1、第六章 油气井压力预测与控制,第一节 地层压力及其预测,一、 地下各种压力概念,1. 静液压力静液压力是由液柱重量引起的压力。如果静液压力用ph表示，则,单位高度(或深度)增加的压力值称为压力梯度，静液压力梯度可表示为,第六章 第一节 地层压力及其预测,静液压力梯度受液体密度的影响和含盐浓度、气体的浓度以及温度梯度的影响。油气井钻井中遇到的有代表性的平均静液压力梯度有两类：,第六章 第一节 地层压力及其预测,淡水和淡盐水盆地，GDh为0.0098 MPam,盐水盆地，GDh为0.0105 MPam,2. 上覆岩层压力某处地层上覆岩层压力是指覆盖在该地层以上的地层基质(岩石)和孔隙中流体(油气水
2、)的总重量造成的压力。如果用pob表示上覆岩层压力，且沿垂直高度h内各参数取平均值，则,岩石密度与孔隙度的大小和埋藏的深度有关。,3. 地层压力地层压力是指作用在岩石孔隙内流体(油气水)上的压力，也叫地层孔隙压力。地层压力用pp来表示。正常地层压力等于从地表到地下该地层处的静液压力,其值大小与沉积环境有关。根据式(6-2)的计算原理，可求得大多数正常地层压力梯度为GDp=0.0107 MPam。,ppph，异常高压,ppph，异常低压,第六章 第一节 地层压力及其预测,4. 基岩应力上覆岩层的重量是由岩石颗粒和孔隙内的流体共同支撑的。没有被孔隙内流体所承担的那部分上覆岩层压力称为基岩应力。如果
3、用表示基岩应力,在正常的压力环境中(pp=ph)，由于颗粒和颗粒间相互接触，岩石基体支撑着上覆岩层重量，而这个直接的颗粒间应力的减少(0)，将导致孔隙内流体支撑起部分上覆岩层，而形成异常高压(ppph)。,第六章 第一节 地层压力及其预测,多年来发展了数种预测异常高压的技术，其中有在钻井施工前进行的地球物理预测方法，也有钻井过程中应用的钻井参数方法和其他方法。目前在国内使用最多的方法是声波测井法和dc指数法。,1. 地球物理方法,地震资料法 声波测井法电阻率测井法,地球物理方法,二、 地层压力的预测原理与方法,第六章 第一节 地层压力及其预测,(1) 地震资料法因为地震波是一种弹性波，其传播速
4、度与岩石致密程度有关。通常，岩石愈致密，波的传播速度愈快，传播时间愈短。在正常压力梯度下，岩石的致密程度随深度而增大，因此地震波传播速度亦随深度而增大，其传播时间随深度而减小。当地层出现异常高压(ppph)时，岩石致密度下降，地震波传播速度减小，传播时间增大，人们可根据这一特性来解释地震波与井深的关系曲线，从而预报异常高压。这种方法一般用在钻井施工前的初步预测。,第六章 第一节 地层压力及其预测,1) 预测原理声波传播速度主要是孔隙度和岩性的函数。如果岩性为泥页岩时，则声波测井主要反映孔隙度的变化。,在正常压力地层中，随深度增大，地层压实程度增强，孔隙度下降，则声波传播速度加快，传播时间减少。
5、深度D与传播时间tn的对数之间呈一条正常趋势线。,(2) 声波测井法,第六章 第一节 地层压力及其预测,在异常高压地层中，由于欠压实，孔隙度加大，传播时间t将偏离正常趋势线，其数值大于正常值。偏离值tsh(角标sh表示泥页岩层，tsh=to-tn)越大，地层压力越高。根据大量数据可得出一定地区GDp和tsh之间的关系曲线。,第六章 第一节 地层压力及其预测,地区经验曲线法,地区经验曲线法：绘制该地区lgt与D的正常趋势线，图上开始偏离正常趋势线的点即为异常压力的顶界。先确定tsh=to(异常)-tn(正常)，而后根据该地区关系曲线查出GDp，则,to,当量深度法,2) 预测方法,当量深度法：,
6、在连续沉积盆地，声波传播时间的正常趋势反映了地层,第六章 第一节 地层压力及其预测,的正常压实趋势。当地层压力异常时，如图6-3中a点，地层欠压实，基岩应力下降。由于地层有正常压实的趋势，可在正常压力段找出一点e，其值与之相等。相应深度De称为当量深度，如图所示。,正常压力段深度De的e易于求出：,第六章 第一节 地层压力及其预测,由于深度Da处的a=e，则a点处的地层压力计算式为,(3) 电阻率测井法电阻率测井法的预测原理：在正常压力地层中，随深度增大，地层压实程度加大，孔隙度减小，导电流体也减少，页岩电阻率加大。在一定的地区，页岩电阻率(对数)与井深之间存在一条正常趋势线；在异常压力地层中
