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钻井过程中井眼与地层之间压力平衡关系分析

2021-12-11田帅

油气·石油与天然气科学 2021年12期

摘要:在油田钻井过程中,要维持井眼与地层间压力平衡,防止出现钻井液漏失、溢流、井涌等现象发生,造成污染油层,严重时导致油气资源损失,危害作业人员生命安全。本文在对钻井过程中不同钻井作业工况时井底压力分析基础上,剖析引起井底压力变化因素,提出减少压力波动措施,制定钻开油气层的技术对策,可为同行提供借鉴经验。

关键词:油田钻井;压力平衡;波动压力;技术对策

1.井底与地层压力平衡关系

1.1井底压力定义

井底压力是指作用在井底上的各种压力总和,不同钻井作业工况中井底压力不同,具体可以分为停止循环时、钻井时、起钻时、下钻时、划眼时五种工况。

(1)停止循环时

井内钻井液处于静止停卡循环时,井底压力等于钻井液静液柱压力,即Pb=Pm=0.0098*ρm *Hm,式中Pb为地层压力,Pm为钻井液静液柱压力,ρm为钻井液密度,Hm为钻井深度。

(2)钻进时

钻井时井底压力等于钻井液静液柱压力+循环时的环空流动阻力,即Pb=Pm+Pbp=0.0098*ρm *Hm+ Pbp,式中Pbp为环空流动阻力,数值一般为0.7~1.5MPa。

(3)起钻时

起钻井时井底压力等于钻井液静液柱压力-抽吸压力-未及时灌满井口而产生的静液压力减少值,Pb=Pm- Psb-Pdp,Psb为抽吸压力, Pdp为未及时灌满井口而产生的静液压力减少值。

(4)下钻时

下鉆时井底压力等于钻井液静液柱压力+激动压力,即Pb=Pm+ Psw,式中Psw为激动压力。

(5)划眼时

划眼时井底压力等于钻井液静液柱压力+激动压力+环空流动阻力,即Pb=Pm+Psw+Pbp。

1.2井底压差

井底压差为井底压力与地层压力差值,即ΔP=Pb-Pp,当Pb>>Pp时,ΔP>>0,井底为过平……

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