重压井液在管柱内下行管柱内下行时油套管空间的压力时油套管空间的压力压力关系压力关系t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at t1-1-气柱到井口气柱到井口 t2-排气排气t t3-3-重浆从井口到井底重浆从井口到井底 t t4-4-重浆从井底到井口重浆从井底到井口t2pdp pTfTf02022/10/21第47页，本讲稿共91页环空内：P套压+P套液柱+P套管摩阻=P井底9.1MPa9.1MPa7.7MPa7.7MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa10.5MPa10.5MPa7 73.5MPa3.5MPa7 7第一循环结束第一循环结束a a2022/10/21第48页，本讲稿共91页3.第二周循环时井内压力关系第二周循环时井内压力关系t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0p pTfTfp pTfTfpTi重压井液在重压井液在环空内上返时压力关系环空内上返时压力关系管柱内：管柱内：P P泵泵2 2+P+P管柱静液压力管柱静液压力-P-P管柱摩阻管柱摩阻=P=P井底井底环空：环空：P P套压套压+P+P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻=P=P井底井底只要保持泵压不变只要保持泵压不变,即可保持即可保持井底压力不变井底压力不变2022/10/21第49页，本讲稿共91页3.第二周循环时第二周循环时环空内上返环空内上返压力关系压力关系t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0p pTfTfp pTfTfpTi7 7.7MPa7MPa7 7.7MPa7MPa7 7.7MPa7MPa3 3.5MPa5MPa1 1.75MPa75MPa油管内油管内:P P泵泵2 2+P+P管柱液柱管柱液柱-P-P管摩阻管摩阻=P=P井底井底环空：环空：P P套压套压+P+P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻=P=P井底井底2022/10/21第50页，本讲稿共91页3.3.第二第二周循环周循环时压井时压井液液环空环空内上返内上返时压力时压力关系关系7 7.7MPa7MPa7 7.7MPa7MPa7 7.7MPa7MPa3 3.5MPa5MPa1 1.75MPa75MPa0MPa0MPa环空：环空：P P套压套压+P+P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻=P=P井井底底2022/10/21第51页，本讲稿共91页3.3.第二周循环时第二周循环时压井液在压井液在环空内上返时压力关系环空内上返时压力关系 P P泵泵2 2+P+P管柱液柱管柱液柱-P-P管柱摩阻管柱摩阻=P=P井底井底 P P套压套压+P+P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻=P=P井底井底0MPa0MPa管柱内管柱内：P P泵泵2 2+P+P管柱液柱管柱液柱-P-P管柱摩阻管柱摩阻=P=P井底井底 16MPa16MPa16MPa16MPa16MPa16MPa7MPa7MPa3 3.5MPa5MPa18MPa18MPa16MPa16MPa7MPa7MPa7MPa7MPa7MPa7MPa7MPa7MPa21MPa21MPa7 77MPa7MPa环空：环空：P P套压套压+P+P套液柱套液柱+P+P套管摩阻套管摩阻=P=P井底井底2022/10/21第52页，本讲稿共91页循环结束时循环结束时,停泵停泵1 1、如果、如果:压井液密度适当压井液密度适当立管压力立管压力=套管压力套管压力=0=0压井结束压井结束.2 2、如果、如果:立管压力立管压力=套管压力套管压力0 0圈闭压力或者压井液密度不足圈闭压力或者压井液密度不足3 3、如果、如果:立管压力立管压力 