天然气溢流的特点及活动规律

1、天然气溢流的特点及活动规律气体的特点：密度小,质量轻,扩散性强,体积随温度 压力的变化而变化.一、天然气进入井内的方式1、岩石破碎,孔隙中的天然气释放进入井内.2、钻遇裂缝和溶洞时,由于钻井液的密度大于天然气 的密度,天然气被置换进入井内.3、钻穿高压气层时,由于地层中所含气体的密度大于 钻井液中所含气体的密度,天然气通过泥饼扩散进入井内.4、当井底压力小于地层压力时,天然气在压差的作用 下大量进入井内.二、天然气进入井内对井内液柱压力的影响1、以微气泡的形式存在钻井中对Pm的影响天然气侵入钻井液后,常以微小的气泡形式混在钻井液中.随着钻井液循环在环空上升或因其密度小在钻井液中滑脱上升.天然气

2、在井底开始侵入后,受到的压力大,气泡体积很小,对钻井液密度的影响也较小.在上升过程中,由于受到的钻井液柱压力逐渐减小,气泡就逐渐膨胀, 体积增大.如图4-1所示.单位体积钻井液中的天然气体积增多,钻井液密度那么随着气泡的上升而逐渐减小.当气泡上升至气侵后,井内钻井液的密接近地面时,气泡体积膨胀到最大,而 钻井液密度降到最小.可见,气侵后,井内钻井液密度是随井深自下而上变小.由于 天然气的体积和所受到的压力成反比,发生气侵后,整个井 筒的钻井液密度不均匀,自上而下逐渐减小,井口的密度最 小,这样不能用测得的钻井液密度来计算.气侵后钻井液密度降低值为由于气侵后井内钻井液密度减小,所以钻井液柱压力也

3、随之减小.气侵后钻井液柱压力减小的计算公式为：式中：A P 气侵后钻井液柱压力的减小值,KPa;p mh在井深H米气侵钻井液的密度,g/cm3;PS地面压力,KPa;a-地面气侵钻井液密度与气侵前的钻井液密度之比值；H计算并深,m.结论1:以气泡的形式存在钻井液中,对井内液柱压力 影响不大,但要增强地面除气,预防受污染的钻井液再次进 入井内.2、天然气以气柱的形式存在井底对Pm的影响(1)在开井情况由于起钻后静止时间叫长或起钻产生抽吸压力,使天然气以气柱的形式存在井底,在密度差的作用下,上升运移,速度一般为150-450米/小时.气柱上升情况及膨胀规律如下：当气柱在井内上升过程中,由于气柱所受

4、压力减小,体积不断增大,其膨胀规律遵循波义耳气态方程.(等温变化)即： P 1V 1 = P 2V2 = P 3 V3=Pn Vn结论2发生天气溢流,在开井情况下,气柱在上升运移过程中, 井内液柱压力不断降低,当气柱上升到井口时,液柱压力降 低到最小值.(2)、关井情况下气柱对井内压力的影响在关井情况下气柱沿井筒运移,即滑脱上升,其速度约 为 270-360 米/小时.气柱在上升过程中,要发生膨胀,钻井液必须有处去, 要不顶由井口,要不进入地层,如果没有,气柱的体积不发 生变化,保持井底压力上升.结论3:发生天气溢流,在关井情况下,气柱滑脱上升 过程中,井底、井口、井内各部位的压力都逐渐增加,

5、当气 柱上升到井口时,到达最大值.注意；发生溢流关井后,井队一定要派人看井,当井口 压力上升到莫一数值时,应适当翻开节流阀放压,并记录所 放生的钻井液体积.3、井口套压的限制依据A、井口防喷器的额定工作压力.B、套管抗内压强度的 80% .C、地层的破裂压力三者中最小的为依据.但一般情况下,套管鞋处的破裂压力最小 三、关井后天然气上升的处理方法1、立管压力法操作方法；先确定一个比关井立压高的允许立压值P d1 ,再确定一个放压值P d ,推荐放压值P d = 3 4 3 6 8 6千帕,当井口压力上升到P d 1 +AP d ,翻开节流阀放生钻井液,立压下降到P d 1时关节流阀.当立压再次上到P d 1 +AP d时重复上述操作.注意：在用立压力法放压的过程中,由于压力在钻井液中的传播速度约为3 0.米/秒,