地层完整性及漏失测试程序与计算
压力、压井计算
1.做地层漏失压力试验的井深为：钻出套管鞋进入第一个砂层
3-5m处。
2.地层漏失压力：P漏＝P漏立＋0.0098×γ试×H。
3.漏失当量密度计算：γ= P漏/(0.0098×H) =γ试＋P漏立/(0.0098×H)
γ：当量密度，g/cm3。
γ试：试压时的泥浆密度，g/cm3。
P漏立：漏失时的立压，MPa。
H：砂层井深，m。
1.安全关井最高套压不大于井控装置额定工作压力、地层漏失压力
和套管抗内压强度80%三者中的最小值。
2.计算地层漏失压力和套管抗内压强度时应考虑液柱压力。
3.不同密度下安全关井最高套压：P关＝P漏立－0.0098×H（γ2－γ
试）
其中：γ试：试压时的泥浆密度，g/cm3。
P漏立：地层漏失时立管压力，MPa。
γ2：钻进时的泥浆密度。
H：砂层井深，m。
安全关井最高套压是确保地层不发生漏失的关井套压。
十七、压井施工单。
欠平衡钻井过程中地层溢流量或漏失量反演计算
中 国海 上 油 气
Ｃ Ｈ Ｉ Ａ Ｎ ＯＦＦＳＨ Ｏ ＲＥ Ｌ ＮＤ ＡＳ ＯＩ Ａ Ｇ
Ｖ ｏ１２２ Ｎ Ｏ ． ．１ Ｆｅ ２ ０ ｂ． ０１
欠 平衡 钻 井过 程 中地层 溢 流 量 或漏 失量 反演 计 算
李 杰 翟 芳芳
欠 平衡 钻井 可 以实现对 油气 层 的充分暴 露和保
失是 渗漏性 漏失 而非 极 端 的漏 失 失返 情 况 ， 据 Ｕ 根
型管 两端 压力变 化就 可 以计 算 出流体在 管道 内传输
时 的可 能 漏 失 量 与 漏失 位 置 ， 由此 可 将 钻 柱 一 层 一 地
护， 能够更 好地显 示产 层 ， 利 于油气 层 的发 现 和油 有
变化 来反 演地层 溢流量和 漏 失量的 方法 。 实例验 证 结果 表 明 ， 文 方 法的 反 演计 算 结果 与 工程 实 本 际误 差 不超 过 ３ ， ％ 值得 进一 步推 广应 用 。
关 键 词 欠 平 衡 钻 井 溢 流 量 漏 失 量 反 演 计 算
ｔ 引 舌 ’
为 了满 足欠 平衡 钻井过 程 中实时 精确控 制压 力 的要 求 ， 文从井 筒 压力 系统着 手 ， 用井筒 多相 流 本 应 理论 以及质 量守 恒和 动量守 恒原 理来 精确反 演漏 失 量 或溢流量 。实 例 验 证结 果 表 明 ， 文 提 出 的 由压 本
力 变化来 反演计 算欠 平衡 钻井 过程 中地层 溢流量 或
一
（ 。 一 Ｐ Ｈ ＋ １ Ｈ 十 ｇ Ｄ ）
Ｐ ２ ｇ Ｈ ）＋ （ － １ Ｈ ＋ ｐ Ｈ ） ｏ ａ＋ ０ ｇ ｇｃ ｓ
（ ｃ ＋ ） ｃ Ｊｋ ） Ｐ（ 一Ｐ（ ，＋ ） 志 ，
地层破裂试验.
