学习任务一 井底常压法压井技术.pptx
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,学习任务一井底常压法压井技术,能力目标:
能理解井底常压法压井原理;能确定一口井的最大允许关井套压;能正确确定关井立管压力和计算压井基本数据。
知识内容:
井底常压法压井原理;最大允许关井套压确定;关井立管压力的确定;压井基本数据的计算。
基本原理是:
实施压井过程中,始终保持井底压力与地层压力的平衡。
不使新的地层流体进入井内。
同时又不使控制压力过高,危机地层与设备。
最常用的压井方法有司钻法、等待加重法、循环加重法,每一种都称为井底常压法。
一、井底常压原理,继续,二、“U”型管原理,1、“U”型管的基本原理2、井底压力3、立管压力4、套管压力5、关井允许最大套管压力,“U”型管底部是一个平衡点,此处的压力只能有一个值,这个值可以通过分析任意一条腿的压力而获得。
1、“U”型管的基本原理,静止状态下,井底压力等于钻柱或环空静液柱压力。
在静止关井条件下,井底压力等于关井钻杆压力加上钻柱内静液压力或等于关井套管压力加上环空静液压力。
动态条件下,井底压力是环空静液压力、环空节流管线压力损失和套管压力的总和。
2、井底压力,3、立管压力,立管(油管)压力:
钻井液或压井液流经各处的压力损失总和初始立管压力是压井循环开始时所需的压力:
初始立管压力=低泵速泵压+关井管柱压力例1已知低泵速泵压等于4.137MPa,关井钻杆压力等于5.171MPa,求初始立管压力。
解:
初始立管压力=4.137+5.171=9.308MPa,当新钻井液或压井液到达钻头位置,并开始上返时的立管压力叫终了循环立管压力,用PF表示,PFF,1,r0,r,p009.81(rkkr11)H,式中PF-最终立管压力,Mpa;1-最新钻井液或压井液密度,,g/cm,3。
0-原钻井液或压井液密度,,g/cm,3。
k-压井浆密度,g/cm3。
P0-原低泵速泵压。
H-井深,km。
低泵速泵压,低泵速泵压是在低于钻进时正常排量的某一个排量下测定的。
使用地面防喷器的井,低排量大约是正常排量的1/3至1/2,或者是160-480L/min。
对应的泵压应该减少到正常值的1/9至1/4。
低泵速泵压实测法当钻入高压油气层时,要求每天早班用选定的压井排量进行循环实验,测得相应的立管压力值就是低泵速泵压。
并将低泵速泵压的数值及所用排量记到班报表上。
便于压井时查用。
E如果采用正常钻进时的大排量进行压井,压井时循环系统压力损耗就大,再加上关井立管压力,可能使循环立管压力超过钻井泵的额定工作压力。
E,如果采用正常钻进时的大排量进行压井,,开关节流阀时,套管压力和立管压力变化剧烈,使我们难以控制节流阀。
E如果采用正常钻进时的大排量进行压井,环空压力损失大,易发生井漏。
压井时采用低排量的原因,关井允许最大套管压力是:
在不破坏防喷设备、套管或地层条件下,一口井所能承受的最大压力。
防喷器的额定工作压力,套管抗内压强度80%与地层压裂梯度数值中最小的一个。
5、关井允许最大套管压力,防喷设备的工作压力可以从防喷装置的铭牌上观察到。
常用的有14、21、35、70、105MPa。
1)防喷设备的工作压力,套管抗内压强度又称为内压屈服压力。
可由表中查得.套管抗内压强度=1.75最小屈服强度壁厚外径例.已知套管外径=244.5mm,套管重量=59.528Kg/m,套管纲级为K55.求:
额定的抗内压强度.解:
壁厚=10mm(查表)最小屈服强度=379.225MPa破坏强度=1.75379.22510/244.5=27.143MPa,2)套管抗内压强度,地层破裂压力:
某一深度地层发生破裂时所能承受的压力。
最大允许关井套管压力=(GfGm)Hf=(钻井液密度差最薄弱地层深)9.81钻井液密度差=rfrm=压裂压力当量密度钻井液密度见例题,3)地层破裂压力,已知钻井液密度=1.27g/cm3,套管鞋深度=1067米,压力当量密度=1.71g/cm3。
