石油钻井压力录井操作细则

1、石油钻井压力录井操作细则1 目的和内容压力录井是石油钻井的重要手段，其录井的参数是确保安全施工的依据。压力录井的方法可分为钻前预测、钻进中监测与检测和钻开压力异常带监测三类。要求为相关人员提供地层超压和欠压实情况，钻进过程中及时提供反映井下压力变化参数的动态。2 测量间距2.1 连续进行dc指数地层压力录井。2.2 正常录井期间实时采集数据按每米1点的间距进行回放，取心井段每0.25米1点的间距进行回放。3 压力预测方法3.1 压力预测有三种方法：一是利用地震的层速度，预计井下的欠压实地层，来分析压力异常层的深度和压力；二是利用已钻井测井的声速资料，分析欠压实地层的位置，推断设计井压力异常带的

2、深度和压力；三是利用已钻井的实测压力数据来预测设计井的压力梯度和压力异常带。3.2 实钻中的检测是压力录井的开始，应通过钻井过程中实测地层空隙压力、泥（页）岩体积密度和岩石可钻性分析，来确定压力异常带的存在和压力范围。3.2.1 泥（页）岩体积密度泥（页）岩密度求地层欠压实状况，泥（页）岩密度的减低，证实异常压力的存在，预测压力异常地层的位置。3.2.2 可钻性指数岩石的可钻性用相关的公式计算“dc”指数或“Sigma”指数，分析欠压实地层的存在，预计欠压层的位置，为钻开欠压层作好技术准备。另外，也可以用标准化钻速法，取得岩石可钻性指数。3.2.3 钻井压力异常带的监测，是监测井筒液柱和井下地

3、层压力的平衡状况。钻开压力异常带以后，监测井筒压力平衡的状态。第一是单根气、第二是背景（后效）气、第三是气体组分。它们反映了地层与井筒压力的平衡状态。4 地层孔隙压力测定计算4.1 实测地层孔隙压力4.1.1 地层重复测试（RFT）时仪器下井一次可以测得多个点的地层孔隙压力，可在测压曲线上直接读取；4.1.2 钻杆测试（DST）时可用莱茵斯（LYNES）钻杆测试器或道威尔（DOWELL）多流道钻杆测试器测试时读取压力资料。因为比较费事，费用较高，一般不单独用来测压；4.1.3 用井涌时关井记录的井口套压和立管压力进行计算。井涌后立即关井，这时存在四种静态压力；地层孔隙压力PP，立管压力SIOP

4、，关井时套管头压力SICP和钻井液柱压力（包括钻杆中的钻井液柱压力Pmd和环行空间残留钻井液柱静压力Pma、环空间井涌流体静压力Pfa）。它们之间关系为：PPPmd+SIOPPma+Pfa+SICP。4.1.4 正常压力梯度下地层孔隙压力或钻井液柱静压力的计算公式PP0.098W1D式中：PP静液柱压力，kg/cm2W1-液体密度，g/cm3D井深，m。海上钻井深度从海面起算，0.098为重力加速度，则地层孔隙压力梯度Pf（atm/m）为：PfPP/D0.098 W1正常情况下，静液柱压力与液体的密度、液体的含盐度有关：淡水的密度为1，压力梯度为0.098atm/m；标准海水密度为1.03，压

5、力梯度为0.101 atm/m。用当量密度或10米梯度表示：淡水为1，海水为1.03。4.2 利用各项压力录井、测井曲线的趋势线计算异常压力4.2.1 基质应力公式 首先假定主应力是大地静载荷，那么，根据TERAYHI和PECK（1948）的基本概念可给出：PfiSg（Di-De）+Ppn/D式中：Di异常压力点深度，mSg上覆地层压力梯度，atm/mDe骨架应力的等效深度，mPpn深度Di的正常地层孔隙压力，kg/cm2Pfi异常的孔隙压力梯度，atm/m。4.2.2 伊顿经验公式（EATON1973）(Ri / Rn)bPpiS-（S-PPn） (dci / dcn)b(tn/ti)b式中

6、：R为真电阻率Dc可钻指数t声速时差，下标n皆指正常趋势线的读数；i皆指曲线上异常点的实际读值；指数b是伊顿的经验值，在1.2-3之间S上覆地层压力，kg/cm2PPn正常地层孔隙压力，kg/cm2Ppi异常的孔隙压力，kg/cm24.2.3 迪更逊/寇克方法：针对伊顿经验方程中指数是经验值，迪更逊（DECRENSON）1979年建议用RFT或其它方法测压资料求指数，这样，伊顿公式可改写成（以dc公式为例）：b（logS-Ppi）/（S- PPn）/（logdci/dcn）在实测了Pfi的情况下，可算出b：计算其它井深的异常压力，其误差可小到0.4大气压。4.2.4 对数法：Pfi0.91Lo

7、g（dcn-dci）+1.984.2.5 比值法（反演算法）PfiPfndcndci4.2.6 等效循环钻井液密度和井底循环压力计算4.2.6.1 钻井液在循环时，由于与井壁及钻杆外壁的摩擦阻力而产生对地层的回压，根据宾汉（BINGHAM）的流层公式可计算出环形空间中的泵压力损失。P1PVVL/60000（dkdp）2+YPL/200（dkdp）式中：P1泵压损失，b/in2PV钻井液的塑性粘度，sV环形空间层流速度，ft/sL井段长度；按套管内径不同分段，ftYP钻井液屈服点，b/100 ft 2dkdp井径减钻杆外径，in。4.2.6.2 在已知平衡地层压力梯度所使用的钻井液当量密度为Wt

