井底常压法压井 计算
常规压井法
•注满环形空间所需时间
1000V1 t1V1 1000 1000 V1 t1 60 Q t1 60Q
60Q
t2
1000V2 t2 1000V2 60Q
60Q
t 2 — 注满环空所需时间， min ； t1 注满钻柱内容积所需时 间， min ； t1 注满钻柱内容积所需时 间， min ； — — 3； 3； 3 V — 环空容积， m V 钻具内容积， m 2 V11 钻具内容积， m ； — — Q— —压井排量， 压井排量， LL /S Q — 压井排量， L / S。 Q /。 S。
1）判断溢流类型
hw V Va
102( p a p d ) w m hw
w 溢流密度，g / cm 3；
pa、 pd为关井套压和关井立压
hw 溢流高度，米；
Va—每确定溢流类型，选取安全附加当量钻井液密度和 安全附加压力。 w—在1.07---1.20g/cm3之间为盐水。 w—在0.12---0.36g/cm3之间为天然气。 w—在0.36---1.07g/cm3之间为油或混合气体溢流。
压井时，压井排量一般取钻进时排量的1/3—1/2。
5）计算压井循环时的立管总压力
•初始压井立管压力
ps=pd+po
ps—初始压井循环立 管压力， MPa； pd—关井立管压力， MPa； po—压井排量循环立 管压力， MPa；
•终了循环立管压力 1 PF p0 9.81( k 1 ) H 0
一、常规压井法的优点
• 常规压井法是最常用的压井方法，也是控 制井涌最合适的方法，在油田有广泛的应 用。它突出优点表现在： • 1.它是一个通用的方法，隋时使用。 • 2.能处理发生井涌时遇到的各种复杂情况。 • 3.简单而易使用。 • 4.包括了其它方法忽略的一些情况。 • 5.实用已被实践所证明。
工程师法压井基础知识
工程师法压井（节流循环法）基础知识一、压井基本数据计算：1、判断溢流类型(1)首先计算溢流在环空中占据的高度h w=△V/V ah w一溢流在环空中占据的高度， m；△V一钻井液增量，㎡；V a一溢流所在位置井眼单位环空容积，m3/m。
(2)计算溢流物的密度ρw=ρm-（P a-P d）/0.00981 h wρw一溢流物的密度，g/cm3；ρm一当前井内泥浆密度， g/cm3；P a一关井套压, MPa;P d一关井立压, MPa。
如果ρw在0. 12-0. 36g/cm之间, 则为天然气溢流。
如果ρw在0. 36-1. 07g/cm之间, 则为油溢流或混合流体溢流。
如果ρw在1. 07-1. 20g/cm之间, 则为盐水溢流。
2、地层压力P p=P d+ρm gH3、压井钻井液密度ρk=ρm+P d/gHρk一压井液密度，g/cm3；压井钻井液密度的最后确定要根据溢流物类型考虑安全附加值, 同时其计算结果要适当取大。
4、初始循环压力压井钻井液刚开始泵入钻柱时的立管压力称为初始循环压力。
PTi=Pd+PLPTi一初始循环压力，MPa；PL一低泵速泵压, 即压井排量下的泵压，MPa；5、终了循环压力压井钻井液到达钻头时的立管压力称为终了循环压力。
P Tf=(ρk/ρm)P L6、压井钻井液从地面到达钻头的时间t d=1000V d/60Qt d一压井钻井液从地面到达钻头的时间，min；V d一钻具内容积，m2；Q一压井排量(地泵冲试验排量）, 1/s ；7、压井钻井液从钻头到达地面的时间t a=1000V a/60Qt a一压井钻井液从钻头到达地面的时间, min；V a一环空容积, m2；二、压井方法：工程师法压井工程师法压井是指发现溢流关并后，先配制压井钻井液，然后将配制好的压井液直接泵入井内，在一个循环周内同时将溢流排除并重建压力平衡的方法，在压井过程中保持井底压力不变。
