井筒气侵后井底压力变化的计算分析

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油气井井筒压力计算

油气井井筒压力计算
侵入流体密度 :
ρk = ρm −
pdc − pdp 0.052 Lk
侵入流体密度小于4lb/gal,气体侵入; 侵入流体密度大于8lb/gal, 液体侵入。
第一章
第一节
油气井井筒压力计算
井筒中静压力及其计算
1.4 井控操作中的环空压力 1.4.1 井涌识别
混入侵入流体的最小泥浆体积:
Vm = qt d
b = z N v RT
p2 − p1 b p2 D2 − D1 = + ln a a p1
第一章
第一节
油气井井筒压力计算
井筒中静压力及其计算
1.3复杂液柱中的流体静压力 侵入钻井液中的其它物质的影响 例1.5:一块低渗透率的砂岩的孔隙度为0.20,水的饱和度为0.3,甲烷的饱和 度为0.7,当一直径为9.875ft 的钻头以50ft/hr的速度在12000ft深度钻进时, 密度为14lb/gal的钻井液以350gal/min的速度循环。计算由于地层物质进入泥 浆而引起的压力的变化。假设泥浆的平均温度为620R,地层水的密度为9.0 lb/gal,气体为理想气体。液体中钻屑的密度为21.9 lb/gal。 解: 12000ft 14 lb/gal的泥浆产生的静水压力为:
1.3复杂液柱中的流体静压力
p1 = 0.052 ρ1 ( D1 − D0 ) + p0
p2 = 0.052 ρ 2 ( D2 − D1 ) + 0.052 ρ1 ( D1 − D0 ) + p0
p = p 0 + 0.052∑ ρ i ( Di − Di −1 )
i =1
n
第一章
第一节
油气井井筒压力计算
第一章
油气井井筒压力计算

控压钻井气侵后井口回压的影响因素分析

控压钻井气侵后井口回压的影响因素分析

控压钻井气侵后井口回压的影响因素分析宋荣荣;孙宝江;王志远;刘晓兰;马永乾【摘要】It is mainly relied on adjusting and controlling wellhead back pressure to control bottom hole pressure in real time during managed pressure drilling(MPD). The MPD wellhead back pressure computational model was established based on multiphase flow theory and principle of MPD, and computed using finite difference method. The variations of wellhead back pressure in MPD were analyzed by simulation examples. Factors impacting the wellhead back pressure were studied, including increment of return drilling fluid, gas phase permeability, discharge capacity, drilling fluid density,well depth,initial bottom hole differential pressure and viscosity. The simulation results showed that the larger increment of return drilling fluid,the greater wellhead back. When increment of return drilling fluid was constant, discharge capacity, drilling fluid density, and initial bottom hole differential pressure impacted wellhead back pressure significantly. The wellhead back pressure is higher with smaller discharge capacity and drilling fluid density, and greater initial bottom hole differential pressure. The effect of gas phase permeability,viscosity and well depth is small.%控压钻井过程中,实时控制井底压力主要靠调节和控制井口回压.通过分析控压钻井中的瞬变过程,建立了各过程中的多相流计算模型,并利用有限差分法对模型进行了求解.通过仿真算例分析了采取控压钻井时井口回压随时间的变化规律,讨论了返出钻井液增量、气相渗透率、排量、钻井液密度、初始井底压差、井深和黏度等对井口回压的影响规律.结果表明:返出钻井液增量越大,井口施加的回压也越大;在返出钻井液增量一定的条件下,气相渗透率、排量、钻井液密度、初始井底压差、井深和黏度对井口回压均有影响,气相渗透率越大、排量越小、钻井液密度越小、初始井底压差越大、井越深、钻井液黏度越小,气体到达井口时需要施加的回压峰值也越大.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2011(039)004【总页数】6页(P19-24)【关键词】控压钻井;回压;气侵;多相流;排量;渗透率;钻井液密度;钻井液黏度【作者】宋荣荣;孙宝江;王志远;刘晓兰;马永乾【作者单位】中国石油大学(华东)石油工程学院,山东东营257061;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东东营257061;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东东营257061;中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院,山东东营257017;中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院,山东东营257017【正文语种】中文【中图分类】TE21目前,随着油藏资源的不断勘探,容易发现和开发的油气藏越来越少,复杂油气藏成为资源接替的重要部分。