套管压力套管压力节流阀控制不好，新溢流节流阀控制不好，新溢流16160MPa0MPa0MPa0MPa2022/10/21第53页，本讲稿共91页t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf02022/10/21第54页，本讲稿共91页第一步：第一步：排出受侵泥浆排出受侵泥浆t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0-第一循环周，用原浆将环空中被污染的泥浆顶替到地面第一循环周，用原浆将环空中被污染的泥浆顶替到地面缓慢开泵：缓慢开泵：同时开节流阀，保持关井套压不变，使泵速逐渐达到压井泵速，立压达到同时开节流阀，保持关井套压不变，使泵速逐渐达到压井泵速，立压达到PTi2022/10/21第55页，本讲稿共91页第一步：第一步：排出受侵泥浆排出受侵泥浆t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0-第一循环周，用原浆将环空中被污染的泥浆顶替到地面第一循环周，用原浆将环空中被污染的泥浆顶替到地面保持泵速：保持泵速：调节节流阀，使立压保持初始立管总压力调节节流阀，使立压保持初始立管总压力P PTiTi，直到原浆返出井口。，直到原浆返出井口。在上一过程中，套压因气体膨胀上升，如有可能超限时，可开大节流阀，或使用更小泵速。在上一过程中，套压因气体膨胀上升，如有可能超限时，可开大节流阀，或使用更小泵速。循环结束：循环结束：停泵，关节流阀，观察。此时，立压停泵，关节流阀，观察。此时，立压=套压套压=关井立压，否则，继续循环排污。关井立压，否则，继续循环排污。2022/10/21第56页，本讲稿共91页t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0p pTfTfp pTfTfpTi初始初始循环循环压井立管压力压井立管压力 pTi=pd+pci缓慢开泵：缓慢开泵：同时开节流阀，保持套压为上次循环结束值同时开节流阀，保持套压为上次循环结束值Pd，使泵速达到压井泵速，立压达到，使泵速达到压井泵速，立压达到PTi第二步：第二步：压井压井-第二循环周，压井钻井液将原浆顶替到第二循环周，压井钻井液将原浆顶替到井底井底 保持泵速：保持泵速：调节节流阀，使立压随重浆下行而缓慢下降，从调节节流阀，使立压随重浆下行而缓慢下降，从PTi降到降到PTf，而此时由，而此时由于环空中无变化，故环空套压为常数。于环空中无变化，故环空套压为常数。2022/10/21第57页，本讲稿共91页t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0p pTfTfp pTfTfpTi第二步：第二步：压井压井-第二循环周第二循环周(重浆重浆)压井钻井液将原浆顶替到压井钻井液将原浆顶替到井口井口 随着重泥浆上返，环空重泥浆高度增加，套压逐渐减少为零，随着重泥浆上返，环空重泥浆高度增加，套压逐渐减少为零，而立压保持常量。而立压保持常量。重浆返至井口重浆返至井口，停泵，关节流阀，停泵，关节流阀，P P立立=P=P套套=0=02022/10/21第58页，本讲稿共91页司钻法压井压力控制曲线t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at t1-1-气柱到井口气柱到井口 t2-排气排气t t3-3-重浆从井口到井底重浆从井口到井底 t t4-4-重浆从井底到井口重浆从井底到井口t2pdp pTfTf02022/10/21第59页，本讲稿共91页t t1 1t t4 4t t3 3t tp pp pTiTip pa at2pdp pTfTf0p pTfTfp pTfTfpTi套管压力变化规律套管压力变化规律-气体溢流套压变化趋势气体溢流套压变化趋势0t1时间内，溢流到井口，套压上升到最大值；t1t2时间内，溢流返出井口，套压下降到初始关井立管压力值；气体溢流套压变化趋势气体溢流套压变化趋势t2t3时间内，加重钻井液由井口到井底，套管压力不变，其值时间内，加重钻井液由井口到井底，套管压力不变，其值等于初始关井立压值；等于初始关井立压值；t3t4时间内，加重钻井液由井底返至井口，套压下降到零。