7、，由于地层欠压实，孔隙度增大，地层流体多，地温高，页岩电阻率向着低于正常电阻率的一侧偏离正常趋势线，其偏离值越大，地层压力越高。,to，C正常压实趋势线的截距和斜率,第六章 第一节 地层压力及其预测, 1) 工作原理d(或dc)指数法是利用泥页岩的压实规律及欠压实地层机械钻速增大的特性和压差影响机械钻速的原理，同时考虑了钻井参数对机械钻速的影响来监测地层压力的。根据钻速与转速、钻压及钻头直径之间的关系，并考虑保持d的数值与英制单位时相同，则可得,2. 钻井过程中预测地层压力的方法,(1) d(或dc)指数法20世纪60年代以来，人们了解了机械钻速和地层压力之间的关系，并在此基础上发展了一种改进
8、机械钻速预测地层压力的方法，称为d(或dc)指数法。,第六章 第一节 地层压力及其预测,在正常压力条件下，随着深度加大，vpe下降，d指数增大，且d与D之间呈一条正常趋势线。在压力过渡带和异常高压地层，由于地层欠压实和井底压差减小，vpe加大，d指数下降，通过其与正常趋势线偏离值的大小，可以预报出地层压力。,第六章 第一节 地层压力及其预测,d指数法的前提之一是保持钻井液密度不变，但这在生产中难以达到，尤其在进入压力过渡带后，为了安全起见，需增加钻井液密度，这样，d指数便随之升高，影响了它的正常显示。为了消除此影响，于是提出了修正的d指数，即dc指数法，表达式为,2) 预测方法,应收集的现场资
9、料有：井深、地层岩性、钻时、钻压、转速、泵压、排量、钻头尺寸及类型、密度、粘度、流变性。要求取全取准资料，并舍去非正常的钻井,第六章 第一节 地层压力及其预测,计算dc指数，绘制dc与D的关系曲线：按式(6-7)计算dc指数，并将计算的dc值点在dc与D的录井图上，如图示。,建立dc指数正常趋势线方程：要求取过渡带前大于300 m的井段为回归段。使正常趋势线通过大多数泥岩点。 回归方程形式为 ：,数据和非泥岩、页岩数据。,第六章 第一节 地层压力及其预测,回归所得方程的相关系数必须大于规定值(一般暂定为0.7)。在条件不具备时，可借用相邻或相似地质条件或邻井的趋势线参数值。,计算地层压力：利用
10、趋势线方程计算或从图上查出相应深度的dcn值，再选用下面推荐的四种求地层压力公式，定量地计算出地层压力的大小。,对数式：,当量深度式：,第六章 第一节 地层压力及其预测,反算式：,伊顿(Eton)式：,一些油田经过研究对比，认为反算式比较符合实际。因此，将求出的正常趋势线方程和式(6-7)代入反算式，便可直接求得实际地层压力时流体密度公式为： ,第六章 第一节 地层压力及其预测,它是利用钻速方程把影响钻速的诸因素修正成标准值，唯一将压差(当量循环密度与地层压力之差)孤立出来。当井内的当量循环密度为一常数时，标准化钻速值的变化，可以直接反映出所钻地层孔隙压力的变化。据有关资料介绍，该方法能监测到
11、地层压力很小的变化，但因其分析计算较繁琐，从而限制了它的广泛应用。,3.其它方法地层压力还可利用页岩密度法、岩屑情况变化分析、化石资料、钻井液返出温度及钻井液中天然气、氯化物含量变化等预测，具体方法可参阅有关文献。,(2) 标准化钻速法,第六章 第一节 地层压力及其预测,第二节 地层破裂压力及其预测,一、 地层破裂压力及破裂压力梯度,地层破裂压力：在井中一定深度处的地层，其承受压力的能力是有限的，当压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称为地层的破裂压力pf。地层破裂压力的大小取决于许多因素，如上覆岩层压力、地层压力、岩性、地层年代、埋藏深度以及该处岩石的应力状态。为了衡量某一深度D的破裂压力
