溢流时压井及地层破裂压力当量密度计算公式

关于地漏实验

一、关于地层破裂压力试验、地层漏失压力试验、地层承压能力试验。

据我了解：地破试验和承压试验用的仪器和设备一样，没有区别。

唯一区别是二者的求取资料的目的不同，地破试验需要得到地层破裂压力，故作业中要做到地层破裂，并重复一次，求取到地层传播压力及闭合压力；而承压试验是事先估计一个地层承压值，只作到此值为止，并不做破，但若估计值高于实际地层破裂压力，则实际变成了地破试验地破试验：了解套管鞋处地层破裂压力值，为计算出最大允许关井套压，为压井套压控制提供依据。

承压试验：钻开高压油气层前了解上部裸眼地层的承压能力能否承受，下步要提高钻井液密度所带来的液柱压力。

在钻井施工中，通常通过地层强度试验了解地层承压能力的大小，地层强度试验的目的主要有两个：一是了解套管鞋处地层破裂压力值；二是钻开高压油气层前了解上部裸眼地层的承压能力。

试验的方法主要有三种，即地层破裂压力试验、地层漏失压力试验、地层承压能力试验。

1、地层破裂压力试验地层破裂压力试验是为了确定套管鞋处地层的破裂压力，新区第一口探井、有浅气层分布的探井或生产井，必须进行地层破裂压力试验。

试验方法如下：（1）关闭环形空间。

（2）用水泥车以低速（0.8~1.32L/s）缓慢地启动泵向井内注入钻井液。

（3）记录各个时间的泵入量和相应的井口压力。

（4）作出以井口压力与泵入量为坐标的试验曲线，如泵速不变，也可作出井口压力和泵入时间的关系曲线。

进行地层破裂压力试验时，要注意确定以下几个压力值：（1）漏失压力（Pl）：试验曲线偏离直线的点。

此时井内钻井液开始向地层少量漏失。

习惯上以此值作为确定井控作业的关井压力依据。

如图3—9所示。

（2）破裂压力（Pf）：试验曲线的最高点。

反映了井内压力克服地层的强度使其破裂，形成裂缝，钻井液向裂缝中漏失，其后压力将下降。

（3）延伸压力（Ppro）：压力趋于平缓的点。

它使裂缝向远处扩展延伸。

（4）瞬时停泵压力（Ps）：当裂缝延伸到离开井壁压力集中区，即6倍井眼半径以远时（估计从破裂点起约历时1分钟左右），进行瞬时停泵。

压井计算公式

井控公式1.静液压力：P=0.00981ρ H MPa ρ-密度g/cm3；H-井深 m。

例:井深3000米，钻井液密度1.3 g/cm3，求：井底静液压力。

解：P=0.00981*1.3*3000=38.26 MPa2,压力梯度： G=P/H=9.81ρ kPa/m =0.0098ρMPa；例：井深3600米处，密度1.5 g/cm3，计算井静液压力梯度。

解：G=0.0098*1.5=0.0147MPa=14.7kPa/m3.最大允许关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρm）0.0098H MPa H—地层破裂压力试验层（套管鞋）垂深，m。

Ρm—井密度 g/cm3例;已知密度1.27 g/cm3,套管鞋深度1067米，压力当量密度1.71 g/cm3，求：最大允许关井套压解; Pamax =（1.71－1.27）0.0098*1067=4.6 MPa4.压井时（极限）关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρ压）0.0098H MPaΡ压—压井密度 g/cm3 （例题略）5.溢流在环空中占据的高度 hw=ΔV/Va mΔV—钻井液增量(溢流)，m3；Va—溢流所在位置井眼环空容积，m3/m。

6.计算溢流物种类的密度ρw=ρm- (Pa-Pd)/0.0098 hw g/cm3；ρm—当前井泥浆密度，g/cm3；Pa —关井套压，MPa；Pd —关井立压，MPa。

如果ρw在0.12～0.36g/cm3之间，则为天然气溢流。

如果ρw在0.36～1.07g/cm3之间，则为油溢流或混合流体溢流。

如果ρw在1.07～1.20g/cm3之间，则为盐水溢流。

7.地层压力 Pp =Pd＋ρm gHPd —关井立压，MPa。

ρm—钻具钻井液密度，g/cm38.压井密度ρ压=ρm＋Pd/gH9、(1)初始循环压力 =低泵速泵压＋关井立压注：在知道关井套压，不清楚低泵速泵压和关井立压情况下，求初始循环压力方法：（1）缓慢开节流阀开泵，控制套压=关井套压（2）排量达到压井排量时，保持套压=关井套压，此时立管压力=初始循环压力。