时间内，加重钻井液由井底返至井口，套压下降到零。2022/10/21第60页，本讲稿共91页套管压力变化规律套管压力变化规律-油及盐水溢流油及盐水溢流套压变化套压变化0t1时间内、溢流到井口，时间内、溢流到井口，套压保持关井套压不变；套压保持关井套压不变；t1t2时间内，溢流返出井口，时间内，溢流返出井口，套压由初始关井套压下降套压由初始关井套压下降到初始关井立压；到初始关井立压；t2t3时间内，加重钻井液时间内，加重钻井液由井口到井底，套管压由井口到井底，套管压力不变，其值等于初始力不变，其值等于初始关井立压关井立压t3t4时间内，加重修井液时间内，加重修井液由井底返至井口，套压由井底返至井口，套压下降到零。下降到零。泵入量司钻法压井液体溢流套压变化趋势压力2022/10/21第61页，本讲稿共91页P PT Tf ft ta at td dt tp ptitiP Pa aP P0-t1 0-t1 重浆从井口到井底重浆从井口到井底 t1-t2t1-t2气柱到井口气柱到井口t2-t3t2-t3排气排气 t3-t4t3-t4排原浆排原浆2022/10/21第62页，本讲稿共91页某井深某井深H=2000H=2000米，米，钻头尺寸钻头尺寸8 81 1/2 2，原浆原浆m m=1.2g/cm=1.2g/cm3 3,钻杆尺寸钻杆尺寸4 41 1/2 2，P Pcici=7.8MPa=7.8MPa，泥浆泵为泥浆泵为NB7-900,NB7-900,缸套直径缸套直径185mm,185mm,低泵速数低泵速数3030冲冲/分的排量为分的排量为Q=15.78Q=15.78升升/秒秒最大泵压为最大泵压为13.3MPa13.3MPa，发生溢流关井后发生溢流关井后10min10min，立压立压P Pd d=1.7MPa=1.7MPa，套压套压P Pa a=2.7MPa=2.7MPa，泥浆池增量为泥浆池增量为3.53.5m m3 3，试压井试压井。(四四)司钻压井法压井实例司钻压井法压井实例1t ta at td dt tp pt ti iP Pa aP P2022/10/21第63页，本讲稿共91页地层压力：地层压力：P Pp p=P=Pd d+0.0098+0.0098m mH H =1.7+=1.7+0.00980.0098*1.2*2000*1.2*2000=25.2225.22MPaMPa压井泥浆比重：压井泥浆比重：mimi=m m+102(P+102(Pd d+P+Pe e)/H=1.36Kg/L)/H=1.36Kg/L P Pe e=1.8MPa=1.8MPa重重泥浆泥浆量量：V V重重=D=D2 2/2=72.25m/2=72.25m3 3 取取2 2倍，倍，V V重重=145m=145m3 3 解解计算压井数据计算压井数据2022/10/21第64页，本讲稿共91页加重剂量：加重剂量：初始立管总压力初始立管总压力P PTiTi P PTiTi=P=Pd d+P+Pcici+P+Pe e=11MPa=11MPa终了立管总压力终了立管总压力P PTfTf P PTfTf=P=Pcicim1m1/m m=8.84MPa=8.84MPa重泥浆到达钻头时间重泥浆到达钻头时间(钻杆内容钻杆内容7.42L/m)7.42L/m)T=V T=Vd dH/60Q=16H/60Q=16分分=480=480冲冲重泥浆上返时间重泥浆上返时间(环容环容25.6L/m25.6L/m）T=VaH/60Q=54T=VaH/60Q=54分分=1620=1620冲冲解解2022/10/21第65页，本讲稿共91页地层压力地层压力=25.22MPa25.22MPa压井泥浆比重压井泥浆比重=1.36Kg/L1.36Kg/L重重泥浆泥浆量量：V V重重=145m=145m3 3加重剂量：加重剂量：33.5吨吨初始立管总压力初始立管总压力PTi=11MPa终了立管总压力终了立管总压力PTf=8.84MPa重泥浆到达钻头时间重泥浆到达钻头时间(钻杆内容钻杆内容7.42L/m)480冲冲重泥浆上返时间重泥浆上返时间(环容环容25.6L/m）1620冲冲解解计算压井数据计算压井数据Pci=7.8MPa，低泵速数低泵速数Q=15.78升升/秒秒最大泵压为最大泵压为13.3MPa，立压立压Pd=1.7MPa，套压套压Pa=2.7MPa2022/10/21第66页，本讲稿共91页54分钟分钟5454分钟分钟1616分钟分钟t