井控技術就是控制井的技術。
井控基礎一、 壓力
壓力:壓力與力和面積有關。力的最簡單概念是物體的重量,從技術上說,壓力就是單位面積上所受的力。對固體來說,壓力産生的原因是固體受重力下拉所緻。井控中的很多壓力是由液體和氣體産生的。其概念是一樣的。不同的是液體和氣體在已知點上的壓力在各個方向均相等。
1. 地層孔隙壓力(地層壓力PP)
指儲藏在某一深度地層岩石孔隙或裂縫中的油、氣、水等流體具有的壓力。用符号PP表示,單位MPa。
它的大小來源于與本層相連通的其他含水層,或本層的靜液壓力,或者是上覆地層壓力,或是三種壓力來源的綜合。一般地層埋藏越深壓力越大。正常地層壓力是相當于淡水或鹽水的靜液柱壓力。
靜液柱壓力
由靜止液體重力産生的壓力。它的大小和液體密度及垂直高度有關,而和液柱的橫向尺寸及形狀無關。用符号Ph表示,單位用MPa或psi或kg/cm2表示。
式中:Ph—靜液柱壓力,MPa;
ρ—鑽井液密度,g/cm3;
H—垂直深度,m。
靜壓梯度
通常把單位高度(或深度)增加的壓力值稱為壓力梯度。用符号Gh表示,單位MPa/m或psi/ft。現場一般用等效鑽井液密度表示為g/cm3(lb/gal)。
異常壓力
與正常壓力趨勢不相符的任何壓力。正常地層壓力等于從地表到地下某處的連續地層水的靜液壓力。正常地層壓力梯度:0.0098~0.0105MPa/m(壓力系數l.00~1.07)
異常高壓:地層壓力梯度高于0.0105Mpa/m
異常低壓:地層壓力梯度小于0.0098Mpa/m
異常高壓的上限大約等于上覆岩層的總重量,即相當于壓力梯度為0.02262MPa/m(lpsi/ft)。但在淺處則要稍小些,也有局部地層超過上覆岩層壓力梯度達40%的所謂“壓力橋”
1. 上覆岩層壓力
指覆蓋在該地層以上地層岩石和孔隙中流體(油、氣或水)的總重量造成的壓力。符号Pob,單位MPa。
井底壓力
1) 靜止狀态時:井底壓力=環空靜壓。
2) 正常循環時:井底壓力=環空靜壓 環空壓力損耗。
3) 用旋轉防噴器循環泥漿時:井底壓力=環空靜壓 環空壓力損耗 旋轉防噴器的回壓。
4) 循環出氣湧時:井底壓力=環空靜壓 環空壓力損耗 阻流管彙壓力。
1. 泵壓
泥漿在泥漿泵的作用下,流經各處壓力損失的總和。
1. 立壓Pd
鑽具内壓力。
2. 激動壓力和抽汲壓力
抽汲壓力發生在起鑽時,其結果是降低有效的井底壓力。因此是負值。激動壓力産生于下鑽和下套管時,其結果是增大井底有效壓力,因此是正值。
液柱壓力傳遞速度大約為300m/s。
一、 壓力的表示P=F/S,(1)用數值表示;(2)用壓力梯度表示;(3)用流體當量密度表示;(4)用壓力系數表示。
壓力梯度:是每增加單位垂直深度壓力的變化量。G=ρgH/H=ρg=0.0098ρ
當量密度:壓力可用當量鑽井液密度的形式來表示,等于實際鑽井液密度與所附加壓力鑽井液密度之和。
一、 三級井控
一級井控:一級井控是指利用合理的鑽井液密度,正确的技術及操作措施,滿足近平衡壓力鑽井/修井的要求,防止溢流發生,實現安全生産的井控工藝。
在鑽井作業中,某些外力可能會引起液柱壓力升降變化(如抽汲和激動等等),為了保持地層與井眼系統的壓力平衡,在現場使用的鑽井液柱壓力略大于地層孔隙壓力(過平衡鑽井)。
級井控:二級井控是指及早發現溢流,迅速實現對井口的控制,利用壓井工藝重建井内壓力平衡的井控工藝。
三級井控:三級井控是指井噴失控後,重新恢複對井的控制。
1. 油、氣侵——井内的油、氣以滲漏(透)的形式侵入鑽井液中,使其性能改變的過程。
2. 溢流——井口返出的鑽井液量比泵入量大,停泵後井口鑽井液自動外溢的現象。
3. 井湧——溢流的進一步發展,在循環或停泵後,鑽井液湧出井口的現象。
4. 井噴——地層流體(油、氣和水)無控制地湧入井筒,暢噴的現象。
地下井噴——井下高壓層的地層流體(油、氣或水)把井内某一薄弱地層壓破,流體由高壓層大量流入被壓破的地層内,這種現象叫地下井噴。
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