常用压井计算公式

常用压井计算公式1、地层压力P PP P=P d+0.0098γH （地层压力=关井立管压力+静液柱压力）P d：关井立管压力，MPa。

γ：钻柱内未受侵泥浆密度，g/cm3.H:井深，m.2、压井泥浆密度γ1γ1= P P/(0.0098*H) (g/cm3) （=地层压力/gh或Δγ= P d/(0.0098*H) (g/cm3)γ1：压井泥浆密度。

Δγ：平衡溢流时所需的泥浆密度增值。

3、加重材料用量WW=V1*γ0(γ1-γ)/(γ0-γ1) (吨)γ0：加重材料比重，石灰石2.42g/cm3，重晶石4.2 g/cm3V1：原浆体积，m34、不同密度下关井允许最大套压值计算P2=P-0.0098γ2H=P1-0.0098(γ2-γ)H (MPa)P=0.0098γH+P1 (MPa)P:套管鞋或井漏堵漏处承压试验时该处所承受的最大压力P1:关井试压时套压值，MPa。

γ:试压时泥浆密度，g/cm3.γ2:溢流关井时的泥浆密度，g/cm3.5、低泵冲试验或计算求取P CI。

使用排量大约为正常钻进的1/3--1/2排量循环，测得其泵压值；其对应的泵压值大约为正常钻进时的1/9—1/4泵压(Q∝P2)。

最大允许关井套压计算公式公式1P = [(Pt×H/1000)-Pj]×80% 单位：（MPa）Pj（泥浆静液柱压力）=0.00981×H×R ——单位：（MPa）试中（1）P：最大允许关井套压（MPa）（2）H：计算时的垂直井深（m）（3）80%：计算保险系数（无单位）（4）R：下次钻进时最高钻井液密度（g/cm3）地层破裂压力梯度（Pt）单位：（KPa/ m）Pt（地层破裂压力梯度）=[(P1/H1+ P2/H2……Pn/Hn)/n] ×1000试中（1）P1、P2……Pn：地层破裂压力（MPa）（2）H：P压力所对应的井深（m）（3）n：所取P的点数公式2P = (Pt- Pj) H试中P：最大允许关井套压（KPa）Pt：地层破裂压力梯度（KPa/m）Pj：泥浆静液柱压力梯度（KPa/m）H：套管鞋处井深（m）公式3（经验公式）1、表层套管：P =表层套管下入深度*0.112单位：（kg/cm2）2、技术、油层套管：P =套管下入深度*0.185单位：（kg/cm2）一、最大允许的关井套压=地层破裂压力—静液柱压力二、最大允许关井套压=（地层破裂压力梯度—静液柱压力梯度）*套管下深三、最大允许关井套压=（地层破裂压力当量密度—钻井液密度）*0.00981*套管下深6、压井初始循环压力P TiP Ti=P d+P Ci (MPa)P Ci:低泵冲循环时的泵压，MPa。

井控压井公式常用

井控压井公式常用井控计算公式1最大关井套压=（地破当量密度-井浆密度）×0.0098×井深= MPa2 地层压力=0.0098×井浆密度×井深+关井立压= MPa3压井密度=102×地层压力÷井深+附加密度= g／cm34求加重量=加重体积×加重剂密度×（压井密度-原浆密度）÷（加重剂密度-压井密度）=吨5地破压力=漏失压力+0.0098×密度×井深= MPa6破裂当量密度=102×地破压力÷井深=g／cm37溢流类型=井浆密度-（关井套压-关井立压）÷（0.0098×池面增量×1000÷每米环容、升）0.12-0.36为气、0.37-0.6油、0.61-0.84油水、0.85-1.07水、1.08-1.20盐水8气体上升高度=池面增量÷每米环容m3=米9气体上窜速度=气层深度-井深÷迟到时间×后效时间÷停泵～开泵时间（小时）=米／小时10初始立管总压力=低泵冲压力+关井立压+附加压力= MPa。

油井1.5～3.5、气井3～511终了立管总压力=压井密度÷原浆密度×低泵冲压力= MPa12排量计算=泵冲×活塞面具×活塞行程÷60×缸数=升／秒13上返速度=(12.74×排量) ÷(井眼直径2-钻具外径2)=米／秒14迟到时间=井深÷米／分15一周的时间=16.67×井筒容积-钻柱体积）÷排量=分16压井泥浆量=井筒容积的1.5-2倍17压井时间=（井筒容积-钻柱体积）÷（升／分÷1000）=分。

