压井计算公式

井控公式

1.静液压力：P=0.00981ρ H MPa ρ-密度g/cm3；H-井深 m。

例:井深3000米，钻井液密度1.3 g/cm3，求：井底静液压力。

解：P=0.00981*1.3*3000=38.26 MPa

2,压力梯度： G=P/H=9.81ρ kPa/m =0.0098ρMPa；

例：井深3600米处，密度1.5 g/cm3，计算井静液压力梯度。

解：G=0.0098*1.5=0.0147MPa=14.7kPa/m

3.最大允许关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρm）0.0098H MPa H—地层破裂压力试验层（套管鞋）垂深，m。

Ρm—井密度 g/cm3

例;已知密度1.27 g/cm3,套管鞋深度1067米，压力当量密度1.71 g/cm3，求：最大允许关井套压

解; Pamax =（1.71－1.27）0.0098*1067=4.6 MPa

4.压井时（极限）关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρ压）0.0098H MPa

Ρ压—压井密度 g/cm3 （例题略）

5.溢流在环空中占据的高度 hw=ΔV/Va m

ΔV—钻井液增量(溢流)，m3；

Va—溢流所在位置井眼环空容积，m3/m。

6.计算溢流物种类的密度ρw=ρm- (Pa-Pd)/0.0098 hw g/cm3；

ρm—当前井泥浆密度，g/cm3；

Pa —关井套压，MPa；

Pd —关井立压，MPa。

如果ρw在0.12～0.36g/cm3之间，则为天然气溢流。

如果ρw在0.36～1.07g/cm3之间，则为油溢流或混合流体溢流。

如果ρw在1.07～1.20g/cm3之间，则为盐水溢流。

7.地层压力 Pp =Pd＋ρm gH

Pd —关井立压，MPa。

ρm—钻具钻井液密度，g/cm3

8.压井密度ρ压=ρm＋Pd/gH

9、(1)初始循环压力 =低泵速泵压＋关井立压

注：在知道关井套压，不清楚低泵速泵压和关井立压情况下，求初始循环压力方法：（1）缓慢开节流阀开泵，控制套压=关井套压（2）排量达到压井排量时，保持套压=关井套压，此时立管压力=初始循环压力。

(2)求低泵速泵压：(Q/Q L)2=P/P L

例：已知正常排量=60冲/分，正常泵压=16.548MPa,求：30冲/分时小泵压为多少？

解：低泵速泵压P L=16.548/(60/30)2=4.137 MPa

10.终了循环压力= （压井密度/原密度）X低泵速泵压

（一）注：不知低泵速泵压，求终了循环压力方法：（1）用压井排量计算出重浆到达钻头的时间，此时立管压力=终了循环压力。边循环边加重压井法

边循环边加重法压井是指发现溢流关井求压后，一边加重钻井液，一边随即把加重的钻井液泵入井，在一个或多个循环周完成压井的方法。

这种方法常用于现场，当储备的高密度钻井液与所需压井钻井液密度相差较大，需加重调整，且井下情况复杂需及时压井时，多采用此方法压井。此法在现场施工中，由于钻柱中的压井钻井液密度不同，给控制立管压力以维持稳定的井底压力带来困难。若压井钻井液密度等差递增，并均按钻具容积配制每种密度的钻井液量，则立管压力也就等差递减，这样控制起来相对容易一些。

（二）终了立管压力，

——第一次调整后的钻井液密度，g/cm30

——压井钻井液密度，g/cm3 ——原钻井液密度，g/cm3； H ——井深，m ；

PL ——低泵速泵压，MPa 。

11.压井液到达钻头时时间（分）

Vd ——钻具容积，m3； Q ——压井排量，l/s 。

12、压井液从钻头返至地面的时间（分）

Va —环空容积，m3； ()01ρρρ-=

s G Q

V t d d 601000=Q V t a a 601000=()gH P P K L m Tf 111ρρρρ-+=1ρK

ρm

ρ

Q —压井排量，l/s 。

思考题为例：钻进时发生溢流关井，已知井深3200米，密度1.25。关井10分钟测得关井立压5 MPa ，关井套压6.5 MPa ，溢流增量2.5方。钻头直径215.6mm ，技套径224mm ，下深2400，钻杆外径 127mm ，径108.6mm ，假设无钻铤，低泵冲排量10升/秒,泵压3.8 MPa.计算压井数据,简述工程师压井步骤.

解: 计算压井数据:

(1)溢流在环空中占据的高度

hw=ΔV/Va=2.5/(0.785*(0.2152-0.1272))=106米

(2)溢流种类的密度ρw=ρm- (Pa-Pd)/0.0098 hw

ρw=1.25-(6.5-5)/0.0098*106=0.868 g/cm3

判定溢流为油水混合溢流.

(3) 地层压力 Pp =Pd ＋ρm gH

Pp=5+0.0098*1.25*3200=44.2 MPa

(4)压井密度 ρ压=ρm ＋Pd/gH

ρ压=1.25+5/0.0098*3200=1.41 g/cm3,(施工中可考虑附加系

数0.05-0.1).

(5)初始循环压力 =低泵速泵压＋关井立压=3.8+5=8.8 MPa

(6)终了循环压力= （压井密度/原密度）X 低泵速泵压

=(1.41/1.25)*3.8=4.3 MPa

(7) 压井液到达钻头时时间（分） =(1000*(0.785*0.1082*3200))/60*10=48.8分钟.

