动力压井法理论及适用条件的分析

动力压井法是隶属于非常规井控的一种压井方法,主要是借助于环空流动压降来平衡地层压力,其实质就是使井底流动压力大于或等于地层压力而不超过地层破裂压力.通过全面分析其应用条件和影响因素表明,动力压井法是一种简便、安全、快捷的压井方法,它能解决现有的建立在直井基础上以”泵送模式“作为基本理论的常规压井方法(司钻法和工程师法)所不能处理的许多井喷和溢流问题.动力压井法的应用受到地层压力和现场机泵等条件的限制,根据地层压力和地层破裂压力的关系,得出了动力压井法能否应用的综合判别式,对于现场机泵条件的限制,提出了许多切实可行的措施和建议.     

����ѹ��������㷽���о�

动力压井法是一种非常规井控技术，在动力压井过程中利用井内或环空流体的流动阻力和静液压力来平衡喷井的地层压力，它已在压制强烈井喷中成功使用。文章介绍了确定动力压井所需流量的3种方法：在纯摩阻法计算模型中用单一流体计算流动压降；稳态两相模型表征稳态条件下的流体流动，并考虑两相流体在温度、压力变化条件下的压缩性；瞬态两相流动模型计算泵入压井液过程中两相邻时间段的井底压力变化。不断增加的静液压力与流动阻力加大了对地层的压力,分析与计算结果表明：两相流动模型优于单一流体的纯摩阻计算法。当压井管柱底端不在井底时，可以使用离井底动力压井法。在注入点处压井液液滴的沉降与液体回流是该方法压井成功的关键，因为它们能够增加对井底的有效压力。液滴的最大直径和牵引系数是判断沉降与回流的依据,最大液滴直径可据Weber数确定，而牵引系数是滑脱速度雷诺数的函数。压井液在上升天然气气流中碎裂成液滴是一个由空气动力学与流体力学所决定的复杂过程,尚需进一步研究以得出能更精确地确定离井底动力压井作业中液体回流的条件。     

动力压井法的参数设计和实施方法

详细研究了动力压井法的参数计算、设计步骤和实施方法，建立了动力压井法理论体系。参数设计的内容包括初始 井液及加重压井液的密度和流量，压井过程主要控制参数（立管压力和所需的最小泵功率等）。流量是动力压井法的核心参数，得出了以平衡地层压力所需的最小流量不和压漏地层的最大流量为上、下限的流量控制范围。     

井内喷空工况压井方法研究

钻井中井内钻井液喷空是一种严重的井控事故,由于常规井控方法无法使用,研究井内喷空时的非常规压井方法就十分必要。通过研究压回法、动态压井法、动力压井法与动量压井法等4种方法的原理和工艺过程,对每种压井方法的适用性及特点进行了总结和比较。根据以上比较和总结,得出了井内钻井液喷空工况下非常规压井方法的优选方法,并对现场空井实施非常规井控提出了切实可行的措施和建议。     

扶余油田试井资料评价及应用研究

利用线性流法（pt～√t）和现代试井法，分析了扶余油田的63口环空测压和长关测压井资料，发现目前在扶余油田应用线性流法解释地层压力已不具备初期的基础条件，不应再用pt～√t压力恢复曲线解释地层压力。提出了扶余油田压力恢复解释方法应用现代试井法和赫诺法，并且研究了续流段在不同产液量井出现的最短时间及低产井录取地层压力的方法，从而为扶余油田压力恢复的解释和录取时间及方法提供了可靠依据。     

利用分层测压技术判断高压注水层破裂方法

在分析地应力与地层破裂压力关系的基础上,推导和研究和注水压力与地层注动压力的关系式,给出了井底流动压力与地层破裂压力的关系式,由此 建立了井口注水压力与地层破裂压力之间的关系式。提出了一种高压注水井分层测井层压力恢复的新方法,该方法管柱功能强,测压井下关井,分层流量直接测试不用迭加法,测试精度高,操作方便。应用该方法进行高压注水层地层破裂的测试,分析了破裂地层试井曲线特征。对地层破裂在曲线上表现的特征进行了理论分析和验证。现场应已见到了很好的效果。实测解释结果表明,该方法切实可行,判断符合率高,为高压注水井提供了压力上限控制的依据。     

ֱ�Ʒ�ѹ������

直推法压井气井钻井液喷空后在井口装置可以关井、井内无钻具不能进行循环压井的情况下，综合考虑井口井下条件、地层压力恢复特笥和压井过程中的动态压力控制等因素的一种空井压井方法，该方法的关键是要掌握井内压井液液柱压力建立速度在井后地层压力恢复速度之间的关系，确定出套压变化的转折点，即压井是的最大套压值，以此作为压井的边界条件，设计合理的压井程序。经三口井的现场压井资料验证，理论计算结果与实际压井数据基本     