求:
最大允许关井套管压力。
解:
钻井液密度差=1.711.27=0.44g/cm3最大允许关井套管压力=0.4410679.81=4.606MPa,最大允许关井套管压力例题,三、压井液密度与新钻井液密度,1、概念2、关井压力3、压井液密度4、起下钻钻井液安全增量5、新钻井液密度6、泥浆加重7、钻井液密度与压力8、两种特殊情况-司钻法与等待,压井钻井液(或压井液)密度是指恰好能平衡地层压力所用的钻井液(或压井液)密度;新钻井液密度是指压井一开始泵入到井内的钻井液(或压井液)密度。
1、概念,2、关井压力,关井钻杆压力=地层压力钻柱静液压力关井套管压力=地层压力环空静液压力,压井钻井液密度=原有钻井液密度+钻井液密度增量关井钻杆压力是平衡地层压力所需要的静液压力增量,它可以转化为:
钻井液密度增量=关井钻杆压力/(深度9.81)根据立管压力计算压井钻井液密度,3、压井钻井液密度,H,m,k,102Pd,rr,已知:
深度=3048米,钻井液密度等于1.34g/cm,3,关井钻杆压力等于4.137MPa,关井套管压力等于5.172MPa。
求:
压井液密度。
3,解:
钻井液密度增量=4.137/(3.0489.81)=0.138g/cm压井钻井液密度,=1.34+0.138=1.48g/cm,3,压井液密度计算例题,为了减少抽吸带来的液柱压力下降,应当增加一个起下钻安全增量,通常是:
0.05-0.1g/cm3(油井)0.07-0.15g/cm3(气层),4、,起下钻钻井液安全增量,新钻井液密度范围从原有的钻井液密度直到超过压井钻井液密度,同时也是区别各种类型井底常压法的唯一参考。
司钻法:
新钻井液密度=原有钻井液密度;工程师法:
新钻井液密度=压井钻井液密度;循环加重法:
新钻井液密度逐渐增加到压井钻井液密度。
如表所示。
5、新钻井液密度,井控方法一般分类,其中:
r1-新钻井液密度;rk-压井钻井液密度;r0-原钻井液密度。
0、,1,k,6、,泥浆加重,配制一定量加重浆所需加重材料的计算定量泥浆加重时需加重材料的计算,rsV(rr)G110rsr0式中G-配制定量新浆所需加重料的重量;s-重晶石密度,4.25t/m3;1-需要达到的密度,t/m3;0-原浆密度,t/m3;v1-新浆体积,m3。
见例题,1)配制一定量加重泥浆所需加重材料的计算,已知:
原浆密度0=1.20g/cm3,要加重到1=1.35g/cm3,欲配制新浆容积V1=191m3。
求:
(1)重晶石的袋数;
(2)重晶石增加的体积。
解:
(1)求重晶石的重量,r0),GrSV1(r1,根据公式,rSr0=4.25191(1.35-1.2)/(4.25-1.20)=33922Kg每袋重晶石50Kg,重晶石袋数为:
392250=799袋
(2)重晶石的体积33.922/4.25=7.982m3,配制一定量加重泥浆计算,0,1,1,r,rr,rSr1,SV0(),G,式中:
G1-定量泥浆加重时所需加重材料的重量;v0-原钻井液容积。
见例题,2)定量泥浆加重时所需加重材料的计算,已知原浆密度0=1.20g/cm3,原浆容积V0=191m3,把此浆加重到1=1.35g/cm3。
求:
(1)需重晶石多少袋;
(2)加重后泥浆总体积。
解:
(1)重晶石的重量,根据公式:
0,1,1,r,rr,rr,S1,S0,V(),G,=4.25191(1.351.2)/(4.251.35)=41.987t=41.9870.05=840袋
(2)加入重晶石占的体积=41.987/4.25=9.88m3加重后泥浆的总体积=191+9.88=201m3,定量泥浆加重计算,一、问答题:
1、关井允许最大套压值是根据什么确定的?
2、压井采用低排量的原因是什么?
低排量一般是正常排量的多少?
二、计算题:
1、压井液密度的计算。
2、泥浆加重的计算。
练习,
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