Q

V t d d 601000

(8) 压井液从钻头返至地面的时间（分）

先计算V a =800*(0.785*(0.21592-0.1272)) +2400*(0.785*(0.2242-0.1272)=19.1+64.2=83.3方

t a =(1000*83.3)/60*10=138分钟

(9)最大允许关井套压Pamax =（ρ破密度－ρm ）0.0098H

=(

工程师压井施工步骤:（录资料、计算压井数据、填写压井施工单、配好压井液）

(1)缓慢开泵（泵入压井液），逐渐打开、调节节流阀，使套压=关井套压，排量到达压井排量。

（2）保持压井排量不变，压井液由地面—钻头这段时间，调节节流阀，使立管压力由初始循环立压逐渐下降到终了循环压力，

（3）压井液由钻头—地面上返过程中，调节节流阀，保持终了循环压力不变，直到压井液返出井口，停泵关井，（检查关井套压、立压是否为零，如为零，开井无外溢压井成功。

司钻法压井施工步骤:（录资料、计算压井数据、填写压井施工单、配好压井液）

第一循环周用原浆循环排除溢流

(1)缓慢开泵，逐渐打开、调节节流阀，使套压=关井套压，排量到达压井排量。

Q

V t a a 601000

（2）保持压井排量不变，调节节流阀使立管压力=初始循环立压，在整个循环周保持不变，（调节流阀时注意压力传递迟滞现象，液柱压力传递速度为300米/秒,）.

(3)溢流排除,停泵关井,则关井立压=关井套压.

第二循环周泵入压井液

(1)缓慢开泵，迅速打开、调节节流阀，使关井套压不变，

（2）排量到达压井排量并保持不变，压井液由地面—钻头过程中，调节节流阀，控制套压==关井套压,并保持不变，(也可以控制立压由初始循环压力逐渐下降到终了循环压力)

（3）压井液由钻头—地面上返过程中，调节节流阀，控制立压=终了循环压力不变，直到压井液返出井口，停泵关井，（检查关井套压、立压是否为零，如为零，开井无外溢压井成功）。

13.配制1 m3加重钻井液所需加重材料计算

式中G —需要的加重材料重量，吨；

ρs—加重剂密度，g/cm3；

ρ1—加重后的钻井液密度，g/cm3；

ρo—原钻井液密度，g/cm3；

例:已知原密度ρo=1.2 g/cm3,求加重到ρ1=1.35 g/cm3.。配置新浆191 m3.求（1）需重晶石的代数；

(2)重晶石占的体积（原浆需排掉的体积）

（3）最终体积

解：（1）配置1 m3新浆需重晶石的重量

G=（4.25（1.35-1.2））/(4.25-1.2)=0.209吨配置191 m3密度1.35的新浆,故需重晶石

=0.209*191=33.922吨=33922 Kg

每袋重晶石50 Kg, 故需重晶石代数为

=33922/50=799袋

(2)重晶石占的体积V=33.922/4.25=7.982 m3

（3）最终体积,原浆去掉7.982 m3,因为加重后增加了7.982 m3,最终体积为191 m3.

14.油气上窜速度V=(H油--(H钻头/t迟).t)/t静

H油：油气层深度（米）

H钻头：循环泥浆时钻头所在的井深（米）

T迟：H钻头时的迟到时间（分）

t—开泵至见到油气时间（分）

t静—上次停泵至本次开泵总时间（分）

15.地层破裂压力:P破=P漏+0.0098*ρ*H

16. 地层破裂压力当量密度:ρ破=( P漏压力/0.0098*H)+ρ原密

例:

17.气体的运移计算

(1)气体运移的高度米:H=(P终关井压力-P初关井压力)/0.0098*ρ原密.

(2) 气体运移速度:V=H/( t终关井时刻- t初关井时刻)

例:气体运移:已知在01:43溢流关井, 初关井压力2.241MPa;在

02:25压力增到4.378MPa;井密度1.41.求：

(1)气体运移的高度=(4.378-2.241)/0.0098*1.41=154.5米

（2）气体运移速度:V=154.5/( 42分钟/60)=221米/时

18.非常规压井方法:不具备常规压井方法的条件而采用的压井方

法，如空井井喷、钻井液喷空的压井等。

一、平衡点法

1.适用于井钻井液喷空后的天然气井压井，

2.要求防喷器完好并且关闭，钻柱在井底，

3.这种压井方法是一次循环法在特殊情况下的具体应用。

4.原理：设钻井液喷空后，环空存在一“平衡点”。所谓平衡点，即压井钻井液返至该点时，井口控制的套压与平衡点以下压井钻井液静液柱压力之和能够平衡地层压力。

5.压井时，保持套压等于最大允许套压；当压井钻井液返至平衡点后，可采用压井排量循环，控制立管总压力等于终了循环压力，直至压井钻井液返出井口，套压降至零。

平衡点按下式求出 式中H B ——平衡点深度，m ；

PaB ——最大允许控制套压，MPa ；

根据上式，压井过程中控制的最大套压等于“平衡点”以上至井口压井钻井液静液柱压力。当压井钻井液返至“平衡点”以后，随着液柱压力的增加，控制套压减小直至零，压井钻井液返至井口，井底K

aB

B P H ρ0098.0=