12、的大小，引入地层破裂压力梯度GDf的概念。,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,破裂压力预测方法,哈伯特威利斯法 马修斯凯顿法 伊顿法 黄荣樽法 安德森法,二、 地层破裂压力预测方法,哈伯特威利斯法破裂传播压力必须大约等于最小主应力。并认为在发生正断层作用的地区，最大主应力是大致垂直且等于上覆岩层的有效压力，而最小应力应,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,马修斯凯顿法引入了变数基岩应力系数Ki（可变的水平与垂直应力比）。,是水平的且大多数大概在上覆岩层有效压力的1/21/3之间。,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,伊顿法:1969年，伊顿假设地层是弹性体，并用泊松比把水平应力H和垂向
13、应力z联系起来，给出了地层破裂压力梯度公式,伊顿认为，上覆岩层压力pob和泊松比都随深度而变化，地层破裂压力梯度GDf也随深度而变化，因而比较接近实际。,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,a.分析测井资料或用d指数法，确定pp；b.根据密度测井资料，计算并绘制该地区pob与D的关系曲线；c.根据实际压裂资料，挤水泥资料和井漏值，取得地层破裂压力数据；d.用已知的pp、pf和pob，计算并绘制与D的关系曲线；e.用pob，pp和的数值，由公式计算任一深度的GDf，得出地区性的破裂压力梯度预测曲线。,应用伊顿法预测地层破裂压力梯度的步骤是：,黄荣樽法:黄荣樽根据弹性力学的理论，导出了井壁上最容
14、易压开裂缝处的有效切向正应力的表达式，并且认为地层的破裂是由于增大井内流体压力使井壁上的有效切,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,向正应力减小为零(当存在原生裂缝时)或变为负值并超过地层的抗拉强度hT(当井壁上无原生裂缝时)的结果。结合水平向的两个主地应力计算方法，黄荣樽提出计算破裂压力的解析式为,K非均匀的地质构造应力系数，K=-3；，水平两个主方向的构造应力系数。,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,黄荣樽法的具体应用步骤是：1) 三轴岩石力学试验：主要是在高压室中对圆柱岩样施加不同围压的压缩试验。通过试验确定岩的泊松,式中o围压pcir为零时的泊松比；m，n取决于岩性的常数。考虑到
15、地层重力场的作用，岩层在某深度D处的围压pcir的计算式为,联立式(6-13)和式(6-14)便可解得D深度处的pcir值和地层的泊松比值。,比。岩石的泊松比与其所处的深度有关，通过岩石的三轴压力试验发现是随围压的升高而增大。经过分析，提出计算的指数方程,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,2) 现场地层破裂压力试验：这是为了确定地下岩层的构造应力系数而进行的。一般在一个油田断块或一个探区只需进行12口井便可满足要求，但为了准确地确定构造应力系数，需在套管鞋下方的压裂段地层中在试验前取一筒岩心，供测试泊松比之用。,关闭环形空间，要求在环空井口安装精密压力表记录压力的变化。用水泥车以低速(大约
16、为5080 Lmin)缓慢地启动泵并向井内注入钻井液；记录各个时间的泵入量和相应的井口环空压力。做出以井口压力与泵入量为坐标的试验曲线，如泵排量不变时，亦可做出井口压力和泵入时间的关系曲线。在进行液压试验时，要注意确定下述的压力值(如图6-5所示，此图为实测曲线)：,地层破裂压力试验的具体要求如下所述。,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,漏失压力pl:即开始偏离直线之点的压力，其后压力仍上升。 开裂压力pf:压力最大之点。反映了液压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。,延伸压力pex:压力趋于平缓的点。它使裂缝向远处扩展延伸。,瞬时停泵压力ps:当裂缝延伸
