鉆井工程6-油氣井壓力預(yù)測(cè)與控制(已修改)
2025-08-17 19:17 本頁(yè)面
【正文】 第六章 油氣井壓力預(yù)測(cè)與控制Chapter 6 Prediction and Control of Well Pressure第一節(jié) 地層壓力及其預(yù)測(cè)第二節(jié) 地層破裂壓力及其預(yù)測(cè) 第三節(jié) 地層 井眼系統(tǒng)的壓力控制 上世紀(jì) 60年代以來(lái)，油氣井壓力預(yù)測(cè)與控制倍受重視，原因是 井噴失控 不但影響正常油氣勘探與開(kāi)發(fā)，還會(huì)造成重大的 經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡 。 目前，世界各石油公司發(fā)展了一整套油氣井壓力預(yù)測(cè)與控制新技術(shù)： 在鉆井之前 ，根據(jù)三壓力剖面科學(xué)地選擇鉆井液密度，合理地設(shè)計(jì)一口井的套管程序，為實(shí)現(xiàn)平衡壓力鉆井提供保障； 在鉆井過(guò)程中 ，通過(guò) 一級(jí)井控 （通過(guò)調(diào)整鉆井液密度）和 二級(jí)井控 （使用井控設(shè)備）能夠有效地減少鉆井復(fù)雜情況和事故（井噴、井漏等），從而大幅地降低鉆井成本。必要時(shí)采取 三級(jí)井控 。 一級(jí)井控： 是指通過(guò)調(diào)整鉆井液密度使得鉆井液液柱壓力大于地層孔隙壓力，以阻止地層流體流入井筒。二級(jí)井控： 是指一級(jí)井控失敗，出現(xiàn)井涌或井噴，此時(shí)依靠地面井控設(shè)備和適當(dāng)?shù)木丶夹g(shù)來(lái)控制井涌或井噴。三級(jí)井控： 是指二級(jí)井控失敗，即井噴失控，而不得不采用的打救援井、滅火等措施。井控分類(lèi)第一節(jié) 地層壓力及其預(yù)測(cè) 167。1 Formation pressure and prediction 一 、地下各種壓力的概念 靜液壓力靜液壓力 :是由液柱重量引起的壓力，它的大小與液體密度和垂直高度有關(guān)，而與液柱的橫向尺寸及形狀無(wú)關(guān) 。靜液壓力 上覆巖層壓力 地層壓力 基巖應(yīng)力 ph＝ 式中 : Ph— 靜液壓力， MPa ρ1— 流體密度， g／ cm3 h1— 靜液柱垂直高度， m靜液壓力用 Ph表示 :通常把單位高度（或深度 ) 增加的壓力值稱(chēng)為壓力梯度 式中 GDh——靜液壓力梯度， MPa／ m GDh= ph / h1 = 靜液壓力梯度可表示為 : 靜液壓力梯度受液體密度的影響和含鹽濃度、氣體的濃度以及溫度梯度的影響。 含鹽濃度高會(huì)使靜液壓力梯度增大，溶解氣體量增加和溫度增高則會(huì)使靜液壓力梯度減小。 油氣井鉆井中遇到的有代表性的平均靜液壓力梯度有兩類(lèi) :一類(lèi)是淡水和淡鹽水盆地一類(lèi)是淡水和淡鹽水盆地 : GDh 為 MPa／ m一類(lèi)是鹽水盆地一類(lèi)是鹽水盆地 : GDh 為 MPa ／ m這相當(dāng)于總含鹽量為 80g／ L的鹽水柱在 25℃ 時(shí)的壓力梯度。 （平均靜液壓力梯度大多數(shù)為后一種）準(zhǔn)噶爾盆地總的平均地溫梯度為 ℃ /100 m，周緣部分地區(qū)地溫梯度為 ℃ /100 m； 腹部地區(qū)為 ℃ /100 m。準(zhǔn)噶爾盆地實(shí)測(cè)地溫與深度的關(guān)系圖★ 地溫梯度 上覆巖層壓力上覆巖層壓力 : 是指覆蓋在該地層以上的地層基質(zhì)（巖石）和孔隙中流體（油氣水）的總重量造成的壓力。 巖石密度 與孔隙度的大小和埋藏的深度有關(guān)。 若用 Pob表示上覆巖層壓力，且沿垂直高度 h內(nèi)各參數(shù)取平均值，則： pob= [(l－ ф)ρma+ фρf ] h 式中 pob ——上覆巖層壓力， MPa h ——地質(zhì)柱狀剖面垂直高度， m ф——巖石的孔隙度， % ρma ——巖石基質(zhì)的密度， g／ cm3 ρf ——巖石孔隙中流體的密度， g／ cm3實(shí)際上：上覆巖層壓力梯度 地層壓力：是指作用在巖石孔隙內(nèi)流體（油、氣、水）上的壓力，也稱(chēng)為 地層孔隙壓力地層孔隙壓力 。 地層壓力用 Pp來(lái)表示 。 正常地層壓力等于從地表到地下該地層處的靜液壓力，大小與沉積環(huán)境有關(guān)。 根據(jù)式（ 6－ 2）的計(jì)算原理，可求得大多數(shù)正常地層壓力梯度為 MPa／ m。 在鉆井實(shí)踐中，經(jīng)常會(huì)遇到實(shí)際的地層壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離正常地層壓力的情況。 pp＞ ph 稱(chēng)為異常高壓 pp＜ ph 稱(chēng)為異常低壓 異常高壓 的形成與泥巖層壓實(shí)過(guò)程（欠壓實(shí)）、水熱增壓及蒙脫石的脫水作用等有關(guān)。 ▓ 異常 壓力的成因 異常低壓： 是指地層壓力梯度小于 MPa／ m，甚至只有其一半的情況。 產(chǎn)生主要原因：油氣藏多年開(kāi)采而壓力補(bǔ)充不足 后果： 井漏 異常高壓 正常壓力系統(tǒng)可以看成是一個(gè)水力學(xué)的 “開(kāi)啟 ” 系統(tǒng)，即
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