四、试验程序(续)
7.试验的最高极限泵压是固井后的套管抗内压试验 压力。 如果地层泄漏/破裂试验的泵压已达到极限泵压， 地层还没有泄漏/破裂，就终止试验。这时的极限 泵压，就是地层没泄漏/破裂时的最大试验泵压。 地漏试验/破裂试验压力曲线示意图见图11-1
10
四、试验程序(续)
地漏试验/破裂试验压力曲线示意图
（Psi）
XXX 9-5/8 2725 2725 1.16 47＃，BTC,N80, 3000 7.25 3200 3500
井别
XXX 井眼尺寸 井深 井眼垂深 地层压力梯度 套管抗内压强度 套管鞋静压 返回体积 当量密度 试验日期
平台/钻机 26 2728 2728 1.28 9300 3161 4.25 1.97 XXX
7
四、试验程序
试验程序
1. 对套管进行压力试验后，钻出套管浮鞋及新地 层3-5米。 2. 循环与调整钻井液性能，要求密度均匀和10分 钟的静切力尽可能低。 3. 起钻头进入套管鞋内，关环形防喷器。 4. 固井泵向井内注入30桶±泥浆，要求固井泵以 40、80和120升/分的的低泵速循环，记录注入 量及泵压； 5. 固井管线试压到预计使地层破裂的泵压再加 6.89兆帕。 6. 用固井泵以选定的泵速，向钻杆内开始恒定地 泵入，记录泵压、泵入量和时间，并绘制泵压 对泵入量的变化曲线。
6
4. 准备好压力记录纸； 5. 根据作业者做地漏试验的要求，可在泵头 排出端安装合适量程的压力表，便于查看 压力（注意：打紧2”高压由壬头后再装压 力表，拆时，装表时反之。） 6. 通知井队，输送20桶泥浆到固井计量柜， 保持搅拌； 7. 收集数据，如套管数据、套管鞋垂深、井 内泥浆密度，预测地层破裂梯度、破裂压 力等；
石油工程技术专业《3.2.3常规地层测试施工》
3.2.3常规地层测试施工一、地层测试施工步骤〔一〕常规钻杆测试1．下测试管柱下管柱前要先对井下压力记录仪和温度计进行检查。
装好压力卡片，上满时钟，划好基线，证实时钟正常运转后再装入托筒内。
在测试管柱下井的过程中操作要平稳，不允许猛刹猛放，比平常下钻速度要慢，一般单根为40根/h，立柱或双根30柱/h，要保证管柱的密封。
如果有遇阻现象，立即上提管柱，再慢慢下放，直至不遇阻为止。
这是因为当遇阻时多流测试器处于压缩状态，很可能翻开测试阀，所以要立即上提管柱。
下钻过程中要始终注意观察环空返出液体情况有无变化及测试管柱内是否有气体溢出。
套管环空不返液体和测试管柱内出气严重是测试管窜漏的显示，一旦发现应立即起钻查明原因再下。
要记录测试器以下工具的重量、慢慢上提和慢慢下放整个管柱的重量，便于核算“自由点〞。
自由点是指上提测试管柱时指重表上“悬重〞不增加的那个读数，可通过理论计算得出。
2．装地面流程控制装置下测试管柱至最后一个单根之前，将投杆器、控制头、活动管汇接在单根上，再与测试管柱连接。
下至预定井深或井底后，上提1-2m，将活动管汇与钻台管汇连接好，钻台管汇与显示头、防喷管线连接好，并检查所有管汇、别离器、计量装置上的每个阀门，保证处于工作状态。
3．进行封隔器坐封计算靠上提、下放测试管柱来操作和控制坐封时，计算理论“自由点〞悬重；对于膨胀式封隔器测试系统，那么计算旋转钻具的时间。
4．坐封封隔器测试管柱下至设计深度时坐封封隔器。
封隔器坐封后，应密切观察环空液面变化。
假设液面迅速下降，说明坐封不平，应立即上提管柱关闭测试阀，环空灌钻井液或压井液，查明原因并排除后再下测试管柱，重新坐封。
5．开井流动及关井测压封隔器坐封后，即可承受上方管柱的重量，并加到多流测试器上。
延时一段时间之后，管柱突然下落25.4mm，测试阀翻开，地层液体经筛管和测试器流入油管内，实现开井流动测试。
从测试管汇泡头处可观察到开井显示，只要被测试层不是干层，都能见到气泡由小到大。