17、到离开井壁应力集中区，即6倍井眼半径以远时(估计从破裂点起约历时1 min左右)，进行瞬间停泵。记录下停泵时的压力ps，由于此,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,时裂缝仍开启，ps应与垂直裂缝的最小地应力y值相平衡，即有ps=y。此后，由于停泵时间的延长，钻井液向裂缝两壁渗滤，但液压下降。由于地应力的作用，裂缝将闭合。,裂缝重新张开压力pre:瞬时停泵后启动注入泵，从而使闭合的裂缝重新张开。由于张开闭合裂缝所需的压力pre与开裂压力pf相比不需要克服岩石的抗拉强度，因此可以近似地认为破裂层的抗拉强度等于这两个压力的差值，即有,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测, 从图中查得pf和pre对
18、应的井口泵压，于是根据(6-15)式直接计算出hT值。从试验曲线上确定地层开裂时的井口泵压(如果考虑pl为最大许可压力，也可用此值)，其与静液压力之和为破裂压力pf值。破裂层岩心经过室内试验确定，再求出对应深度处的pob及正常孔隙压力pp值。将得到的pf ， ，hT ，pob和pp值代入公式(6-12)便可算出K值。,现在进一步明确一下如何利用上述破裂压力试验求取预测公式(6-12)中的有关参数：,3) 各种参数确定之后，便可用黄荣樽法计算地层破裂压力。,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,安德森法由于地层破裂压力预测公式中均含有泊松比值，安德森(Anderson)认为砂岩中的泥质含量对其值
19、影响很大。因为砂岩中的泥质本质上起着颗粒间塑性胶结物的作用，对砂岩的形变有明显的影响。因此，他提出可以通过建立与泥质含量的关系来求得.声波、密度和中子测井的组合能计算地层的泥质含量，其计算式为 ：,Ish地层的泥质指数，%； s声波时差求得的地层总孔隙度，%；,d密度测井求得的地层有效孔隙度，%,式中：,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,安德森提出的地层破裂压力预测公式是：,此式是在假定无构造应力，地层抗张强度为零并取均匀水平地应力基础上而得出的。由此得,将现场破裂压力试验求得pf值代入(6-18)式，便可求得，再将此值与相应地层的Ish值做出关系图。根据墨西哥湾地区12口井中进行29次破
20、裂压力试验得到的数据绘图及利用(6-18)式计算出的值，表明与Ish有很,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,式中，系数A和B随不同地区或不同构造而异，需要建立各个不同地区的关系式。,好的线性关系，因此，可用直线公式拟合。,以上介绍三种预测破裂压力方法都仅适用于连续沉积的地层，对于地质不整合的地层、风化带和破碎带等地层，其破裂压力往往低于计算的破裂压力，钻进这些层段常常会发生意外的漏失事故。在这些情况下，预测地层破裂压力时，应当考虑到地质环境的影响。,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,安德森法,哈伯特威利斯法,马修斯凯顿法,伊顿法,黄荣樽法,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,地层压力