8、e的情况，等（有）效循环钻井液密度（ECD）为：ECDWte+P1/(0.052D)式中ECD的单位为（b/in2），Wte的单位为（b/gal）起钻时，压力损失的方向相反，因此，为了安全钻井的需要，钻井液密度（Wtm）应是：WtmWte+2P1/(0.052D)井底的钻井液循环压力（BHCP，单位psi）则为：BHCPWtm0.052D+2 P1。4.3 地层破裂压力的确定4.3.1 破裂压力梯度的计算：破裂压力梯度的计算和测定，对安全使用钻井液密度很重要，压力平衡钻进要求：SPfracECDPP。如果ECDPfrac，会出现地层压漏可能造成钻井液全部漏失，破裂压力梯度与深度以及区域构造环境

9、有关。在主应力为铅垂方向时，可用下式计算压力（伊顿公式1969）：Pfrac（S- PP）/（1-）+PPFrac10Pfrac/D式中：Frac当量密度的破裂压力梯度，psi/ft。经验公式：PfracPP+(2/3 1/3)( S- PP)式中：Pfrac为破裂压力，b/in2 S为大地静载荷，b/in2 岩石的泊松比 PP地层孔隙压力，b/in2。4.3.2 破裂压力测定：根据应力集中原理，井孔中紧挨套管鞋之下的井段是抗破裂最弱之点，因此，一般在下套管固井后，钻开水泥塞3-5m内进行破裂试验，直接求取破裂压力值。地层破裂压力梯度Frac (PFG)公式：Frac(WtmD+Ptm)/D式

10、中：Wtm破裂时用的钻井液密度，g/cm3 Ptm固井泵对井口施加的压力，kg/ cm3D套管鞋深度，m。注：此公式只能用英制单位计算，若用国家法定计量单位，皆需进行推导。5 异常地层压力井的井漏、井涌、井喷的预防措施5.1 钻进钻进时，如出现气测含量剧烈增大，应要求停钻循环钻井液，观察井下压力平衡状态，判断是否有潜在的井涌、井喷危险。5.2 起钻起钻(包括短程起钻和全程起钻)及接单根时，监测气测全量和钻井液量的变化。5.2.1 起钻时，如气测全量升高很大，应采取短程起钻循环钻井液的办法(至少一天进行1-2次)，观察记录钻井液量和气测全量的变化。5.2.2 如短程起钻循环钻井液时气测全量突增，

11、则全程起钻必须谨慎；或加重钻井液密度后再起钻，或间隔循环钻井液，以防止钻井液严重气浸，发生井喷。5.2.3 综合钻井液池面变化、钻井液密度、粘度、泵压等监测资料和钻井过程中有无扭矩增大、遇阻现象以及坍塌岩屑的岩性、形状，分析预测井涌、井漏的可能性。5.2.4 必要时在井的进、出口处安装电磁流量计对井涌进行预报。6 异常地层压力井的录井要求6.1 钻前准备要求6.1.1 地质监督应向录井人员和工程人员做好预报工作，提出在超压井段取全取准各项资料的具体要求和措施。6.1.2 要求录井承包商选派责任心强或在高压井工作过、有丰富经验的人员上超高压井进行操作，并建立定期检验、校正制度，保证录井仪器工作状

12、态良好、资料准确、可靠。6.1.3 开始录井前，应将井架放空管线上旁通与录井房的通气管接通，以备在阻流管汇循环时进行气测监测。6.1.4 在预计的超高压层之上500m 时，应增派1-2名录井人员加强(特别是钻井液监测)工作。6.1.5 从预计的超高压层以上500m开始，建立录井日报，内容包括：钻井参数、岩性、气测异常及组份值、钻井液性能，dc指数，孔隙压力预测等，每日早晨报送钻井及地质监督。6.1.6 从预计的超高压层以上500m开始，要求钻井液工程人员将钻井液性能变化、配制新液所用水的性质及水量、排放或增加钻井液的性质和数量、使用或改用钻井液池号和池内液面的变化及时通知录井房，并做好记录。6

13、.1.7 从预计的超高压层以上500m开始，要求钻井监督应将作业中各项工程参数的改变和指令(包括改用阻流管汇循环等)及时通知钻井值班人员。6.2 录井工作要求6.2.1 录井人员应将录井仪器所监测的与超高压相关的各种参数及时编绘成深度关系曲线图(比例尺1：2000)；填写地层压力数据表，录井过程中出现的异常压力层进行说明，分析结果填写“在综合记录”上。6.2.2 有关人员应加强对钻井液进、出口性能的监测，建立氯离子含量与电阻率的相关曲线图。6.2.3 随时向录井人员了解地层压力及油气显示监测结果。6.2.4 录井人员应做好可能遇到的复杂情况(如强烈气浸、井喷)的一切准备。6.2.5 在预计的超高压井段二次开钻后，仍应按超高压井段录井要求录井，以获得准确的正常压力趋势线。6.2.6 当发现有井涌、井喷和超高压征兆时，要求录井人员立即向