井筒气侵后井底压力变化的计算分析

井筒气侵后井底压力变化的计算分析

为环空截面积,m2;Rs 为地层产出油的溶解气油比,m3/ m3;Bo 为产出油在当地的体积系数;vg,vo,vw,vm,vc 分别 为产出气、油、水、钻井液和岩屑相的速度,m/s;qo,qg 分 别 为 单 位 时 间 单 位 厚 度 产 出 油 、 气 的 质 量 ,kg/(s·m );
s 为沿流动方向坐标,m;g 为重力加速度,m/s2;α 为井
斜角,°;p 为压力,Pa。
1.2 初始条件和边界条件
井筒发生气侵后多相流控制方程组的初始条件为
Eg(0,j)=Eo(0,j)=Ew(0,j)=0,
Ec(0,j)=
vsc(0,j) Ccvsl(0,j)+vcr(0,j)
,Em(0,j)=1-Ec(0,j),
vsc(0,j)=
qc ρcA(j)
,vsm(0,j)=
Technology, Shengli Petroleum Administration Bureau, SINOPEC, Dongying 257061, China) Abstract: Once gas invasion emerges in the process of drilling, some complex accidents, such as well kick, circulation loss and blowout, appear easily without proper controlling. The computation model of bottomhole pressure in wellbore after gas invasion is established based on the multiphase flow features in order to control the bottomhole pressure during drilling and to ensure the drilling safety. Resolution is conducted for the model through using finite difference approach. Through simulation calculating, the effect of discharge capacity, wellhead back pressure, drilling fluid density, drilling fluid viscosity, initial differential pressure of bottomhole and gas phase permeability on bottomhole pressure is discussed. The result shows that the discharge capacity, wellhead back pressure, drilling fluid density, initial differential pressure of bottomhole and gas phase permeability greatly affect the bottomhole pressure in the process of gas invasion. Drilling fluid viscosity has little effect on bottomhole pressure. The increase of discharge capacity, wellhead back pressure and drilling fluid density can better control the bottomhole pressure when the gas invasion appears. Key words: multiphase flow; bottomhole pressure; gas invasion; computation model; influence factor

控压钻井气侵后井口回压的影响因素分析

控压钻井气侵后井口回压的影响因素分析
中 图分 类 号 : E 1 T 2 文献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :0 10 9 (0 10 — 0 9O 10 — 8 0 2 1 ) 40 1一 6
An l s s o he I l e c c o s o e l a c e s r n M a g d a y i f t nfu n e Fa t r f W lhe d Ba k Pr s u e i na e
第 3 9卷 第 4期
2 1 0 1年 7月







N O . 2( l ) 1
IE I ) U M DRI L N( TE 、 NI R( LE 、 I 1 (H QU E S
钻 井 完 井
d i1 . 9 9 ji n 1 0 — 8 0 2 1 . 4 0 4 o :0 3 6 /.s . 0 1 0 9 . 0 1 0 . 0 s
摘 要 : 压 钻 井过 程 中 , 时控 制 井底 压 力主 要 靠调 节 和控 制 井 口回 压 。通 过 分 析 控 压 钻 井 中的 瞬 变 过 程 , 控 实 建 立 了各 过 程 中的 多相 流 计 算模 型 , 利 用 有 限 差 分 法 对 模 型 进 行 了求 解 。通 过 仿 真 算 例 分 析 了采 取 控 压 钻 井 时 并
t b ih d b s d o li h s lw he r n rn il fM D ,n o u e sn iiedfe e c t o Th a — a l e a e n mu tp a efo t o y a d p i cpeo s a d c mp t d u ig f t i r n eme h d. ev r n ito so lh a a k prs u e i P we ea ay e y smu ai n e a ls Fa t r mp ci g t lh a a k a in fwel e d b c e s r n M[D r n lz d b i lto x mp e . co si a tn hewel e d b c p e s r r t d e i cu i g i r me t o e u n d i i g fud, a h s e me b l y, ic a g a a iy, rlig r s u ewe es u id,n ld n nce n f rt r rl n l i g s p a e p r a i t ds h r e c p ct d i n l i l

