常规压井ppt课件

常规压井技术,压井基本原理,常用压井方法,压井基本数据计算,技术研究中心,目录,2,技术研究中心,一、压井基本原理,压井概述：,压井是采用设备从地面向井内泵入密度适当的压井液，并在泵入的过程中始终控制井底压力略大于地层压力，以重建和恢复井内压力平衡的过程。在实际作业过程中关键是首先要正确地确定地层压力（油层静压），然后根据油层静压的大小选择密度适当、性能符合要求的压井液，使井筒内的液柱压力与地层压力相平衡，从而达到压井的目的；其次是合理的地选择压井方法，并在压井过程中，控制井底压力（液柱压力）略大于地层压力。,技术研究中心,一、压井基本原理,井下作业压井方法：,压井方法包括常规压井法和非常规压井法两类方法。压井方法应用是否正确，关系到压井的成败。常规压井法：是保持井底压力略大于地层压力，排出井内受侵井液，用高密度压井液重建井内压力平衡，包括二次循环法和一次循环法。非常规压井法：是指不能直接用常规压井方法进行压井的特殊压井方法，例如管柱不在井底、空井或管柱堵塞时采取的压井方法，主要包括体积控制法、压回法等。,技术研究中心,一、压井基本原理,常规压井法：,主要是以“U”型管原理为依据，利用地面节流阀产生的阻力和井内压井液液柱压力来平衡地层压力。“U”形管原理：“U”形管底部为一个压力平衡点，其值可以通过分析连通管的任意一条管的压力而获得。发现溢流关井后，泵入能平衡地层压力的压井液，始终控制井底压力略大于地层压力，排除溢流重建井筒与地层系统的压力平衡。在压井施工过程中，始终保证井内压力等于或略大于溢流地层的压力。,技术研究中心,二、压井基本数据计算,1、溢流流体的密度,2、地层压力及压井液密度,3、管柱内外容积及压井液液量,4、压井循环时间,5、循环总立压,技术研究中心,二、压井基本数据计算,1、溢流流体的密度,发生溢流关井后，根据关井油压和关井套压的差值，可以计算出溢流的密度；根据溢流密度判断侵入井内的地层流体是单纯的油、气、水，还是它们的混合体。,根据地层流体的密度，可确定溢流种类。其溢流密度与对应的流体类型如下：a.0.12-0.36g/cm3之间，则为天然气溢流。b.0.37-0.60g/cm3之间，则为油溢流。c.0.61-0.84g/cm3之间，则为油水化合物溢流。d.0.85-1.08g/cm3之间，则为水溢流。,PdPa,技术研究中心,二、压井基本数据计算,1、溢流流体密度的计算方法,w地层流体密度，g/cm3；m原井液密度，g/cm3；Pa关井套管压力，MPa；Pd关井立管压力，MPa；V循环池溢流增量，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。Pb井底压力，MPa；,管柱内部：Pb=Pd+0.0098mH,管柱环空：Pb=Pa+0.0098m（H-hw）+0.0098whwhwV/Va,合并：w=m-102(Pa-Pd)/hw,技术研究中心,二、压井基本数据计算,管柱内部：Pb=Pd+0.0098mH,2、地层压力及压井液密度,地层压力：p=Pbd0.0098m,压井液密度：mk102p/He,式中：mk压井液密度，g/cm3m原井液密度，g/cm3；e压井液密度附加安全值，g/cm3,一般取：油井e0.050.10g/cm3气井e0.070.15g/cm3；,技术研究中心,二、压井基本数据计算,管柱内容积1：1A1L,总容积：12,管柱外容积2：2A2L,式中：A1油管内容积系数，m3/m。A2环空容积系数，m3/m。,3、管柱内外容积及压井液液量,压井所需压井液量一般取总容积的1.52倍。,技术研究中心,二、压井基本数据计算,溢流,4、压井循环时间,压井液从地面到达管柱底部的时间1：11/60Q（min）,压井液从管柱底部到达地面的时间：2/60Q（min）,式中：修井作业循环时的排量，l/s，一般为正常循环排量的1/21/3。,循环一周总时间为：t1（min）,压井液,技术研究中心,二、压井基本数据计算,初始循环总立压PTi：PTi=Pd+Pci式中：Pd关井立压Pci原井液在压井排量下的循环压耗,Pd=？,作业施工前，井里有压力；或者施工过程中，发生溢流关井后，油套压力稳定后，测出的压力即为：Pd,5、循环总立压,技术研究中心,二、压井基本数据计算,初始循环总立压PTi：PTi=Pd+Pci式中：Pd关井立压Pci原井液在压井排量下的循环压耗,5、循环总立压,PTi=？,正常修井作业循环施工过程中的压耗，即是压井循环过程中的Pci，则PTi=Pd+Pci。,作业施工前，井内压力；缓慢开泵，控制好排量，使泵排量逐渐达到施工设计要求排量的1/31/2并保持不变，调节控制闸门，使套压等于关井套压；记录此时的立管压力就是近似的PTi。,技术研究中心,二、压井基本数据计算,终了循环总立压PTf：PTfPCi*mk/m式中：PTf终了循环立管总压力；PCi原井液在压井排量下的循环压耗。,PTf=？,式中：mk为压井液密度m为修井液密度,5、循环总立压,PTfPCi*mk/m,PCi=PTi-Pd,PTf/PCimk/m,1、二次循环法,又称司钻法。压井过程中需要循环两次井液。第一次循环周用原井液将侵入井内的油、水、气或者混合物循环出井眼。