tp pPTi=1111MPapdp pTfTf0pTf=8.848.84MPap pTfTfpTi=11MPa施工步骤施工步骤地层压力地层压力=25.22MPa压井泥浆比重压井泥浆比重=1.36Kg/L重重泥浆泥浆量量：V重重=145m3加重剂量：加重剂量：33.5吨吨初始立管总压力初始立管总压力PTi=11MPa终了立管总压力终了立管总压力PTf=8.84MPa重泥浆到达钻头时间重泥浆到达钻头时间(钻杆内容钻杆内容7.42L/m)480冲冲重泥浆上返时间重泥浆上返时间(环容环容25.6L/m）1620冲冲480冲冲1620冲冲Pa=2.7MPapd=1.7MPaPci=7.8MPa，低泵速数低泵速数Q=15.78升升/秒秒最大泵压为最大泵压为13.3MPa，立压立压Pd=1.7MPa，套压套压Pa=2.7MPa2022/10/21第67页，本讲稿共91页第一步第一步54分钟分钟5454分钟分钟1616分钟分钟t tp pPTi=1111MPapdp pTfTf0pTf=8.848.84MPap pTfTfpTi=11MPa480冲冲1620冲冲Pa=2.7MPapd=1.7MPa施工步骤施工步骤1 1、缓慢启动泵，调节阻流器，使套压保持为缓慢启动泵，调节阻流器，使套压保持为2.7MPa2.7MPa2 2、当泵速达到当泵速达到3030冲冲/分时，保持泵速不变，使立管压力升至分时，保持泵速不变，使立管压力升至11MPa11MPa，并保持立压不变，并保持立压不变2022/10/21第68页，本讲稿共91页第一步第一步54分钟分钟5454分钟分钟1616分钟分钟t tp pPTi=1111MPapdp pTfTf0pTf=8.848.84MPap pTfTfpTi=11MPa480冲冲1620冲冲Pa=2.7MPapd=1.7MPa施工步骤施工步骤3 3、当当t=54t=54分或分或16201620冲时，停泵并立即关节流阀，此时立冲时，停泵并立即关节流阀，此时立压压=套压套压=1.7MPa=1.7MPa2022/10/21第69页，本讲稿共91页54分钟分钟5454分钟分钟1616分钟分钟t tp pPTi=1111MPapdp pTfTf0pTf=8.848.84MPap pTfTfpTi=11MPa480冲冲1620冲冲Pa=2.7MPapd=1.7MPa1 1、缓慢启动泵，同时缓慢启动泵，同时开节流阀，使套压保持开节流阀，使套压保持为为3.2MPa3.2MPa施工步骤第二步施工步骤第二步施工步骤施工步骤2、当泵速达到当泵速达到30冲冲/分时，保持泵速不分时，保持泵速不变，此时立管压力应接近变，此时立管压力应接近11MPa2022/10/21第70页，本讲稿共91页54分钟分钟5454分钟分钟1616分钟分钟t tp pPTi=1111MPapdp pTfTf0pTf=8.848.84MPap pTfTfpTi=11MPa480冲冲1620冲冲Pa=2.7MPapd=1.7MPa3 3、调节节流阀，使套压保持不变，调节节流阀，使套压保持不变，1616分或分或480480冲内，立压由冲内，立压由11MPa11MPa降为降为8.84MPa8.84MPa4、重泥浆到达井底后，控制立压为重泥浆到达井底后，控制立压为8.84MPa，54min内套压由内套压由3.2自动降为自动降为0，压井结束。，压井结束。2022/10/21第71页，本讲稿共91页例题例题9-19-1某探井在井深某探井在井深25002500米处发现天然气溢流。井内钻具：米处发现天然气溢流。井内钻具：钻头直径钻头直径216216毫米（毫米（81/281/2),钻杆外径钻杆外径127127毫米（毫米（5 5），），内径内径109109毫米毫米。技术套管外径技术套管外径244244毫米毫米，下至井深下至井深15001500米处米处。地层破裂压力梯度为地层破裂压力梯度为17.6417.64千帕千帕/米。米。钻井液密度钻井液密度 m m=1.3