井底压力培训教材

1、井底压力培训教材为了实施近平衡钻井，我们在掌握了地层压力的基本知识后，还必须理解和掌握井底压力的基本知识。井底压力主要包括有：钻井液静液柱压力、抽汲压力、激动压力、环空 流动阻力。1.1 静液柱压力 钻井液静液柱压力是井内钻井液液柱重量所产生的压 力。如图 2-10 。我们己经知道，钻井液静液柱压力是井底压力的主要压力，它对井底压力起决定性因素，有时人们认为，井底压力就是钻井液静液柱压力。现在，我们进一步深入分析一下钻 井液静液柱压力。1.1.1 静液柱压力的定义与计算静液柱压力可用下式计算Pm=0.0098 p mH2-15式中:P m钻井液静液柱压力，MPa P m钻井液密度，g/cm3;

2、 H钻井液液柱高度，m在一般情况下，井眼内是充满钻井液的，因此，钻井液液柱高度一般以井深的数值进行计算。在定向斜井中，井深 一定要是垂直井深。1.1.2 静液柱压力的影响因素 由钻井液静液柱压力的计算公式可知，钻井液静液柱压 力的影响因素是钻井液密度的变化和钻井液液柱高度的变 化。钻井液密度的变化：（1）钻速越快，岩屑越多，钻井液密度增加越快，钻 井液静液柱压力增加越快；反之，钻井液静液柱压力减少。（2）向钻井液中加入重晶石粉等加重材料或固体处理 剂后，钻井液密度增加，钻井液静液柱压力增加。（3）向钻井液中加水或雨水通过泥浆池或泥浆罐进人 钻井液中，会使钻井液密度下降，从而钻井液静液柱压力减

3、小。（4）发生油气水侵后，钻井液密度减小，钻井液静液柱压力减小。由于天然气比较轻，因此钻井液气侵会严重影 响钻井液密度，使钻井液静液柱压力大幅度下降（5）钻井液中加人絮凝处理剂，固相颗粒在钻井液罐 等地面设备中絮凝沉淀，并被有关设备排除出去，使钻井液 密度减小，从而钻井液静液柱压力减小。钻井液静液柱高度的变化：（1）井越深，钻井液静液柱高度越大，钻井液静液柱 压力越大。（2）井深一定，起出一定数量的钻柱后，井眼内的钻 井液高度就要下降，钻井液静液柱压力也随之下降。（ 3 ）当钻遇易漏层后，钻井液发生漏失，井眼内钻井 液高度下降，钻井液静液柱压力下降。（4）开泵过猛，下钻过快而造成井下压力激动，

4、引起 井漏，使井眼内钻井液高度下降，从而使钻井液静液柱压力 下降。1.2 波动压力1.2.1 波动压力的定义波动压力是抽汲压力和激动压力的总称。抽汲压力是指由于上提钻柱，而使井底压力减小的压力。抽汲压力值就是阻挠压井液向下流动的流动阻力值。激动压力是指由于下放钻柱，而使井底压力增加的压力。激动压力值就是阻挠压井液向上流动的流动阻力值。1.2.2 波动压力给施工带来的危害管柱提升速度快，压井液切力大、粘度大，井眼缩径和 钻头泥包都将引起过大的抽汲压力，过大的抽汲压力是引起 井喷和井眼垮塌的因素，因此应引起足够的重视。引起过大激动压力的主要因素是下钻速度快，其它影响 因素同抽汲压力。过大的激动压力

5、会引起井漏，带来的危害 更大1.2.3 引起波动压力的主要原因（1）压井液静切力引起的波动压力压井液静止时，粘土颗粒之间要形成网状结构，静止时 间越长，网状结构的强度越大，压井液静切力也随之增大。 当压井液由静止状态变为流动状态时，必须先克服静切力， 然后压井液才会流动。在井内的压井液和钻柱都处于静止状态时，钻柱由静止状态变为运动状态，而压井液却不能在钻柱运动的同时立刻产生流动，必须克服压井液的静切力后才能开始流动。因此下放钻具的开始，为克服压井液的静切力，会使井底压力增加，即产生激动压力；相反，起升钻柱时，会产生抽汲，使井底压力减小。压井液的静切力越大，产生的激动压地和抽 汲压力越大。（2）

6、起下钻引起的波动压力 起钻时，钻柱在井内的体积不断减小，压井液要充填起 出钻柱所空出的空间而向下流动，产生流动阻力，使井底压 力减小。下钻时，井内钻具体积不断增加，排挤压井液向上 流动，而产生流动阻力，使井底压力增加。（ 3）惯性力引起的波动压力 在起下钻或接单根等作业中，钻柱的运动有加速和减速 的过程， 从而产生惯性力。 引起井内压力波动。 加速度越大， 产生的波动压力越大。1.2.4 减小波动压力对井眼影响的措施（1）控制起下钻速度，不要过快。在钻开高压油气层 和压井液性能不好时，更应注意。（2）起下钻具时，防止猛提猛刹，防止过大的惯性力 产生的波动压力。（3）要调整好压井液性能，防止因切

7、力、粘度过大产 生无穷大 的波动压力。（4）要保持井眼畅通，防止钻头泥包、井眼缩径等造 成的严重抽汲。1.2.4 波动压力的影响因素抽汲压力的影响因素：（ 1）起钻时加速度或速度越大，随同钻柱一同上行的 钻井液就越多，抽汲压力就越大。无论起钻速度多慢，抽汲作用都会存在，但我们应当尽 量减小抽汲作用，并必须使钻井液液柱压力始终能够平衡地 层压力。这样才可以防止溢流和井涌。（ 2）粘度、切力越大，钻井液向下流动的阻力就越大，抽汲压力越大 :（3）井径越不规则，座擦系数越大， 钻井液向下流动的阻力就越大， 抽汲压力 越大。（4）井眼环形空间尺寸越小，胶皮护箍尺寸越大，钻头泥包程度越大，钻井 液向下流

8、动的阻力就越大，抽汲压力越 大。如果泥包特别严重，钻具与泥包钻头 在井眼内就会象一个打气筒或皮下注射 器一样将油气水大量抽汲到井内。（5）井越深，钻柱越长，随钻柱一 同上行的钻井液就越多，钻具中问和环空 中间的钻井液就越不能及时充填空出的 井眼空间，因此，抽级压力就越大。 图2-11抽吸压力 最大的抽汲作用是钻头刚离开井底的产生的时候，因此，在起钻前期，很容易把地 层流体抽入井内激动压力的影响因素:(1)粘度、切力越大，对钻井液产生的流动阻力越大，激动压力越大(2) 井径越不规则，摩擦系数越大，对钻井液的流动 阻力越大，激动压力越大。(3) 下钻时加速度或速度越大，下入的钻柱体积就越 多，被挤出