压井计算公式

井控公式1.静液压力：P=0.00981ρ H MPa ρ-密度g/cm3；H-井深 m。

例:井深3000米，钻井液密度1.3 g/cm3，求：井底静液压力。

解：P=0.00981*1.3*3000=38.26 MPa2,压力梯度： G=P/H=9.81ρ kPa/m =0.0098ρMPa；例：井深3600米处，密度1.5 g/cm3，计算井内静液压力梯度。

解：G=0.0098*1.5=0.0147MPa=14.7kPa/m3.最大允许关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρm）0.0098H MPa H—地层破裂压力试验层（套管鞋）垂深，m。

Ρm—井内密度 g/cm3例;已知密度1.27 g/cm3,套管鞋深度1067米，压力当量密度1.71 g/cm3，求：最大允许关井套压解; Pamax =（1.71－1.27）0.0098*1067=4.6 MPa4.压井时（极限）关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρ压）0.0098H MPaΡ压—压井密度 g/cm3 （例题略）5.溢流在环空中占据的高度 hw=ΔV/Va mΔV—钻井液增量(溢流)，m3；Va—溢流所在位置井眼环空容积，m3/m。

6.计算溢流物种类的密度ρw=ρm- (Pa-Pd)/0.0098 hw g/cm3；ρm—当前井内泥浆密度，g/cm3；Pa —关井套压，MPa；Pd —关井立压，MPa。

如果ρw在0.12～0.36g/cm3之间，则为天然气溢流。

如果ρw在0.36～1.07g/cm3之间，则为油溢流或混合流体溢流。

如果ρw在1.07～1.20g/cm3之间，则为盐水溢流。

7.地层压力 Pp =Pd＋ρm gHPd —关井立压，MPa。

ρm—钻具内钻井液密度，g/cm38.压井密度ρ压=ρm＋Pd/gH9、(1)初始循环压力 =低泵速泵压＋关井立压注：在知道关井套压，不清楚低泵速泵压和关井立压情况下，求初始循环压力方法：（1）缓慢开节流阀开泵，控制套压=关井套压（2）排量达到压井排量时，保持套压=关井套压，此时立管压力=初始循环压力。

井眼内压力及相互关系

井眼内压力及相互关系一、钻井液静液压力1、定义：由静止钻井液自身质量所产生的压力。

2、计算公式：钻井液静液压力=9.8×钻井液密度×液柱的垂直高度。

从公式中可以看出，静液压力的大小，只和液体的密度、液柱的垂直高度有关，和截面形状无关。

二、压力梯度1、定义：每增加单位垂直深度（或高度）压力的增加值称为压力梯度。

2、表达式：压力梯度=压力÷高度=液体密度×9.8三、地层压力1、定义：指岩石孔隙中流体所具的压力。

2、地层压力的分类（1）正常地层压力：指从地表到地下该地层处的静液压力。

（9.8----10.486千帕/米）（2）异常高压：指地层压力梯度高于正常压力梯度时。

称为异常高压。

（3）异常低压：指压力梯度低于正常压力梯度称异常低压。

3、地层压力的表示方法（1）用压力的具体数值表示。

（2）用地层压力梯度表示。

（3）用等效钻井液密度表示。

（4）用压力系数表示。

即：某点地层压力与该深度淡水柱的静液压力之比。

四、地层破裂压力1、定义：是指地层抵抗水力压裂的能力，换句话说：指某一深度地层发生破裂或裂缝时所能承受的压力。

2、地层破裂压力梯度：指每增加单位垂深度（或高度）地层破裂压力的增加值称为地层破裂压力梯度3、计算公式地层破裂压力梯度=地层破裂压力÷垂直深度=9.8×地层破裂压力当量钻井液密度。

4、地层破裂压力实验操作步骤钻完水泥塞，再钻进（第一个沙层）3米左右，上提钻具，用地面防喷器关井，小排量(0.8---1.32升/秒)向井内缓慢注如钻井液(最好用水泥车)记录不同时间的泵入量和井口压力，开始泵入量和压力呈直线关系,当偏离直线的点即为该地层的破裂压力对应的井口压力。

