小井眼的井控方法动态压井法

1、小井眼的井控方法动态压井法 由于井眼变小，尤其是环空体积大大缩小（大约是常规 井的十分之一） ，在小井眼钻井过程中井控具有其特殊性。 其原因主要有两个：第一，小井眼环空体积太小，对井底溢流的监测比常规 井敏感；第二，常规的压力损失计算模式和传统的压井方法不一 定适应。为分析和解决小井眼井控问题，选用如图 5-12 所示的 常规井和小井眼井进行两个系统间的比较。1.1 小井眼钻井过程中井控的特殊性分析1.1.1 环空体积小的影响 环空体积小是小井眼井与常规井之间最显著的差异。从 井控观点来考虑，当发生溢流时，地层侵入井中流体的高度 对井控形势的严峻性是非常重要的。侵入的流体柱越高，井 控问题则越

2、严重。实例考察一下如图5-12所示的2438. 4m深的常规井和小井眼井中溢流为 0.318m 气体的后果。在常规井中，0.318m3 的气体将占据 12.21m 高的环空，使井底静液压力降低为0.103MPa,但在小井眼中，则占据了 111.3m高的环空，使井底的静液压力降低约 0.827MPa。781112图 5-12 常规井和小井眼井井身剖面图1- $ 141.50mm井眼；2- $ 339.73mm套管；3- $311.15mm井眼；4- $ 241.48mm套管；5- $ 215.90mm井眼；6- $ 141.30mm钻杆；7- $ 215.90mm井眼；8-$ 177.80mm套

3、管；9- $ 152.40mm井眼；10- $ 127mm套管；11- $ 111.13mm井眼；12- $ 93.98mm钻杆；由于从井底循环到井口过程中气体要膨胀，为保证钻井 液对井底的压力不变，就必须要增加井口的套管压力。小井 眼井上高出的套管压力（1.965MPa）是由于井中多出了 274m高的气柱。各井上作用的套管鞋压力是 457.2m 处静压力与 井口套管压力之和。在常规井中，套管鞋压力接近 7.79MPa 或 1.737g/cm 3当量钻井液密度，而在小井眼中，套管鞋处压 力约为9.756MPa或2.168g/cm 3当量钻井液密度。如图5-13。系统压力损失的影响掌握系统压力损

4、失是小井眼井控的关键，有关测试数据 表明，小井眼中的压力损失分布与正常井是相反的。在正常 井中，大约90%的泵压损失在钻柱内及钻头处。而在小井眼中，泵压的90%损失在环空。传统的环空压力损失计算方法 对小井眼也是不适用的，而且钻柱在井内的偏心度对小井眼 环空压力损失也有很大影响。图 5-13 常规井和小井眼气柱上升比较1-气柱顶 =457.20m； 2-气柱底 =503m； 3-气柱底=911.4m； 4- $ 208.28mm井眼；5- $ 111.03mm井眼；6-1.018g/cm 3的泥浆； 7-0.275g/cm 3的气体小井眼中的环空压力损失在钻井及井控过程中有正反两 方面的影响：

5、一方面，大的环空压力损失可用来实施动态压 井技术达到井控目的；另一方面，对某些弱地层或低压层可 能造成井漏。在实际钻井过程中，这个大的环空压力损失是 不可避免的。在井控问题上，我们应尽量利用这个大的环空 压力损失。1.2 小井眼的井控方法动态压井法1.2.1 动态压井法的概念在循环过程中用环空摩阻损失控制地层压力的压井方 法叫动态压井法。而传统的压井法是用地面阻流阀来对地层 施加一定压力达到平衡地层的目的。小井眼最关键的井控问题是及早发现溢流，即在少量溢 流时就能发现，以保证正常压井，在压井过程中不致使套管 鞋处于危险压力状态。1.2.2 溢流检测方法 传统的溢流检测方法是观察并测量钻井液池体

6、积的变 化，这种方法的灵敏度取决于计量设备及仪器的精确度。在 正常井的钻井过程中，一般来说地面钻井液多出2.4m3 左右的量并不算异常，但这 2.4m3 的多余量在小井眼里问题就严 重了。在小井眼钻井过程中要求能发现小于 0.16m3 的溢流量， 这样靠测量地面钻井液体积变化，灵敏度是远远不够的。要 解决这个问题，可以在泵的吸入口或立管及井的出口安装电 磁流量计，在钻井过程中，经常观察流量变化，最好能把入 井流量、出井流量及地面钻井液体积随时间变化作出曲线 图。从图中曲线的变化就可以及时发现溢流。用流量计测流 量的变化来发现溢流比测量地面钻井液体积变化效果要好 得多，流量计不仅精确，而且反映速度快。从仪表读数不一 定能明显地立即反映出井下溢流，但把读数实时地作出曲线 图，从曲线的变化就可立即发现井涌。图 5-14 所示的是将 流入及流出钻井液的计量读数与钻井液池钻井液体积测量 结果一起作在一张图上进行对比。从图中可看出，采用钻井 液池钻井液体积测量方法比采用流量计显示溢流量滞后一 段时间。正常钻井一般不这样用流量计，而小井眼钻井液过 流断面小，流量低，适合用电磁Sha ds模拟X井X流入流出体积泵压钻井液体积C159