常规地层测试技术及测试工具简介
通过地层测试，可以达到下列目的： 1 及时验证地层中是否产油气及产油气 的能力。 2探明油气藏边界、油水边界、气水边 界及油藏类型。 3提供计算油气地质储量的所必须的部 份参数。 4了解固井质量，探测套管损坏及管外 窜槽情况。
二、地层测试与常规试油相比具有较大的 优势主要表现在： 1）录取地层资料比常规试油准确而且全 面。其中某些地层测试录取的资料是常 规试油无法得到的。 2）能够很好地保护地层。由于地层测试 一般是将常规试油的多道工序合成一道 工序来作，大大缩短了空井的时间，减 轻了钻井液对地层的浸泡和污染，
4）下放测试管柱，换位槽下行，J形销 移至“D”位置，无自由下落显示，测试 阀关闭。 5）慢慢上提管柱，换位槽上行，J形销 移至换位槽底部“A”的位置，测试阀关 闭。 这样反复上提下放管柱，便可以进行多次 井下开关井。
维护95mmMFE测试器的换位机构 1.将换位外筒夹在虎钳上，卸掉上接头。 2.松开虎钳，把换位外筒部分往前窜，虎 钳夹于延时外筒楞角部分，拧紧，卸 掉花键外筒。 3.从花键套上卸下换位销。 4.清洗上接头，花键外筒，花键芯轴，花 键套和止推垫圈。 5.检查花键槽有无损伤，换位销有无变形， 止推垫圈有无变形，发现问题及时修 理或更换零部件。
6.取出上接头内的两只13304号“O”型圈 和花键外筒上部的13249号“O”型圈。 7.将两只13304号“O”型圈装入上接头， 将1 只13249号“O”型圈装入花键外筒， 把换位销装在花键套上。 8.沿花键槽滑动花键套，观察花键套滑动 是否顺畅，灵活。 9.给花键芯轴和花键套涂满黄油，摆正六 个止推垫圈。 10.把花键外筒套在花键芯轴上，拧紧与 延时外筒间的连接螺纹。 11.把上接头装在花键芯轴上并拧紧连接
MFE地层测试器的组成： MFE地层测试器是一套完善的测试工具 系统，包括多流测试器、锁紧接头和PT封隔器等。95mmMFE多流测试器与 127mmMFE测试器的结构和原理大致相 同，多流测试器是工具的关键部件，由 换位机构、延时机构和取样器三部分组 成。
地层破裂(漏失)压力试验
四、地层破裂压力试验
数据处理 2、有关参数的计数 地层实际的漏失压力或破裂压力等于地层漏失或破裂时的地面表压加上井内钻井液的静液压力。
2.3、最小水平主地应力 Pmin=PGS+0.00981ρH 式中 Pmin—最小水平主地应力，MPa； PGS—瞬时停泵地面表压，MPa。 2.4、岩石抗拉强度，MPa, St=PGF-PGR 式中： St—试漏层岩石抗拉强度，MPa； PGR—重张时地面表压，MPa。
一、地层破裂压力
地层破裂压力是指某一深度地层发生破碎和裂缝时所能承受的压力。当达到地层破裂压力时，地层原有的裂缝扩大延伸或无裂缝的地层产生裂缝。
一、地层破裂压力
一般情况(遵循压实规律)下，地层破裂压力随着井深的增加而增大。 在钻井时，钻井液柱压力的下限要保持与地层压力相平衡，实现压力控制。而其上限则不能超过地层的破裂压力，以避免压裂地层造成井漏。
五、现场地层漏失压力试验
五、现场地层漏失压力试验
某井试漏时井深1206米，泵排量16.35升∕冲，钻井液密度1.20克∕厘米3
累计泵冲
立压（kPa)
累计泵冲
立压（kPa)
5
836
45
14986
10
2991
50
15015
15
5123
55
15021
20
7264
60
15018
25
9391
试漏前的准备 试漏层段 确定： （SY 5430—92）《地层破裂压力测定套管鞋试漏法 》 试漏层段应选在套管鞋下第一个3～5m厚的易漏层。 井控教科书：当钻至套管鞋以下第一个砂岩层时（或出套管鞋3-5米）， Q/SYCQZ《长庆区域钻井井控实施细则》钻出套管鞋进入地层5 m ～ 15 m， 《长庆油田钻井井控实施细则》钻出套管鞋进入第一个砂层3-5m时