第二次循环周用压井液替换原井液。该方法往往在重新配置压井液及压井液供应不及时的情况下采用。此方法容易掌握，从关井到恢复循环的时间短。,三、常规压井方法,技术研究中心,15,二次循环法适用条件,正循环：溢流已在环空，且气体溢流接近井底；管柱下面小通孔工具；井内有单流阀，不能反循环压井。,三、常规压井方法,技术研究中心,反循环：溢流已经在油管内；溢流需要从油管内排除（如流体中含H2S等气体）；不能正循环压井（如井内有凡尔球座）。,16,司钻法压井基本程序,第一循环周施工步骤（原井液）,三、常规压井方法,步骤1:缓慢启动泵，打开控制闸门，使套压保持关井套压值。,步骤2：当排量达到选定的压井排量时，保持排量不变循环。调节控制闸门使立管压力等于初始循环立管总压力Ti，并在整个循环周内保持不变。,步骤3：将环空侵入的地层流体用原井液替换完毕，停泵、关井；侵入的地层流体完全排出后Pd=Pa。,溢流,原井液,技术研究中心,第一循环周,套压,P,PTi,Pa,Pd,ta,t1,0,0t1：立管压力保持不变，即：PTi=Pd+Pci,0ta:天然气上升，上部液柱压力减少，天然气体积增大，使环空液柱压力逐渐减少，套管压力逐渐增大，气体到达井口时，套压到达最大。,tat1:环空液柱增高，套压下降，当溢流全部排出后，则：Pa=Pd,0t1:溢流体积不发生变化，套管压力保持关井套管压力不变，当溢流返出井口时，套管压力减小，溢流全部排出后，则：Pa=Pd,三、常规压井方法,第一循环周立压、套压压力变化曲线（原井液）,技术研究中心,三、常规压井方法,技术研究中心,气体溢流与井深关系,司钻法压井基本程序,第二循环周施工步骤（压井液）,三、常规压井方法,步骤5：当排量达到选定的压井排量时，保持循环排量不变。压井液由井口到达管柱底部的这段时间内，环空内液柱压力没有变化，套管压力保持关井套压不变。立管压力由初始循环立管总压力PTi降到终了循环立管总压力PTf。,步骤6：继续循环，压井液进入环空后，调节控制闸门，保持终了循环立管总压力Tf不变，直到压井液返出地面后停泵、关井。,溢流,原井液,压井液,步骤4：缓慢启动泵，打开控制闸门，控制套压等于第一步结束后的关井套压（原关井立压）。,技术研究中心,PTf,第一循环周,套压,P,PTi,Pa,Pd,ta,t1,0,三、常规压井方法,第二循环周立压、套压压力变化曲线（压井液）,第二循环周,t1t2:管柱内的压井液不断增多，液柱压力增大，关井油压逐渐下降，当压井液到达管端时，压井液液柱压力与地层压力平衡，则关井油压Pd等于0。油压由PTi降为PTf，压井液从环空上返至地面。,t2t3:油压保持PTf不变。,t1t2:压井液从井口到管端，环空内液柱压力没有变化，套压保持不变。,t2,t3,t2t3:s随着压井液返高增高，液柱压力逐渐增大，套压下降，压井液到达井口时，套压下降为0MPa。,t,技术研究中心,技术研究中心,1、二次循环法压井,三、常规压井方法,检查关井状态下的立压和套压是否为0。立压=套压=0，压井结束立压=套压0，说明有压力圈闭或者密度偏低立压套压，说明在压井过程中，出现了新的溢流,压井结果：,所谓的一次循环法，又称工程师法。压井过程中只需要循环一周压井液。用压井液将环空中地层流体及原井液顶替到地面，直到压井液返出地面。该法压井时间短，经济效益好，井口装置承压小，套压峰值低；要求现场备有足够的压井液。,三、常规压井方法,技术研究中心,2、一次循环法压井,溢流,压井液,23,技术研究中心,步骤2:在压井液由地面到达油管底部这段时间内，调节控制闸门，由初始立管压力均匀降至终了立管压力，以实现井底压力不变。,步骤3：当压井液进入环空后，为了保持井底压力不变，应调节控制阀，使立管压力等于终了立管压力不变，即Pd=PTfPci*mk/m，直至压井液返出地面。,一次循环法压井步骤：,三、常规压井方法,步骤1:缓慢启动泵打开控制闸门，当排量达到选定的压井排量时，保持循环排量不变。开始泵入压井液，泵压为初始立管压力PTi=Pd+PCi,2、一次循环法压井,P,PTi,Pa,t4,t1,t3,t2,PTf,0t1:压井液由井口达到管端，立管压力由初始循环压力降至终了循环压力,t1t4:始终保持终了循环压力不变,0t1:溢流气体在环空上升，体积膨胀，环空液柱高度降低，压力下降，套压逐渐升高。,t1t2:溢流气体在环空上升，体积膨胀，环空液柱高度降低，压力下降，套压逐渐升高。t1气顶到达井口，套压最大。,t2t3:溢流气体排出，套压迅速降低减少。,0t1:压井液由井口达到管端，套压保持不变,0,t1t2:压井液在环空上返，套压逐渐下降,t2t3:溢流排出，压井液返高增加，压井液液柱压力增大，套压逐渐下降,t3t4:溢流全部排出，原井液排出过程，套压仍然降低减少，原井液全部排出后，套压降为0。,一次循环法油套压变化曲线,三、常规压井方法,技术研究中心,技术研究中心,2、工程师法压井,三、常规压井方法,检查关井状态下的立压和套压是否为0。立压=套压=0，压井结束立压=套压0，说明有压力圈闭或者密度偏低立压套压，说明在压井过程中，出现了新的溢流,压井结果：,3、压井作业中应注意的问题,1）按设计要求，配好符合要求的压井