气体钻井井底压力影响因素分析

气体钻井井底压力影响因素分析
井 筒 内量 的多 少 , 系 到能否 安全 、 速钻 进 _ 。 关 快 4 J 本 文在 正 循 环 气 体 钻 井 模 式 的 基 础 上 , 据 根 G o 型对各 种 主要钻 井参数 对井 底 压力 的影 响规 u模 律 进行 了分析 。
1 计算模型
图 1展 示 了 一 个 简 化 U形 管 的 正 循 环 流 动 。 通常 , 在气 体 钻井 中 , 相 流会 产 生 于 钻 柱 内和 通 两 过钻头 喷 嘴 处 。三 相 流 发 生 在 钻 井 液 携 带 岩 屑 从 井 底 向地 面 流 动 的 环 空 里 , 相 流 由 可 压 缩 的 气 三
已知 的最 基 本 的 流 体 流 动 机 理 J 。气 体 钻 井 环 空 压力 G o 型计 算公 式如 下 : u模
r 2 dH‘ ai 1O 5 .
第一作者简介 : 闫
铁( 97 1 5 一), , 授, 男 教 博士生导师 , 究方 向 研
Ph=l + ) 一 b ( 6 e 1 6
第 1卷 1
第2 5期
2 1 年 9月 01







Vo.1 No 25 S p.201 1 1 . e 1
17 — 1 1 (0 1 2 —0 50 6 1 85 2 1 )56 4 - 4
S in e T c n l g n gn ei g ce c e h oo y a d En i e rn
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石 油钻 井 工 艺 技 术 。 Ema :at eu e u a 。 — i yn@np .d .n l


技 术
与 工

l 卷 l
㈢ = s 一 式 . ) 中 一 : D 一 m 露 一 .

一种气井井筒压力的计算方法

一种气井井筒压力的计算方法

油管直径

0.062 0/m
油管绝粗糙度

1.524×10- 5
1.3 拟单相流的井筒压力数值计算过程简介 将式( 3) 与式( 2) 比较可知, 被积函数分母有所
不同, WG 为复合气体的质量流量, MG 为复合气体的 分子量, fW 为水的摩阻系数。文献[1]和文献[2]介绍 了有关油折算成气 , 以 及 气 水 摩 阻 系 fm 的 求 取 方





0.213 23
注: 文献[1]仅提供了终点井底压力
法。式( 3) 在形式上与式( 2) 一致, 只是被积函数不 同, 其井筒压力的求解方法与式( 2) 相同。
2 计算结果对比
2.1 单相流( 气体) 井筒压力计算结果对比 文献[1]提供的单相流气井数据见表 1, 井 筒 压
力计算结果见表 2。 2.2 拟单相流井筒压力计算结果对比
cs=I(Ptf+ΔP)- I(Ptf)≈I(Ptf)ΔP
( 6)
由( 4) 式和( 6) 式可知
cs=I(Ptf)ΔP=s
( 7)
根据牛顿拉裴森(Newton- Raphson)迭代算法, 则有
f(ΔP)=I(Ptf)ΔP- s=0
( 8)
收稿日期: 2007- 04- 23 作者简介: 刘玉娟(1962- ),女,四川荣县人,实验师,主要从事石油天然气开采工程实验教学和石油开然气井现场开采方案设计。

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2+7.651×10-
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WG MG

