《井筒内的压力及相互关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《井筒内的压力及相互关系（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、井控技术讲义第二章 井筒内的压力及相互关系 2-3 2009-09-18 00:01 （4）用地层压力系数来表示地层压力 当用地层压力当量钻井液密度表示地层压力时，人们在叙述时要说某地区正 常地层压力为 1.07g/cm3。为了叙述方便起见，人们往往把单位去掉，而说某地层压力为 1.07，这就是地层压力系数。 地层压力系数是指某地层深度的地层压力与该深度处的淡水静液柱压力之 比。地层压力系数无单位，其数值等于平衡该地层压力所需钻井液密度的数值。2-5 如 2000m深度的地层压力为20.972MPa ，相同深度的淡水静液柱压力为 10.00982000=19.6MPa,则： 地层压力系数 =2
2、0.972MPa/19.6MPa=1.07。 在钻井工作中谈到地层压力时， 上述四种表示方法都可能用到， 当用地层压 力当量钻井液密度表示地层压力时， 可以不再说明是地层压力当量钻井液密度而 直接称之为地层压力。 由于它们的数值与单位都相同， 所以要按上下文的意思进 行理解，以与钻井液密度相互区别。 在前面我们提到地层压力、 地层压力梯度、 地层压力当量钻井液密度、 地层 压力系数时仅对正常地层压力进行了一些阐述。实际上上述概念也适用于其它压 力，如异常高压层、异常低压层、静液柱压力、地层破裂压力等。 例题 如地层液体密度为1.20g/cm3, 试求垂直深度为 2000m处地层压力 , 地层压
3、力梯度 , 地层压力当量压井液密度 , 地层压力系数。 解：地层压力 Pp=0.0098pH=0.0098*1.20*2000=23.52MPa； 地层压力梯度 Gp=0.0098p=0.0098*1.20=0.01176MPa/m； 地层压力当量压井液密度e=p=1.20g/cm3; 地层压力系数 K=1.20。 2.2 异常地层压力 在钻井过程中所遇到的压力不单是 正常地层压力， 还经常会遇到异常低压地 层和异常高压地层。 2.2.1 异常低压层 异常低压层是指地层压力低于正常 地层压力的地层。 在一般情况下，地层压力小于1.00g cm3的地层才称之为异常低压层( 或低 压层) ，低压层
4、的压力可能低到0.80g cm3，甚至更低。异常低压的成因 : （1）生产多年的衰竭油气层； （2）大量生产而没有充分注水补偿 的油气产层； （3）同一水动力系统的地层露头低 于井口； （4）地下水位很低，等等。 2.2.2 异常高压层图 2-4 砂岩层的正常与异常压力异常高压层是指地层压力高于正常地层压力的地层。 在一般情况下，地层压力高于1.07g cm3的地层才称之为异常高压层( 或高 压层) ，高压层的压力可能高到2.35g cm3，甚至更高。异常高压的成因 : 主要有沉积压实不均、 水热增压、渗透作用和构造作用等。 应该清楚地懂得，任何一种含油气的地质构造，都可能是异常高压层。 总上
5、所述：正常压力地层p=1.0-1.07g/cm3；异常高压地层 p1.07g/cm3；异常低压地层 p1.0g/cm3。2.3 地层压力预报 在钻至油气层时，就会遇到异常高压层，如果不知道异常高压层的压力值， 而仍采用比异常高压低的井底压力进行钻井，就会造成井喷。 如果人们为了防止 井喷而盲目地增大钻井液密度， 就会使井底压力大大超过高压层的压力值，造成 油气通道的严重堵塞。 因此，必须在钻开高压油气层前就知道高压油气层的压力 值，只有这样，才能够准确地确定合理的钻井液密度，实施近平衡钻井。 在钻井施工前进行的地层压力测定工作为地层压力预报。 地层压力预报方法主要有地震法和邻井资料对比法。 2
6、.3.1 地震法 利用地震法进行地层压力预报是物探部门的一项重要工作，钻井工作者只需 了解一下它的基本原理即可。 在正常压力地层， 随着岩石埋藏深度的增加， 上面的岩层压力逐渐增大， 地 层孔隙度逐渐减小， 这就使地震波的传播速度随岩石埋藏深度的增加而成正比地 增加。当地震波到达高压油气层时，由于高压油气的存在，使地层孔隙度增大， 这就使地震波的传播速度随之下降，因此，人们可以根据地震波在高压油气层中 的减小值来确定高压层的压力值。 2.3.2 邻井资料对比法 如果在某地要钻的井附近， 有一些已钻过的井， 这些井地层压力资料对要钻 的井有着重要的指导意义。 邻井的电测数值能够很准确地反映出各个
7、地层深度的 地层压力数值， 这是最好的参考资料， 大多数新井钻井过程中的高压层位置都是 与邻井电测资料进行对比而知道的。我们要充分了解邻井的正常地层压力值，高 压地层压力值和与其相对应的井深。在该井的钻进过程中， 要经常与邻井压力资 料进行对比， 在钻进到与邻井相应井深的高压层时要特别引起注意，并可按照邻 井的高压层压力值适当调整钻井液密度，实施近平衡钻井。 2.4 地层压力监测 钻井过程中，在钻开高压油气层前进行的地层压力测定工作为地层压力监 测。 地层压力监测方法有机械钻速法、dc 指数法、页岩密度法等。 2.4.1 机械钻速法 在钻进过程中，当钻压、转速、地层岩性、钻头类型、钻井液密度及水力参 数不变时，在正常地层压力情况下，随着井深的增加，岩石孔隙度减小，岩石越 来越致密、坚硬，机械钻速越来越低。当钻达高压油气层时，岩石孔隙度增大， 岩石较疏松，易于钻进，同时，在高压过渡带与高压带地层中，地层压力逐渐增 加，井底压差逐渐减小，因此，机械钻速逐渐增加。人们根据这一规律可以检测 地层压力。