地层漏失及其处理方法的研究
地层漏失及其处理方法的研究王磊胜利海洋钻井公司三号平台，山东东营257000 摘要；地层的各层压力具有多变和突变特点，压力系数变化频繁，井身结构又有一定的局限性，不可能将所有不同压力系统的地层全部封隔，因此，地层漏失是目前钻井工程中经常发生的复杂情况之一，本文对地层漏失及其相关的处理做了大量的调研，对钻井工程的顺利完成及经济效益的提高都有重要的作用。
关键词；地层漏失，检漏，处理一、前言地层漏失是钻井中很复杂的情况，轻微的漏失会导致钻井工作的中断，严重时会浪费大量的生产时间、人力、物力和财力，如果得不到及时处理，还会引起井塌、井喷和卡钻等事故，甚至导致部分井段或全井段的报废，该问题一直是困扰国内外石油勘探开发的重大技术难题，至今未能完全解决，因此一定要加以重视。
通过研究，可以了解漏失机理和影响的主要因素，从而采取合理的预防措施和相应的处理技术，开发和研究新型的防漏堵漏技术和堵漏材料，这对于提高经济效益有着重要的作用。
二、地层漏失简介地层漏失形成的原因分为两类，，一类是自然漏失，另一类是人为漏失。
1、自然漏失(1)粘土岩粘土岩包括泥岩、页岩和黄土等。
一般来说，泥、页岩发生井漏的可能性较小。
但其中一些较硬脆古老地层的泥、页岩，受地壳运动出露在地表或浅层，因构造运动而破碎形成裂缝、风化作用形成溶孔或其它层间疏松形成漏失通道，易发生井漏。
(2)砂、砾岩按其成因主要可分为三类。
1．浅层、中深井段未胶结或胶结差的未成岩的砂、砾层这类地层由砂粒或砾石构成，由于未胶结或胶结差，因而孔隙度大，孔隙连通性好，渗透率高，构成孔隙性漏失通道。
钻进这类地层极易发生漏失。
2．中、高渗透砂、砾岩层孔隙是此类地层主要漏失通道。
砂、砾岩孔隙按其成因可分为原生孔隙、次生孔隙和混合孔隙等三类；3．中深井段、深井段经成岩作用低孔、低渗的砂、砾岩层这类地层因成岩压实作用，其孔隙度、渗透率均较低，一般不易发生井漏。
但部分地区砂岩层因受构造变形作用，在构造应力作用下产生破裂形成构造裂缝，此类裂缝尽管所占孔隙度极低，但渗透性高，构成漏失通道，钻井过程引起严重井漏。
地层压力检测
地层压力检测钻进时，井内压力的掌握是使井眼压力处在地层孔隙压力和地层裂开压力之间。
既不发生井喷，又不压破地层，钻井的整个过程中要随时测试地层孔隙压力、井内液柱压力和地层裂开压力的平衡状况。
一、压力完整性测试1、dc 指数法dc 指数法是通过分析钻进动态数据来检测地层压力的一种方法。
其原理是钻进速度在钻头类型；钻头直径；水眼尺寸；钻头磨损；钻压；转速；钻井液类型；钻井液密度；钻井液粘度；固相含量、颗粒大小及在钻井液中的分布；泵压；泵速相对不变的条件下和地层压力、地层岩性有关。
正常状况下，随井深的增加岩石的强度增大，钻速下降，但进入特别压力过渡带，正常趋势发生变化。
这是由于地层的欠压实作用，地层的空隙度大硬度小，所以利用随井深钻速的变化能检测特别高压层的到来。
依据钻速模式：Ｒ=aN(W/D)d式中：Ｒ－钻速,ft/h;a－可钻性系数，对于大段页岩，视为1；Ｎ－转数，r/min;Ｗ－钻压，klbf; Ｄ－钻头直径，in；d－指数，无因次。
由钻速方程，可得出 d 指数的表达式为：d 指数可用来检测从正常到特别压力的过渡带。
但没有考虑钻井液密度的影响现场上用修正 d 指数，式中：ρn－地层水密度〔从当地地层水含盐量中查出〕g/cm3Ρm－所用密度g/cm3d 用下式表达式中：Ｒ－钻速m/h; N －转速r/min;Ｗ－钻压t；Ｄ－钻头直径mm；Ｌ－进尺m；Ｔ－钻时min 。
假设Ｗ的单位用KN( 千牛)，则由于0.0547R N 一般小于1，所以在 d 中，Ｒ增大，则 d 减小，故 d 反映地层的压实状况与Ｐ。
