第六章油气井压力控制 1.在钻井中,确定钻井液密度的主要依据是什么?其重要意义是什么? 确定钻井液密度的主要依据是地层孔隙压力和地层破裂压力。 在实际钻井中,钻井液密度应不小于地层孔隙压力当量密度,以避免地层流体侵入井眼,造成溢流,发生井喷;钻井液 密度应不大于地层破裂压力当量密度,以避免压漏地层,造成井漏 2.在实际钻井中,如何处理平衡压力钻井与安全钻井的关系? 所谓平衡压力钻井就是在钻井过程中使井内有效压力等于地层压力,这样可以保持井眼压力系统平衡,有利于解放钻 速,保护油气层,并能安全钻进。但是在一些井眼不稳定的井中钻进时,为了抑制井眼不稳定,需要 高的钻井液 密度,但井底压力不能高于地层破裂压力 3.欠平衡压力钻井的方式有哪些?简述欠平衡压力钻井的特点、适用性及局限性 欠平衡压力钻井的方式有 (1)空气钻井 (2)雾化钻井 (3)泡沫钻井 (4)充气钻井 (5)边喷边钻 欠平衝钻井具有一系列的优点,如减少地层伤害,避免漏失;提高钻井速度;避免压差卡钻;减少完井及油层改造费 用;可以对油气藏数据进行实时评价等。 对像稠油油田、低压裂缝性油气田、低压低渗透油气田等具有储层孔隙压力低的特点,采用常规的平衡压力钻井方式 容易污染油气层;对于探井,又不利于发现油气层和评价油气层;此外对于裂缝发育的高压地层,如果采用过平衡压力 钻井,则会出现严重的漏失,有时因此无法钻达目的层。为此,常采用欠平衡压力钻井 欠平衝钻井理论技术尚不完善,也存在着许多缺点,如在所感兴趣井段的钻井与完井过程中,并不能始终保证全为欠平 衡压力状态,像接单根、起下钻过程易出现过平衡,机械设备出现故障也可以出现过平衡。由于井眼缺少泥饼,过平衡 下则会对油层造成伤害 4.地层流体侵入的原因及其预防 答 造成井底有效压力降低,进而导致地层流体进入井眼的原因有多种,主要为 (1)钻井液密度低 (2)环空钻井液液柱降低 (3)起钻抽汲 4)停止循环 要预防地层流体的侵入,就要使井底有效压力不小于地层压力值:首先钻井液密度不小于地层压力当量密度与安全系数 之和;保持钻井液液柱高度不降,起下钻要平稳等。 5.气侵情况环空气液两相流流型分布特点 (1)钻采过程中的井筒气液两相流动 地层气体进入井底后,天然气与钻井液密度不同,依重力分离原理,气体相对钻井液将滑脱上升。先进入井眼的气体 将先行滑脱上升,不可能待气体积聚成气柱再上升。在气体上升过程中,虽然后边大气泡上升速度快,可能与沿程小气 泡发生合并,但并不能在井底形成一连续气柱。 根据气液两相流理论,气侵后在环空内出现的典型的气液两相流流型分布可以用下图表示。 (2)微小气侵量下的流型分布 上图(a)是微小气侵量下的环空流型分布,整个环空为泡状流。在井眼下部,气泡体积小。在地面可以看到钻井液槽内 有气泡,但无明显井涌现象。如果油气层薄,环空中可能只有在某一段钻井液中气泡 (3)小气侵量下的流型分布 上图(b)是小气侵量下的环空流型分布。在环空中的中、下部均为泡状流,但在上部为段塞流。在井口可以看到含大 量气体的钻井液涌出。它既可以由上图(a)情况演变而来,也可能由于地下进气量增加所致 (4)中气侵量下的流型分布 上图(c)是中气侵量下的环空流型分布。在井底为泡状流,在井眼中上部为段塞流,而在井口为搅拌流(又称过渡 流)。在井口可出现连续的喷势,成为较强的井喷。这种情况井底压力与地层压力的负压差较大,并且地层的渗透率较 高。同时它也可以由图(b)演变而来 (5)大气侵量下的流型分布 上图(d)是大气侵量下的环空流型分布。对于高压裂缝性或溶洞气藏,如果负压差差较大,进入井眼的气体流量可能 很大,在井的底部可能会出现段塞流,但这并不等于连续气柱而且也不可能形成连续气柱。在井的中上部出现搅拌流 井的上部可出现环状流。在地面可以看到强烈的井喷。图(c)情况如果控制不当,可以导致此种情况。第六章 油气井压力控制 1． 