1、压井步骤(1)录取关井资料，计算压井数据，填写压井施工单。
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。
计算
常用压井计算公式：
4.初始循环压力：
PTi= Psd+ Pst+ Pe PTi—初始循环压力，Mpa Psd—关井立管压力，Mpa Pst—不同排量时循环压力(低泵速泵压)，Mpa Pe—附加压力，Mpa
初始压井立管压力
pTi=pd+pci
总容积
V=V1+V2
（9---7）
V—钻具内容积与环空容积之和，m3。 所需加重钻井液量一般取总容积之和的1.5---2倍。
根据新浆总体积V求重晶石的重量
G---配制定量新浆所需加重料的重量
根据原钻井液体积V0求重晶石的重量
重晶石的重量:
G1
SV0 (1 0 ) S 1
加重剂密度4.25 g/cm3
（9---10）
pTi—初始压井循环立管压力，Mpa； pd—关井立管压力，Mpa； pci—压井排量循环立管压力， (低泵速泵压) Mpa。
常用压井计算公式：
5、终了循环压力：
Pcf=ρmi/ρm× Psd
Pcf—终了循环压力，Mpa
ρmi—压井时所需钻井液密度，g/cm3
ρm—关井时钻柱内钻井液密度，g/cm3 Psd—关井立管压力，Mpa
终了循环立管压力
p
Tf
k m
pci
(9---11)
p — 终了循环立管压力，MPa。
Tf
例1 已知压力=43.00MPa,井深=3200m. 求 (1)压力梯度 (2)当量钻井液密度. 解 (1)压力梯度=43MPa / 3200=13.445KPa / m
(2)当量钻井液密度=13.445KPa /9.8=I.37
（4）计算注入加重钻井液的时间 ---注满环形空间所需时间
压井
常规压井的基本原则：在整个压井过程中，始终保证作用于产层的压力之和等于或稍大于产层压力1、在整个压井过程中，始终保持压井排量不变。
2、采用小排量压井，一般压井排量为钻进排量的1/2～1/3。
3、压井液量为井筒有效容积的1.5～2倍。
4、通过控制井口回压（立、套压），来达到控制井内压力的目的。
5、保证压井施工的连续性。
一、压井计算与准备工作1、圈闭压力的判断和释放2、溢流流体的判断0.12～0.36g/cm3天然气0.37～0.6油0.61～0.84油水混合0.85～1.08水ρi=ρ原-（P套-P立）/0.0098HH=Q/VQ--溢流量V--环空3、地层压力Pp=P内+P立=P立+ρ原0.0098H4、压井钻井液密度ρ压=ρ原+P立/0.0098H+ρ附5、初始立压P初=P循+P立P正常/P循=（Q正常/Q低泵冲）2P循=P立+P低泵冲6、终了压力P终=ρ压/ρ原·P循7、关井极限套压P套极限＜0.0098H（ρ破-ρ原）P套极限＜0.0099H（ρ破-ρ压）8、压井液量计算 油井取1.5，气井取2Q=2（Q铤内+Q铤环+Q杆内+Q杆环）9、压井总时间T=2×V总/60Q压10、压井液从井口到钻头时间T=（V杆内+V铤内）/60Q压11、压井液从钻头到井口时间T=（V杆环+V铤环）/60Q压12、气体的运移速度：由于：P（关井套压1）=P（井底压力或气体位置）-ρ（钻井液）gH(气体位置1）P（关井套压2）=P（井底压力或气体位置）-ρ（钻井液）gH(气体位置2）因此：P（关井套压2）-P（关井套压1）=ρ（钻井液）gH(气体位置2）-ρ（钻井液）gH(气体位置1）因此：H（气体运移距离）=P（关井套压2）-P（关井套压1）/ρ（钻井液）g因此：ν(气体运移速度）=H（气体运移距离）/(t2-t1)。
常规压井技术.
