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1、地层压力公式1静液压力 Pm(1) 静液压力是由静止液柱的重量产生的压力，其大小只取决于液体密度和液柱垂直高度。 在钻井中钻井液环空上返速度较低，动压力可忽略不计，而按静液压力计算钻井液环空液 柱压力。(2) 静液压力Pm计算公式：Pm 二 0.0098pmHm(21)式中Pm静液压力，MPa ；pm占井液密度，g / cm3 ;Hm液柱垂直高度，m。(3) 静液压力梯度Gm计算公式：Gm = Pm / Hm = 0.0098pm(22)式中Gm静液压力梯度，MPa / m。2地层压力 Pp(1) 地层压力是指地层孔隙中流体具有的压力，也称地层孔隙压力。(2) 地层压力 Pp 计算公式：Pp
2、二 0.0098ppHp(23)式中Pp地层压力,MPa ;pp地层压力当量密度，g / cm3 ；Hm地层垂直高度，m。(3) 地层压力梯度Gp计算公式：Gp 二 Pp / Hp 二 0.0098pp(24)式中Gp静液压力梯度，MPa / m。(4) 地层压力当量密度pp计算公式：pp 二 Pp / 0.0098Hm 二 102Gp(2 - 5)在占井过程中遇到的地层压力可分为三类：a. 正常地层压力：pp 二 1.0 - 1.07g / cm3 ;b. 异常高压：pp1.07g/cm3 ;c异常低压：ppv1.0g/cm3。3 地层破裂压力Pf 地层破裂压力是指某一深度处地层抵抗水力压裂
3、的能力。当达到地层破裂压力时，使地层 原有的裂缝扩大延伸或使无裂缝的地层产生裂缝。从占井安全方面讲，地层破裂压力越大 越好，地层抗破裂强度就越大，越不容易被压漏，占井越安全。一般情况下，地层破裂压 力随着井深的增加而增加。所以，上部地层(套管鞋处)的强度最低，易于压漏，最不安 全。(1) 地层破裂压力Pf计算公式：Pf 二 0.0098pfHf(2-6)式中pf一地层破裂压力,MPa ;pf地层破裂压力当量密度，g / cm3 ；Hf一漏失层垂直高度，m。(2) 地层破裂压力梯度Gf计算公式：Gf 二 Pf/Hf 二 0.0098pf(2-7)式中Gf一地层破裂压力梯度，MPa / m。注意；
4、地层破裂压力是合理进行井身结构设计、制定钻井施工和确定最大关井套压的重要 依据之一。(3) 地层破裂压力试验的工作程序：a试验前安全准备：当钻至套管鞋以下第一层砂岩时，用水泥车或柱塞泵进行试验，而裸 眼长短根据砂岩层的厚度决定；试验前应处理好钻井液性能(尤其是pm)，保证试验时钻井 液性能均匀、稳定；将上提钻头至套管鞋内。b地层破裂压力试验：关闭井口 (一般关半封闸板防喷器)；试验开始时缓慢启动泵，以小 排量(0 .66-1. 32L/S)向井内泵入钻井液，每泵入15L钻井液，稳压2min ;作漏失试验 曲线。曲线中偏离直线之点的压力PL则为漏失压力；计算破裂压力当量密度(pf): pf 二
5、pm 试 + PL/ 0.0098Hf (28)式中pf破裂压力当量密度，g / cm3 ；pm 试试验所用钻井液密度， g/ cm3；PL地层漏失时的井口压力，MPa ；Hf一裸眼段中点井深，m。二.压井数据的计算1. 关井立管压力的确定 关井之初，井底压力小于地层压力，地层流体继续侵入井内，表现为关井立管压力增加。 经一段时间后，关井立管压增加到一定值，井底压力与地层压力平衡。这时地面记录的关 井立管压力才真实反映地层压力。(一般渗透性好地层需要1015mi n),钻具内是否装 有止回阀，立管压力求法不同。 钻具中未装止回阀时关井立压的求法 钻具中未装止回阀时，关井立压可以从立管压力表上读
6、得，注意压力的传播时间。 钻具中装有止回阀时关井立压的求法A.已知小排量和对应泵压的求法(循环法) 条件：事先进行了低泵速测试，知道小排量循环时的泵压。 具体操作：缓慢启动泵适当打开节流阀，循环中使套压等于关井套压保持不变；当排量达 到预计排量时，记录此时循环立管压力PT，停泵后关节流阀。因 PT二 Pd+Pc故Pd 二PTPcB未进行低泵速测试的求法(蹩压法) 条件：关井条件下，用小排量向井内蹩注钻井液、顶开止回阀的方式求立管压力。具体操作：缓慢启动泵，小排量向井内注入钻井液，当止回阀被顶开、套压由关井套压上 升到某一值时停泵，（当套压超过关井套压0.51MPa时，说明钻具止回阀被顶开。）