21、剖面的应用：,套管下入深度的选择,欠平衡坍塌卡钻,当量钻井液密度,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,过平衡井漏,设计套管程序,第六章 第二节 地层压力破裂及其预测,在钻井过程中，一方面有地层孔隙中的流体压力pp；另一方面有钻井液柱形成的静液压力pdh。在正常钻进情况下，正是用pdh来平衡pp，保持pdh略大于pp的平衡条件下进行钻井的。当pdh大于pp过多时，会造成机械钻速慢，压差卡钻多，同时在钻进时油气显示不好；当超过pf后将形成井漏或地下井喷；当pdh小于pp时，地层流体将向井内流动，这种现象称为井涌(或叫溢流)。此时若不及时进行压井作业，使这种流动失去控制则会形成井喷。如果在地面失去
22、控制，称为地面井喷，如果这种流动进入裸露地层，则称为地下井喷。,第三节 地层井眼系统的压力控制,一、失去压力平衡的原因,地层压力掌握得不确切 钻井液液柱高度降低 钻井液密度降低 井内压力激动 起钻抽汲压力,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制,二、气侵对钻井液液柱压力的影响,1 气侵时，气体以游离态均匀分布在钻井液中,以微小气泡吸附在钻井液中颗粒的表面，随着钻井液的循环上返。由于气体是可压缩的，气泡在上升的过程中由于所处的压力不断减小，体积就会逐渐膨胀增大。因此受气侵后，环空不同深度处的钻井液密度是不同的，不能以地面气侵钻井液密度乘以井深来计算井内钻井液柱压力。 这种情况下，即使返到地面时的
23、钻井液气侵得厉害，形成许多泡沫因而使密度降低很多，但井底咱井液柱压力的减少并不一定很大。,通过分析可以建立分析任一井深处气侵钻井液密度及井底液柱压力降低值,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制,均匀气侵时，井底钻井液液柱压力降低并不明显。,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制,2 井下积聚气柱，造成钻井液自动外溢和井喷的条件,显然，,将x= h及Ps =101千帕（外溢时井口是开启的）代入，,设井下有一段气柱或严重气侵的钻井液，高度为x米。上面未被气侵的钻井液 柱，高度为h米。钻井液密度为 m克/厘米3。井筒截面积为A米2。 作用在气柱上的初始压力为：Ps+9.81 m h（千帕），气柱的
24、初始体积为：Ax米3。 如果钻井液液柱高度减少h，则作用在气柱上的压力将减少为Ps+9.81 m （h- h ） （千帕）而气柱将发生膨胀而高度将增加x ，膨胀后最终体积米A(x+ x) 。 可以认为气体膨胀为等温过程,气柱聚积体积超过其上面的将喷出钻井液体积。在停止循环的情况下，积聚起这样大量的气柱是不大可能发生的。,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制,小积聚量气柱上升膨胀造成外溢,设当整个钻井液及气体柱上行到距井底L米时，产生前述外溢的临界条件，此时未气侵的钻井液液柱高度为h1米，气柱高度为x1米。显然,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制, 当发现井喷预兆或井口溢流时，应立即采取关
25、井措施，其目的是：1) 尽量减少进入井内的流体量，流入量越小，越容易处理；2) 尽可能多地保持环空内的钻井液量，以减少循环压井时的井口回压；3) 取得压井数据，以确定地层压力、压井所需钻井液密度及判断流体类型。,三、关井,关井有两种方法：,硬关井法，即停泵后立即关闭多效能防喷器； 软关井法，即先打开节流阀，再关闭多效能防喷器，最后关节流阀。 软关井法可避免突然关井而产生的水击效应，但在井过程中地层流体仍要继续进入井内。目前我国多采用软关井法，现场简称为“四七动作”。,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制, 按照一定的方法往井内注入适当密度的加重钻井液来制止井涌(或称溢流)，以达到迅速恢复或重