讲授内容
常 规 压 井 技 术
1 2 3 4
压井基本原理 压井基本数据计算 常用压井方法 压井案例分析
一、压井基本原理
常 就是向失去压力平衡的井内泵入高密 规 压 度的压井液，并始终控制井底压力略大于 井 技 地层压力，不出现新的溢流，以重建和恢 术 复压力平衡的作业。
压井:
一、压井基本原理
常 压井是以U型管原理为依据。利用地面 规 压 节流阀产生的阻力（即回压）和井内液柱 井 技 压力所形成的井底压力来平衡地层压力， 术 实现压井的基本原则。
合并：ρ w=ρm-102(Pa- Pd )/hw
hw＝ΔV/ Va
二、压井基本数据计算
1、溢流种类的判别 常 规 压 井 技 术
ΔV为溢流量L Va为环空的容积系数L
ρ w—地层流体密度， g/cm3；
ρm—原钻井液密度， g/cm3； Pa—关井套管压力， MPa； Pd—关井立管压力， MPa； ΔV—钻井液池钻井液增量， m3；
Va—溢流所在环空截面积， m3/m；
hw－地层流体在环空所占高度， m。
二、压井基本数据计算
1、溢流种类的判别 常 规 压 流种类。 当溢流进入井内流体密度为： a. 0.12--0.36g/cm3之间，则为天然气溢流。 b. 0.36--1.07g/cm3之间，则为油溢流或混合 流体。 c. 1.07--1.20g/cm3之间，则为盐水溢流。
Ｌ2 ＋…＋（Ｄhn2—Ｄpn2）Ｌn ）]/4
总容积：Ｖ＝Ｖ1＋Ｖ2
二、压井基本数据计算
3、钻柱内外容积及压井泥浆量 常 规 压 井 技 术
式中：Ｄ——钻具内径，m； Ｄh——井径或套管内径，m； Ｄp——钻具外径，m； Ｌ——钻具或井段长度，m。 所需压井液量一般取总容积的1.5～2 倍。
井下作业计算用公式
一、压井液密度：HKP =ρ╳100 ρ：压井液密度(g/cm 3)、K ：系数（1.1～1.15）、 P ：地层压力（Mpa ） H ：油层中部深度（m ）。
二、压力梯度：K ＝1212H H P P -- K ：压力梯度(Mpa/m)、 P 1：第一点压力（Mpa ）、 P 2：第一点压力（Mpa ）、H 1：第一次深度（m ）、H 2：第二次深度（m ）。
三、渗透率由（达西定律）Q ＝L P KA μ∆得： K=P A L Q ∆μ K ：渗透率(毫达西μm 2)、 Q ：流量（cm 3/s ）、L ：岩石长度（cm ）、 A ：岩石截面积（cm 2）、P ∆：两端压差（Mpa ）、 μ：原油粘度(mpa/s)。
四、卡 点： L=K λ÷P 系数的计算：K ＝2.1 X 1 04 X 4π(D 2—d 2) L ：卡点深度（m ）、 K ：系数(21/2油管2450、27/8钻杆3800)λ：平均伸长量（cm ）、P ：平均拉力（KN ）。
D ：外径（换算单位cm ）、d ：内径（换算单位cm ）。
五、注灰类： 1、水泥浆：V=G )(211ρρρρρ-- 2、干 灰： G=V 1ρρρρρ--12 3、清 水： Q=V －1ρG4、顶替量：V 顶=(H －VoV )V '＋V 附 V ：水泥浆量（L ）、G ：干灰量（kg ）、ρ：清水密度(kg/dm)、 ρ1：干灰密度(kg/dm)、ρ2：水泥浆密度(kg/dm)。
Q ：清水量（L ） V 顶：顶替量（L ）、 H ：油管长度(m)、 V ：灰量(L/m)、 V o ：环空容积(L/m)、 V '：油管容积(L/m)、 V 附：附加量（L ）。
六、酸化类：总 液 量： V=π(R 2－r 2)H ϕ V ：总液量（m 3） R ：酸处理半径（m ）、r ：套管半径（m ）H ：油层厚度（m ）、ϕ：孔隙度商品酸用量： Q 盐＝Z X 稀ρV Q 盐：商品酸用量（吨）、V ：总液量（m 3） ρ稀：稀酸密度、X ：稀酸浓度（10~15%）、Z ：商品盐酸密度（31% 1.155） 清水 用量： Q 水＝V －盐盐ρQ Q 水：清水用量（吨）、Q 盐：商品酸用量（吨）、 ρ盐：商品盐酸密度（31% 1.155）添加剂： Q 添＝（Q 盐＋Q 水）╳（x ％）Q 添：添加剂（吨）、Q 盐：商品酸用量（吨）、Q 水：清水用量（吨）、（x ％）：所用添加剂的百分比。
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。
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p — 关井立管压力， MPa 。
d
e — 安全附加值， g / cm 3。
Pe 0.05---0.1g/cm3(油井) 09.07.20020.07---0.15g/cm3 (气层)
(3)依据地层压力计 算压井钻井液密度
(3)依据关井立管压力计
Ⅱ 压井过程中出现的套压峰值，二次循环法（司钻 法）较大，边循环边加重法次之，一次循环法（工程 师法）较小。
Ⅲ 压井过程中给地层施加的应力，尤其是给浅部地 层施加的应力峰值，二次循环法（司钻法）较大，边 循环边加重法次之，一次循环法（工程师法）较小。
Ⅳ 几种方法中，边循环边加重法施工难度大。