7、同时记录套压、立管压力。（由于压力传播滞后，一般控制立压不超过套压）因 Pd 二 Pd1APa 及 APa = Pa1Pa所以Pd 二 Pd1（ Pa1Pa ）。式中：Pa关井套压； Pa内蹩压；Pal亭泵时记录的套压；Pd1亭泵时记录的立压。2. 溢流种类的判别 原理：天然气密度小于钻井液密度，环空液柱压力小于钻柱内液柱压力，造成关井套压大 于关井立压。当侵入环空的地层流体数量一定时，地层流体密度越小，环空液柱压力越 小，关井套压与关井立压差值越大。 根据关井压力计算地层流体压力梯度Gw二Gm - （Pa -Pd）/hw式中：Gw地层流体压力梯度；Gm一占井液压力梯度；hw地层流体在环空所站
8、高度（与溢流量多少有关） 根据Gw判断地层流体种类Gw二0.010.12兆帕/米，盐水；Gw 二 0.00120.0035 兆帕/ 米，天然气；Gw二0.00350.01兆帕/米，油或混合流体。注意：计算是否精确，取决于溢流量计量、井径知否精确；钻头提离井底较长就没法判 断。3. 压井液密度的确定 根据地层压力计算：Pp二0.0098pmH + Pd或pmk二102Pp/H + pe 根据立管压力计算：pmk二pm + 102Pd/H + pe式中：pmk压井液密度；pm原钻井液密度；pe占井液密度附加安全值；一般取：油井pe二0.050.10克/立方厘米；油井pe二0.070.15克/立方厘
9、米；Pd关井立管压力。4. 计算钻柱内外容积及压井液量V二V1 + V2 ; V1一 占柱内容积，V2 占柱外容积，所需要压井液量取总容积的1.52 倍。5. 计算注入压井液时间 注满占柱内容积所需时间，即压井液由地面到达占头时间。t二V1/60Q ;其中Q压井时所选定的排量，L/s ;（ 般为正常钻进的1/21/3 ）6. 计算压井循环时的立管总压力在压井循环时，需要通过立管压力来控制井底压力。因此，在压井之前须计算出循环时立 管总压力。初始循环立管总压力 用加重前的原钻井液和已确定的压井排量循环时的立管总压力。压井循环时，为满足井底 压力与地层压力平衡、钻井液的流动，立管总压力必须克服关井
10、立管压力和系统循环压 力。PTi 二 Pd + Pci + Pe式中：PTi 始循环立管总压力；Pci钻柱内外、喷嘴处流动阻力；Pe 底附加安全压力，取1.53.5兆帕。要求得PTi值，必须先求得Pci值。由于压井排量比正常钻进排量小，所以不能用正常钻进 士的Pci值。A.采用实测法求系统循环压力。在钻进油气层时候，要求用选定的压井排量或小排量进 行循环试验，测得相应的立管压力即为Pci值。B通过钻井液循环直接测Pci值。具体做法：缓慢启动泵并打开节流阀，控制套压等于关 井套压不变，当排量达到压井排量时，记录立管压力，然后停泵、关节流阀、关井。记录 的立管压力减去Pd就求的Pci值。C近似公式
11、计算法。Pci二（Q/Q1） 2xP1 式中：Q1溢流前正常排量，升/秒；Q压井排量，升/秒；P1Q1 正常排量对应的泵压，升/秒。2.终了循环立管总压力 压井液进入环空后，用以选定的压井排量循环时对应的立管总压力。PTf 二 Pd + Pcf + Pe式中：PTf一终了循环立管压力；Pcf一压井液循环时钻柱内外、喷嘴处流动阻力；在同一循环系统中，系统流动阻力与钻井液密度成正比。因此可以用Pci值来求Pcf值。Pcf/Pci 二 pmk/pm 推出 Pcf 二（pmk/pm ） xPci 压井液循环时，随压井液在钻柱中下行，钻柱内液柱压力增大，关井立压减小，当压井液 到达钻头时，钻柱内液柱压力已能平衡地层压力Pd降低为零。由于压井液已考虑了附加 安全当量钻井液密度，压井液已有一个Pe附加值，故：PTf二Pcf二（pmk/pm ） xPci7. 确定井口套压最大允许压力 按关井套压限制条件确定。8. 压井最大套压计算 保证压井过程中最大套压不超过井口安全工作压力。