在钻井中,确定钻井液密度的主要依据是什么?其重要意义是什么? 答： 确定钻井液密度的主要依据是地层孔隙压力和地层破裂压力。 在实际钻井中，钻井液密度应不小于地层孔隙压力当量密度，以避免地层流体侵入井眼，造成溢流，发生井喷；钻井液 密度应不大于地层破裂压力当量密度，以避免压漏地层，造成井漏。 2． 在实际钻井中,如何处理平衡压力钻井与安全钻井的关系? 答： 所谓平衡压力钻井就是在钻井过程中使井内有效压力等于地层压力，这样可以保持井眼压力系统平衡，有利于解放钻 速，保护油气层，并能安全钻进。但是在一些井眼不稳定的井中钻进时，为了抑制井眼不稳定，需要选择较高的钻井液 密度，但井底压力不能高于地层破裂压力。 3． 欠平衡压力钻井的方式有哪些？简述欠平衡压力钻井的特点、适用性及局限性。 答： 欠平衡压力钻井的方式有： （1）空气钻井 （2）雾化钻井 （3）泡沫钻井 （4）充气钻井 （5）边喷边钻 欠平衡钻井具有一系列的优点，如减少地层伤害，避免漏失 ；提高钻井速度；避免压差卡钻；减少完井及油层改造费 用；可以对油气藏数据进行实时评价等。 对像稠油油田、低压裂缝性油气田、低压低渗透油气田等具有储层孔隙压力低的特点，采用常规的平衡压力钻井方式， 容易污染油气层；对于探井，又不利于发现油气层和评价油气层；此外对于裂缝发育的高压地层，如果采用过平衡压力 钻井，则会出现严重的漏失，有时因此无法钻达目的层。为此，常采用欠平衡压力钻井。 欠平衡钻井理论技术尚不完善，也存在着许多缺点，如在所感兴趣井段的钻井与完井过程中，并不能始终保证全为欠平 衡压力状态，像接单根、起下钻过程易出现过平衡，机械设备出现故障也可以出现过平衡。由于井眼缺少泥饼，过平衡 下则会对油层造成伤害。 4． 地层流体侵入的原因及其预防。 答： 造成井底有效压力降低，进而导致地层流体进入井眼的原因有多种，主要为： （1）钻井液密度低； （2）环空钻井液液柱降低； （3）起钻抽汲； （4）停止循环。 要预防地层流体的侵入，就要使井底有效压力不小于地层压力值：首先钻井液密度不小于地层压力当量密度与安全系数 之和；保持钻井液液柱高度不降，起下钻要平稳等。 5． 气侵情况环空气液两相流流型分布特点. 答： （1）钻采过程中的井筒气液两相流动 地层气体进入井底后，天然气与钻井液密度不同，依重力分离原理，气体相对钻井液将滑脱上升。先进入井眼的气体， 将先行滑脱上升，不可能待气体积聚成气柱再上升。在气体上升过程中，虽然后边大气泡上升速度快，可能与沿程小气 泡发生合并，但并不能在井底形成一连续气柱。 根据气液两相流理论，气侵后在环空内出现的典型的气液两相流流型分布可以用下图表示。 （2）微小气侵量下的流型分布 上图（a）是微小气侵量下的环空流型分布，整个环空为泡状流。在井眼下部，气泡体积小。在地面可以看到钻井液槽内 有气泡，但无明显井涌现象。如果油气层薄，环空中可能只有在某一段钻井液中气泡。 （3）小气侵量下的流型分布 上图（b）是小气侵量下的环空流型分布。在环空中的中、下部均为泡状流，但在上部为段塞流。在井口可以看到含大 量气体的钻井液涌出。它既可以由上图（a）情况演变而来，也可能由于地下进气量增加所致。 （4）中气侵量下的流型分布 上图（c）是中气侵量下的环空流型分布。在井底为泡状流，在井眼中上部为段塞流，而在井口为搅拌流（又称过渡 流）。在井口可出现连续的喷势，成为较强的井喷。这种情况井底压力与地层压力的负压差较大，并且地层的渗透率较 高。同时它也可以由图（b）演变而来。 （5）大气侵量下的流型分布 上图（d）是大气侵量下的环空流型分布。对于高压裂缝性或溶洞气藏，如果负压差差较大，进入井眼的气体流量可能 很大，在井的底部可能会出现段塞流，但这并不等于连续气柱而且也不可能形成连续气柱。在井的中上部出现搅拌流， 井的上部可出现环状流。在地面可以看到强烈的井喷。图（c）情况如果控制不当，可以导致此种情况