即套管鞋处最大允许关井套压五、波动压力1、抽吸压力指钻柱向上运动时井内钻井液向下流动使井底压力减小的压力叫抽吸压力。

2、激动压力指钻柱向下运动时，井内钻井液向上流动时，使井底压力增加的压力。

压井液密度及材料计算

计算公式压井液密度计算：102p ylρy= ρm + + ρeHρy=压井液密度ρm=原浆密度p yl=立管压力H=压井深度ρe =附加值0.05-0.1压井液计算：加重材料计算：ΡS V1(Ρ1-Ρ0)G=ΡS- Ρ1G=加重材料重量TΡS=材料密度重晶石=4.25 吨/方KCL=1.984吨/方（最重可配液到1.16）Ρ1=压井液需要达到的密度吨/方Ρ=原浆密度吨/方V1=新浆体积循环方式选择目前用于井控的司钻法和工程师法都是用正循环，即从钻杆泵人，从环空将溢流循环出并。

反循环压井方法简介但用常规的司钻法和工程师法压并必须具备以下两个条件：（１）能安全关井；（２）在不超过套管与井口设备许用压力和地层破裂压力条件下能循环溢流出并。

在实际钻井工作中往往遇到不具备上述两个条件的情况：一是浅层气，关并时地层强度不够；二是钻中深并进入井内的天然气溢流量很大，这时无法使用常规司钻法和工程师法进行压并，而只能换用能够降低最大套压及井内地层受力的其它压井方法，如超重泥浆压井法及反循环压井法等。

本文对后者的工艺与计算要点给予说明。

１工艺要点反循环压井方法是从环空泵人泥浆将井内溢流替入钻杆．由钻杆内上升到井口，在阻流器控制钻杆出口回压下排除油气溢流并进行压并。

这种方法在修并中早巳广泛使用。

因为修并时井内往往是没有固相的原油或盐水，且管柱下端多是开口的，不易被堵塞。

修井或采油井口装置也容易转换成反循环方式。

在钻井或完井作业中当并内泥浆含有岩屑进行反循环压并钻头水眼有被堵塞可能时，可只用反循环把溢流经钻扦内替出，以后再转用正循环压并。

由于钻杆内总容积小，用反循环的时间短・可以减少堵塞钻头水眼的危险。

国外文献中把这种用反循环排除溢流．再用正循环的方法也称为反循环压井法。

由于它比修并中用的反循环法更为复杂，故本文主要对它给予说明。

这种压井方法的主要步骤是：（１）在井内建立从环空泵人，沿钻拄上升通过阻流器排出的反循环通路；（２）从环空泵入原密度泥浆将溢流从环空替入钻柱。

压井计算公式(学习建筑)

井控公式1.静液压力：P=0.00981ρ H MPa ρ-密度g/cm3；H-井深 m。

例:井深3000米，钻井液密度1.3 g/cm3，求：井底静液压力。

解：P=0.00981*1.3*3000=38.26 MPa2,压力梯度： G=P/H=9.81ρ kPa/m =0.0098ρMPa；例：井深3600米处，密度1.5 g/cm3，计算井内静液压力梯度。

解：G=0.0098*1.5=0.0147MPa=14.7kPa/m3.最大允许关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρm）0.0098H MPa H—地层破裂压力试验层（套管鞋）垂深，m。

Ρm—井内密度 g/cm3例;已知密度1.27 g/cm3,套管鞋深度1067米，压力当量密度1.71 g/cm3，求：最大允许关井套压解; Pamax =（1.71－1.27）0.0098*1067=4.6 MPa4.压井时（极限）关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρ压）0.0098H MPaΡ压—压井密度 g/cm3 （例题略）5.溢流在环空中占据的高度 hw=ΔV/Va mΔV—钻井液增量(溢流)，m3；Va—溢流所在位置井眼环空容积，m3/m。

6.计算溢流物种类的密度ρw=ρm- (Pa-Pd)/0.0098 hw g/cm3；ρm—当前井内泥浆密度，g/cm3；Pa —关井套压，MPa；Pd —关井立压，MPa。

如果ρw在0.12～0.36g/cm3之间，则为天然气溢流。

如果ρw在0.36～1.07g/cm3之间，则为油溢流或混合流体溢流。

如果ρw在1.07～1.20g/cm3之间，则为盐水溢流。

7.地层压力 Pp =Pd＋ρm gHPd —关井立压，MPa。

ρm—钻具内钻井液密度，g/cm38.压井密度ρ压=ρm＋Pd/gH9、(1)初始循环压力 =低泵速泵压＋关井立压注：在知道关井套压，不清楚低泵速泵压和关井立压情况下，求初始循环压力方法：（1）缓慢开节流阀开泵，控制套压=关井套压（2）排量达到压井排量时，保持套压=关井套压，此时立管压力=初始循环压力。