09.07.2020
09.07.2020
(7)计算压井循环时的立管总压力
初始循环立管压力 pTi=pd+pci
pTi—初始循环立管压力，Mpa； pd—关井立管压力，Mpa； pci—压井排量循环立管压力(低泵速泵压)，Mpa。
终了循环立管压力
PTf=Pci × ρK/ρm
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关井后立管压力
井内压力平衡关系
井底常压法压井
工程师压井法 司钻压井法
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司钻法
二次循环法。压井过程中需要循 环两周钻井液。
第一循环周，用原浆将环空中的 井侵气体顶替到地面，同时配制压井 钻井液。
第二循环周，用压井钻井液将原 浆顶替到地面。
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司钻法压井保持井底常压原理
两步循环法
用原浆排出溢流 用重泥浆压井
5.95MPa
7MPa
12.6MP
循环时溢流在环空内上升的情况，溢流运移减少液柱压力
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司钻法压井压力控制曲线
PT=Pd+Pc
p
pa
pTi
pa
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Pp+Pta
ta td
t
ta 动画
2.第一周循环时井内压力关系 管柱内：
P泵I+P液柱-P管柱摩阻= P井底 P泵I= P立压+P低泵速
L —钻具长度， m。
经验公式：V=D2/2 (m3/km)
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（4）计算钻柱内容积及加重钻井液量--环空容积V2
V2
4
Dh12
Dp12L1
Dh22
Dp22L2
V2 —环空容积， m3。
Dh —井眼直径或套管内径 m；，
Dp —钻具外径， m；
L —钻具或井段长m， 。
09.07.2020
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压井循环时立管总压力
PT=Pd+△Pcs+Pe
PT—压井循环时立管压力，Mpa Pd—关井立管压力，Mpa △Pcs—循环压耗，Mpa Pe—附加压力，Mpa
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初始循环压力：
pTi=pd+pci
pTi—初始压井循环立管压力，Mpa； pd—关井立管压力，Mpa；
H---垂直液柱高度
Pd Pa Pp
(一)计算压井所需的基本数据
（2）用密度判断溢流类型
hw
V Va
w
m
102
( pa hw
pd )
h w 溢流高度，米；
w 溢流密度，
g / cm 3；
V 钻井液池钻井液增量。
Va—每米环空容积
Pd---关井立压 Pa---关井套压压
w—在1.07---1.20g/cm3之间为盐水。
Gm—原钻井液压力梯度， Mpa/m（0.0098 m)
Hf—套管鞋处漏层井深，m。
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(二)填写压井施工单
根据计算出的各项压井 数据和关井前后的记录数据， 认真、准确的填写好压井施 工单，作为施工的依据
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压井施工单
预录取数据 关井数据 地层压力 压井液密度 第一循环各项压力(初始循环压力) 第二循环各项压力(终了循环压力) 地面到井口循环时间和冲数 井口到地面循环时间和冲数
第三单元
常规压井
井底常压法压井
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一、压井的基本方法 二、井底常压法压井原理 三、井底常压法压井步骤 四、压井注意事项
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一.压井的基本方法
按
排
污 1.先排污,再循环压井(司钻法)
和 加
2.等待加重,再循环压井(工程师法)
重 3.立刻开始,边循环边加重不关井
的 顺
w—在1.07---1.20g/cm3之间为盐水。 w—在0.12-0.36g/cm3之间为天然气。
w—在0.36---1.07g/cm3之间为油或混合 气体溢流。
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（2）用压力梯度判断溢流类型
G溢= G作业流体-(p关套- p关油)/hw
G溢-----溢流的压力梯度
G作业流体-----作业流体的压力梯度 p关套-----初始关井套压
（6）根据新浆总体积V求重晶石的重量
09.07.2020
S
加重剂密度4.25 g/cm3
1
压井液密度.