压实差、孔隙多，地层压力大，Ｐ减小，钻速可增加。
运用d c指数求地层压力可按下述方法进展：(1)、列表，预备记录和计算表的内容包括：井深Ｈ，进尺Ｌ，钻时Ｔ，钻速Ｒ，转速Ｎ，井径Ｄ，钻压Ｗ，地层水密度ρ0,钻井液密度ρm 大，dc 地层压力PP 。
(2)、取点记录, 计算dc, 填入表内.在钻速慢的地层每1m-3m 取1 点，在钻速快的地层,可5、10 、15 、30m 取1 点。
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地层完整性测试程序与计算(FIT)
地层完整性测试是增加井底压力到设计压力测试地层强度的方法。
在钻进到更高井底压力的下一地层，通常进行地层完整性测试确保套管鞋以下地层不破裂。
通常，陆地工程师将设计需要的地层完整性测试压力（单位为ppg）。
在进行地层完整性测试前，你应当知道地层完整性测试需要的压力。
如下公式显示如何计算地层完整性压力。
地层完整性测试需要的压力(psi) = (地层完整性测试需要的压力 ppg – 现在的泥浆比重ppg)×0.052×真正的垂直套管鞋的深度ft
举例:
需要地层完整性测试压力(ppg) = 14.5
目前的泥浆比重 (ppg) = 9.2
套管鞋垂直深度(ft) = 4000 TVD
地层完整性测试需要的压力（psi） = (14.5-9.2) x 0.052 x 4000 = 1102 psi 地层完整性测试规则指导罗列如下：（注: 仅仅是指导。
为了进行压力测试，你可能需要遵循标准程序):
1. 钻进新地层几英尺后，循环洗井并收集样品确认钻到新地层然后起钻具到套管位置。
2. 关闭环形防喷器或者闸板，准备泵,通常是固井泵，通过节流管汇循环确保地面管汇充满钻井液。
3. 停泵并关闭压井管汇阀。
4. 使用固定泵冲逐渐泵入少量的钻井液到井内。
记录总泵冲、钻杆压力和套管压力。
泵入直到套管压力到达地层完整性测试压力，稳压一段时间确定压力。
5. 卸掉压力并打开井。
然后继续钻井作业。
然后继续钻进。
漏失测试程序与计算
漏失测试是为了找到特定地层的压裂梯度。
漏失测试的结果也可以显示在钻井作业时可以使用的最大等量泥浆比重。
漏失测试(LOT)指导程序如下：(注:这不是唯一的指导程序。
进行漏失测试时，你可能需要遵守你的标准程序。
):
1.钻进新地层几英尺后，循环洗井并收集砂样确定已经钻到新地层并且起管柱到套管。
2.关闭环形防喷器或者闸板防喷器，准备泵，通常为固井泵，通过节流管汇循环确保地面管汇充满钻井液。
3.停泵并关闭节流阀门。
4.使用固定泵冲逐渐泵入少量的钻井液到井内。
记录总泵冲、钻杆压力和套管压力。
泵入泥浆时，钻杆压力和套管压力将持续增加。
绘制泵冲与压力曲线，如果地层漏失，图线将显示直线。
当压力高于地层强度，地层破裂并允许钻井液进入地层，因此钻杆/套管压力将脱离直线，这也就意味着地层破裂并被注入钻井液。
我们可以称压力脱离直线为漏失测试压力。
注: 作业人员称为漏失压力因公司标准不同而不同。
由漏失测试压力计算等量泥浆比重公式如下：
漏失测试等量泥浆比重(ppg) = (漏失测试压力 psi) ÷ 0.052 ÷ (套管鞋垂深ft) + (现有泥浆比重 ppg)
压力梯度psi/ft = (漏失测试压力psi) ÷ (套管鞋垂深 ft)
举例:
漏失测试压力 = 1600 psi
套管鞋垂深 = 4000 ft
泥浆比重 = 9.2 ppg
漏失测试等量泥浆比重(ppg) = 1600 psi ÷ 0.052 ÷ 4000 ft + 9.2ppg = 16.9ppg 压力梯度 = 1600 ÷ 4000 = 0.4 psi/ft
5. 卸掉压力并打开井。
然后继续钻井作业。