26、建井内的压力平衡，此作业称为压井。 1. 压井基本数据的计算(1) 关井钻杆压力的确定,四、压井,关井前由于发生地层流体的侵入，地层流体压力下降，关井后地层压力开始恢复，经过一段时间后达到压力的平衡和稳定。因此关井后1015 min即可进行关井钻杆压力的确定，具体分两种情况： 1) 钻杆中未装回压阀：在关井1015 min后，即可从立管压力表直接测出。 2) 钻杆中装有回压阀：其步骤是:关井；装一个低容积的高压泵与立管相接；开始泵入，充满地面管线；逐渐加大负荷，继续泵入，使液体沿钻杆向下移动；顶开回压阀，液体开始流动的立管压力，即为关井钻杆压力。(2) 地层压力的确定把地层井眼系统看成一个压力
27、系统，则可将钻柱与环形空间视为连通的“U”形管，其底部视为井底地层。根据“U”形管压力平衡原理，知道关井时井内的压力平衡关系为,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制,当井深为Dw、钻柱内未受侵钻井液密度为d时，根据以上压力平衡关系，可得,(3) 压井所需钻井液新密度d1根据关井钻杆压力，可求出地层压力及平衡此压力所需的钻井液新密度d1，即,(4) 地层流体的判别,可以由GDf的大小，初步判断地层流体的种类。 一般: 天然气 GDf=1.084.51 kPam； 天然气与石油(盐水的混合物) GDf=4.519.03 kPam；石油或盐水 GDf=9.0311.28 kPam。,第六章 第三节
28、 地层井眼系统的压力控制,2. 压井方法,常用的压井方法:,(1) 井底压力不变的概念在循环压井时用节流阀开关来调节回压，其主要原则是保持井底压力不变，从而使井底压力与地层压力在循环压井过程中一直保持平衡关系。这样，一方面可防止地层流体进一步流入，另方面也可防止因井底压力过大而压漏地层，使井内情况复杂化。,1) 用原密度钻井液循环压井用原密度钻井液循环压井时，立管压力、井底压力和套管压力与关井时不同，将发生变化：立管压力pt：由于循环时钻井液在整个系统中有流动阻力pcs，必然加在立管压力表上，因此，pt将等于：,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制,井底压力pwf：循环到井底时，pcs的大部
29、分已损耗在钻杆和钻头水眼上，只剩下环空压力损失pla，此时：,套管压力pa：在环空井口，循环阻力已消耗完，仍保持原有的关井套管压力。由此可得压力平衡关系式,pa随气体在环空中上升，不断变化，不能通过控制套压办法来保持井底压力不变。实现井底压力不变的方法是：在保持循环压井泵速不变的条件下，控制循环时立管压力不变，使,这就需要在循环压井中通过调节节流阀来控制pt和pwf不变。,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制,可以根据这个直线关系建立一个pt随时间变化的图表，从图上可知任一时刻(任一累计冲数)的立管压力，以便在循环压井时用节流阀调节，使立管压力达到此数值 ，以实现井底压力保持不变。,2) 用
30、加重钻井液循环压井分析式(6-28)可知，当加重钻井液注入钻柱内时，钻柱内钻井液柱pdd将随时间(或总的泵冲数)成直线地增大，为了保持井底压力不变(等于pp)，必须成线性减少立管压力pt。开始循环时： 立管压力重钻井液到达井底时：立管压力,司钻法压井,例： 井深3000 m，套管1338in，下深1060 m，允许套压17.4 MPa，泵速60 冲min时泵压为21.1MPa，35 冲min 时泵压为7.0 MPa(压井泵速)，pd=1.8 MPa，pa=2.8 MPa，d=1440kg/m3，pla=0.4 MPa，环空单位长度体积0.034 m3,钻井液池体积过盈2.8 m3。,第六章 第