0
原浆密度.
G---配制定量新浆所需加重料的重量
（6）根据原钻井液体积V0求重晶石的重量
重晶 石的 重量
G1
SV0(10) S 1
S
加重剂密度4.25 g/cm3
1
压井液密度.
0
原浆密度.
V0------原钻井液容积,立方米 G1------定量钻井液加重时所需加重材料的重量吨
P井底= P地层
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1、关井后 井内压力平衡关系
管柱内：
P立压+P静液柱=P井底 环空内：
P液柱
P套压+P环空液柱=P井底
09.07.2020
P立
压
P套压
P井底
司钻法第一循环井筒压力的变化
3.5MPa
10.5MPa
10.5MPa 10.5MPPa
k
102
(pp H
pe )
k — 压井钻井液密度， g / cm 3。
p p — 地层压力， MPa 。
pe — 安全附加值， MPa 。
H — 产层垂直井深， m 。
Pe油井：1.5-3.5MPa 09.07.20气20 井：3.0-5.0MPa
(3)据关井立管压力计算压井钻井液密度
102 p
P泵I称为—--初始循环立压
环空内：
P套压+ P套液柱+P套管摩阻= P井底
09.07.2020
溢流全部循环出井，循环结束时,停泵、关井后：
w—在0.12-0.36g/cm3之间为天然气。
w09—.07.在20200 .36---1.07g/cm3之间为油或混合气体溢流
（2）用密度判断溢流类型
根据（9---1）（9---2）两式确定溢流类型，选 取安全附加当量钻井液密度和安全附加压力。
Pe油井：1.5-3.5MPa 0.05---0.1g/cm3(油井) 气井：3.0-5.0MPa 0.07---0.15g/cm3 (气层)
关井套管压力 Pa
压井参数
安全附加当量钻井液密度
压井钻井液密度
k
初始循环总压力
pTi
钻杆内充满时间 t1
压井钻井液密度增量
压井排量
Q
终了循环立管总压力
PTf
环空充满时间
t2
(三)司钻压井法压井原理图解压井步骤
地面压力加上液柱压力使井底压 力等于或稍大于地层压力,在保证没 有新的溢流的前提下将压井流体充满 井筒。
t1— 注满钻柱内容积所需时间，m in；
V1— 钻具内容积， m 3； Q — 压井排量，L / S。
t1=
V1
（分）
60Q
钻柱内：Td=Vd/Q 环空内：Ta=Va/Q
09.07.2020
（5）计算注入加重钻井液的时间 ---注满环形空间所需时间
t2
1000V2 60Q
t2 — 注满环空所需时间，
pci—压井排量循环立管压力， (低泵速泵压) Mpa。
09.07.2020
终了循环立管压力
PTf=ρK/ρm×Pci
---钻井液密度
ρK----压井液密度
Pci---低泵速泵压 PTf---终了循环立管压力
09.07.2020
(8)计算最大允许关井套压
pa=（Gf–Gm）Hf
pa——最大允许关井套压，Mpa； Gf—地层破裂压力梯度，Mpa/m；
核心：井底常压(P地层=P井底） 特点： 留出时间准备重泥浆
控制简单
缺点： 压井时间较长，井口压力较高
09.07.2020
工程师法 一次循环法。压井过程中 只需要循环一 周钻井液。 配制压井钻井液。 用压井钻井液将环空中井侵流体顶替到 地面，直到重钻井液返出地面。
09.07.2020
三、井底常压法压井步骤 ----司钻压井法
09.07.2020
压井施工单
预先记录数据
井号：
日期：
填写人：
井深：
垂直井深
套管尺寸/重量/纲级：
层位：
井眼尺寸：
套管抗内压强度：
钻杆尺寸/重量：
钻杆容积系数：V1
环空容积系数
V2
一号泵
压井排量
循环压力
地层破裂压力： Pf
二号泵
压井排量
循环压力
溢流后关井记录
井深：
垂直井深：
层位：
溢流量：△V
关井立管压力：Pd
管柱内：
Pd+Pm=Pb 环空内：