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井内修井液被气侵后总的液柱压力

井内修井液被气侵后总的液柱压力

井内修井液被气侵后总的液柱压力在石油钻探和开采过程中,井内修井液被气侵后总的液柱压力是一个关键的概念。

它直接影响着井下工程的安全性和效率,对于油田生产和开发具有重要意义。

本文将从浅入深地探讨井内修井液被气侵后总的液柱压力的相关内容,希望能够让读者对这一概念有更深入的理解。

1. 井内修井液让我们从井内修井液这一概念入手。

井内修井液是指在石油钻井和修井过程中注入到井孔中的液体,其主要作用包括冷却钻头、平衡地层压力、携带岩屑等。

井内修井液的性质和压力是影响井下工程安全和效率的重要因素。

2. 气侵现象然而,在实际的钻井和开采过程中,由于地层中存在气体,井内修井液往往会受到气体的侵入。

这种气侵现象会导致井内修井液的性质发生变化,从而影响井下工程的进行。

3. 总的液柱压力井内修井液被气侵后总的液柱压力是指在考虑了气体侵入情况后,井内液柱对井壁的总的压力。

这一压力是在钻井和修井过程中需要重点关注的参数,直接关系到地层的稳定性和钻井液的回收。

4. 影响因素分析在进行对井内修井液被气侵后总的液柱压力的分析时,需要考虑多种因素的影响。

首先是气体的类型和分布,不同类型的气体对井内修井液的影响程度不同。

其次是井内修井液的性质和流变特性,这些因素决定了在气体侵入后液柱的变化情况。

5. 个人观点和理解在我看来,井内修井液被气侵后总的液柱压力是一个较为复杂的问题,需要综合考虑地层条件、气体性质、液柱性质等多个因素。

只有深入研究和合理分析,才能更好地保证井下工程的安全稳定进行。

总结井内修井液被气侵后总的液柱压力是一个对于油田开采和钻井工程至关重要的概念。

通过对井内修井液、气侵现象以及总的液柱压力的深入理解,可以更好地指导实际的生产作业。

只有加强对这一概念的研究和了解,才能更好地应对井下工程中的各种挑战。

通过以上探讨,希望读者能够对井内修井液被气侵后总的液柱压力有更深入的理解。

在实际的油田开发和钻井过程中,对这一概念的应用能够帮助我们更好地进行工程设计和施工操作,提高生产效率和安全性。

井底压力计算公式

井底压力计算公式

井底压力计算公式
井底压力是指钻井液在井底产生的静态液压力。

它是钻井过程中一个非常重要的参数,对于控制井口稳定性和避免井漏等问题具有重要作用。

下面介绍一下井底压力的计算公式。

井底压力的计算公式为:P = (ρm + ρd) × g × h
其中,P表示井底压力,单位为帕斯卡(Pa);ρm表示钻井液的密度,单位为千克/立方米(kg/m);ρd表示地层密度,单位为千克/立方米(kg/m);g表示重力加速度,取9.81米/秒;h表示井深,单位为米(m)。

根据这个公式可以看出,井底压力主要由两部分组成:钻井液压力和地层压力。

钻井液压力与钻井液的密度、钻杆内径、流量等因素有关;地层压力与地层的密度、井深等因素有关。

在实际应用中,为了更准确地计算井底压力,还需要考虑其他因素的影响,如井眼直径、套管重量、泥浆密度变化等。

因此,在进行井底压力计算时,需要根据具体情况综合考虑各种因素,并结合现场实测数据进行修正和调整,以保证井底压力的准确性和可靠性。

总之,井底压力是钻井液在井底产生的静态液压力,可以通过上述公式进行计算。

在实际应用中,需要结合具体情况进行综合考虑,并进行实测数据修正和调整,以保证计算结果的准确性和可靠性。

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第 1 8卷 第 4期
宋 荣 荣 , 井筒 气 侵后 井 底压 力 变化 的计 算 分 析 等.
1 井 筒 气 侵 后 井 底 压 力 的计 算 模 型
气 侵后 环 空 中除 了原 有 的钻井 液 、 岩屑 , 可 能存 还 在地 层产 出 的油 、 、 气 水等 。当地层 流体 沿井 筒 上 升 的
产 出水 、 井液 、 屑相 可用 相 同的形 式表 示 [。 钻 岩 4 ] 动量守 恒方 程 :
专 ( § E Aw Am Ac + A p A o Ep Ep Ep Es p v +
AEpv A oo + E, V2 V . p + m 0 A c ̄2+ c — _( s + E p A , ww AE p )+ E pV ) i