31、三节 地层井眼系统的压力控制,1) 先用原密度钻井液循环出受侵钻井液(图中A、B、C点)。 a. 关井。当压力稳定后测关井的pd和pa。 地层压力 pp=pd+dgDw=1.8+14409.8300010-6=44 (MPa),地层流体压力梯度,判断为气体。,b. 开始以选定的泵速(35冲min)泵入原密度钻井液(d=1440kg/m3)，开节流阀，使pa等于原关井套压2.8 MPa，此时立管压力应等于pt=pd+pcs=1.8+7.0=8.8 (MPa) 由于附加pla为0.4 MPa，则井底压力为44+0.4=44.4 MPa为了保持井底压力不变，需调节节流阀保持立管压力不变(8.8 MP
32、a)，此时气柱被循环上升，不断膨胀，到达一半井深时pa上升到6.3 MPa。,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制,c. 气体到达井口，套压最大，为10.5 MPa。此时立管压力仍保持为8.8 MPa。检查允许套压为17.4 MPa，实际套压未超过额定负荷。气体开始从节流阀排出，同时套压急剧下降。当全部受侵钻井液排出后，关井检查，此时立管压力和套压均应为1.8 MPa。准备好加重钻井液进行下一步，用加重钻井液循环压井。 压井钻井液新密度,最简便的方法是在加重钻井液到达井底以前，用保持套压(1.8 MPa)不变的方法调节节流阀，以保持井底压力不变。 当加重钻井液到达井底后，钻柱内钻井液柱压力刚
33、与地层压力平衡，此时pt=pcs=7.0 MPa。 c. 继续循环，为保持井底压力不变，需调节节流阀保持立管压力为7.0 MPa不变。加重钻井液在环空中不断上升，直至井口，此时套压应降为零。井内压力恢复平衡，关井检查时pd和pa均为零，压井结束。,2) 用加重钻井液循环压井，顶替出原有轻钻井液，以恢复井内压力平衡。 a. 开始泵入加重钻井液(1500 kg/m3)，此时pt=8.8 MPa，而pa=1.8 MPa。 b. 当加重钻井液泵入钻柱内时，钻井液柱压力不断加大，为了保持井底压力不变，使用节流阀控制来改变立管压力比较复杂。,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制,工程师法压井工程师法压井
34、如图6-7所示，与司钻法相比，其共同点是两种方法均以保持井底压力不变的原则进行循环压井，其不同点在于工程师法压井时，循环排出受侵钻井液和把加重钻井液打入井内是同时完成的，不是分两步进行。其步骤是：1) 关井，读出关井的pd，pa和V。2) 开始用加重钻井液泵入(密度求法同司钻法)，选用压井泵速进行循环。初始立管压力 pti=pd+pcs。,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制,3) 在加重钻井液到达井底之前，钻杆内原有轻钻井液被加重钻井液所顶替，立管压力随之减少；同时环空的气体循环上升，不断膨胀，套压也在不断变化。为了保持压井循环过程中井底压力不变，需找出加重钻井液到达井底之前的立管压力变化
35、规律。如图6-7所示，立管压力随时间(或总的泵冲数)应成直线减少，从开始循环时的pti=pd+pcs，到加重钻井液到达井底时的ptf=pcs。在施工时就应按照上述图表，在循环压井的任一时刻，调节节流阀，使立管压力等于图上查得的数值，以实现井底压力不变的原则。,4) 当加重钻井液进入环空后，为了保持井底压力不变，应调节节流阀，使立管压力不变，即pt=pcs。加重钻井液刚进入环空时，因气体膨胀有限，套压下降；而当气体接近地面时气体膨胀加剧，套压升高；在D点气体到达井口，套压最大；之后，气体从井口排出，套压急剧下降。5) 气体全部排出。井内仍留有轻钻井液，此时套压pa=hd(GDd1-GDd)(hd为轻钻井液在环空中所占高度)。为了保持井底压力不变，立管压力应保持不变(pt=pcs)。 轻钻井液全部替出，套压为零，压井结束。,第六章 第三节 地层井眼系统的压力控制,