1 a 气 相 渗 透 率 5 0 l m , 口温 度 2 . MP , 5 0xO 井 5℃ ,
地 温梯 度 3℃/0 , 10i 地层 压 力 3 a n 8MP 。应用 基 础 数 据. 根据前 面 的求解 方法 对方 程进 行求 解 。
21 排 量 . 钻井 过 程 中排量 对 井底 压 力 的影 响很 大 。从 图 1
过程 中 , 由于压 力 的变化 , 油气 可 能发生 相 变 , 因此 , 环 空 内为气相 、 相 、 井液 相 、 出水相 、 屑相 等 多相 油 钻 产 岩
回压 时 的大气 压 ,否 则 为井 口回压 ,a 厂为井 简 温度 P; T
场 函数 。 13 求 解 方 法 .
对 多相 流 控制 方 程 直 接求 解 析 解是 很 困难 的 , 可 采用有 限差分方 法 求解 。 中空 间域 为整个 环空 , 间 其 时 域为从 计算 的初 始 时刻 至计算 结束 的整 个 时间段 。通 过有 限差 分法对 数 学模 型进 行离散 ,将 原数 学模 型在
)( 1 )
时 间域 , 即可求 得相 应 问题 的解 。 ]
2 影 响 因 素分 析
鲁( p
) p 毕 + (
B ( 2500 n,的基钻 至 地 面 以 ̄ 4I00套管  ̄1至地 m 钻 具 2 计算 钻 头 本参 数 为 :b430m m。 下 27m面 以下 ) I 下 b 平均 内径 10mm, 2 5 1  ̄ 1 . mm钻 头 , b 9 钻井 液密 度 1 . 2 e 钻井 液排 量 00 /, m. .3m3 塑性 黏度 00 as 动切力 s .3P ・,
为 环空 截面 积 , ; 。 地层 产 出油 的溶解 气 油 比 , 3 m2 为 R m/
m ;。 3B 为产 出油 在 当地 的 体积 系数 ; ,。 , , 分别 ,
为 产 出气 、 、 、 油 水 钻井 液和 岩屑 相 的速 度 , /;。 m sq, 分 g
屑 速 度 分 布 系 数 为 环 空 中 的 各 个 节 点 ; 为 井 口 无 p
井 口 回压 的 大 小 直 接 影 响 到 井 底 压 力 的大 小 。 由图 2可知 . 口回压越小 , 生溢 流时井 底压 力 下降 井 发
岩 屑 相 和气 体 在 标 况 下 的密 度 ,gm ; g 。 E , c k/ E , , , E E E 分 别为 产 出气 、 、 、 井 液和 岩 屑相 的体积 分 数 ; 油 水 钻 A
下 降得越 快 。因此 , 在钻 井设 备允 许 的条件 下 , 增大 排
量会 使井 底压 力显 著增 加 、 侵 速度 降低 , 气 从而 更有 效 地控 制井 底压 力 , 防或减少 溢 流等井 控事 故 的发生 。 预
井筒 发 生气侵 后 多相 流控 制方程 组 的初 始条 件为
( √) ( √ : ( √)0 O = 0 )风 0 = ,
E ( √) c 0 = , m0 = 一 cOj , E ( √) 1 E ( ,)
图 1 不 同排 量 下 井 底 压 力 的 变化 曲线
sc
( ,) oJ .
A。(spwEmp I I g E+wp c+ e E+op mE) s p。E+ + ̄ o
( 3)
可 以看 出 . 当发 生溢 流 时 , 其他 条 件 不 变 的情 况下 , 在
排 量越小 , 井底 压力 越 小 , 且井底 压 力 随时 间 的增 加 并
式 中 : ,… , P , 别 为产 出气 、 、 、 井 液 、 PPP P, P 分 油 水 钻
( √ 0 )
, 0 u) p( √)
2_ 2
井 口 回 压
井 筒发 生气 侵后 多相 流控 制方程 组 的边 界条 件为 P(, ) , (√) (√) 0 T t 式 中 : , 分 别 为 环 空 中岩 屑 和 钻 井 液 在 某 一 截 面 的表观 速度 ,g ; 为环 空某 一界 面 岩屑 的沉 降 速度 , rs r i ; r sV g 为 环 空混 合 物 在 某 一 界 面 的 速 度 ,g ; 岩 rsC 为 r
定 解 域 上 的解 转 化 为 在 定 解 域 中 网格 节 点 上 的离 散
多组 分且含 有相 变 的混合 体 系 ] 。
1 1 多 相 流 控 制 方 程 .
气相 :
解 , 时逐 步求 得空 间域 上各 节点 的解 , 逐 直至 覆 盖整个
鲁( p
油相 :
) p + 軎(
别 为 单位 时 间 单 位 厚度 产 出油 、 的质 量 ,g( ・1 ; 气 k /sI) l s为 沿 流动 方 向坐标 , ; I g为 重 力加 速 度 , / ; 为 井 n m s 2 斜 角 ,; 。p为压力 , a P。
12 初 始 条 件 和 边 界 条 件 。


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