从伊朗Arvand-1井溢流压井再谈置换法压井方法

为指导现场技术人员正确使用置换法压井,以伊朗Arvand-1井置换法压井为例,探讨了该井置换法压井作业中的问题,分析了该井采用置换法压井失败的原因。认为该井在关井套压52.5 MPa情况下始终保持注入压力61.6 MPa停泵,降至57.4 MPa后再次开泵,套压保持在42.0 MPa以上平衡地层压力的做法和采取的排气方法都存在一定问题,以致注入了2.55倍井眼容积的压井液却成效不大。指出若将井眼容积、注入量和施工压力结合起来进行分析,采取逐次降低注入套压和排气压力的方法,仅用置换法就可以压井成功。根据压井过程中始终保持井内压力平衡的原则和置换法压井原理,给出了正确的压井方法。      

深水井涌压井方法及其适应性分析

深水井涌的处理与陆上相比存在3个难点:一是钻遇浅层流时还没有安装井口;二是节流管线细长且摩阻较大;三是安全密度窗口很窄。为此,在介绍司钻法、工程师法、动力压井法和附加流速法等压井方法的基础上,分析了其特点与主要流程及其对于深水井涌的适用性;并在此基础上,模拟了浅层气井涌和安全密度窗口较小情况下深水钻井井涌的压井工况。模拟结果表明:钻遇浅层流在没有安装井口情况下,可采用动力压井法实施压井作业;在处理窄安全密度窗口的深水井涌时,采用工程师法压井更合适,在模拟井工况下,采用工程师法套管鞋处的最大压力比采用司钻法低0.28 MPa;如果安全密度窗口太窄,则要采用附加流速法压井,在模拟工况下,采用附加流速法套管鞋处的最大压力可比常规压井方法降低0.94 MPa,但采用附加流速法对井口设备要求较高,并需要对施工参数进行优化。      

司钻法压井问题分析

通过对司钻法压井理论和现场压井案例的分析指出,传统的司钻压井法施工措施只适用于联通性差的油气层的压井。对于大多数油气层,传统的压井措施,将造成多次循环压井;对于钻井液密度窗口较窄的地层,压井失败的几率是很高的。现场很多压井实例说明,压井液下行过程控制套压不变,是造成多次循环压井的主要原因,也是导致压井工作复杂化甚至失败的根本原因。文中推荐的司钻法压井措施,要求在压井液下行过程中,通过节流阀控制立压,使之按计算压力下降,即压井全过程采取控制立压的措施。该措施能减少压井循环周,并适用于所有地层,可以提高压井效率和成功率。     

硬顶法井控技术研究

对于含硫油气井及钻头不在井底等情况下发生的溢流,不能采用常规压井方法压井,需采用硬顶压井法重新建立井内压力平衡,而建立硬顶法压井参数计算模型及分析硬顶法压井过程中井口套压的变化规律,有助于硬顶法压井成功实施。在分析适用硬顶法压井适应性的基础上,建立了硬顶法压井参数计算模型和井口套压计算方法,分析了井筒内气体体积和压井液排量对井口最大套压的影响。结果表明:储层渗透率大于30 mD、裸眼段长度较短和井口承压能力较高的情况适合使用硬顶法;井筒内气体含量越高,硬顶过程中井口套压越高;压井过程中压井液的排量越大,井筒内的摩阻越大,且气液两相进入储层所需要的压力越大。分析计算结果可为现场实施硬顶法压井提供理论支持。      

碳酸盐岩储层压井液漏失影响因素研究

长庆碳酸盐岩气藏裂缝及孔洞较为发育,层间差异明显,非均质程度较严重,压裂改造后的储层裂缝更为复杂,此类气藏处于开发后期的气井在开展压井修井作业时,常规压井液漏失量大,漏失主要影响因素不清楚。围绕典型井的地质参数、生产数据,采用沃伦-茹特双渗模型,通过拟合产水量、产气量和地层平均压力修正模型,5种因素的数值模拟结果表明,井筒液柱正压差、压井液黏度和裂缝渗透率是影响压井液漏失最敏感的因素,但可控因素为液柱正压差和裂缝渗透率。适当增加压井液黏度和降低液柱正压差可较好控制漏失,但采取高黏度压井液会造成泵送困难,且易产生吸附滞留损害,增加黏度的另一个极端就是增加黏弹性（弹性）,一方面可增加压井液往地层的渗流阻力,此外也可以有效承压。根据研究结果,提出了以弹性凝胶为方向的长庆碳酸盐岩暂堵压井液研究思路。      

深水动态压井钻井井筒压力模拟

动态压井钻井技术可有效解决深水表层钻井过程中出现的溢流或井漏、井塌等井下复杂事故。为研究深水表层动态压井钻井过程中的压力变化特征,结合动态压井钻井基本原理,建立了动态压井钻井井筒物理模型,通过设定海水和加重钻井液的初始排量、排量随时间的变化率,推导出了变排量、变密度模式下的动态压井钻井井筒压力数学模型。根据墨西哥湾深水钻井实例数据,计算分析了动态压井钻井过程中环空密度、环空压力、环空压耗以及井底压力随时间的变化关系。结果表明,动态压井钻井技术的关键在于通过实时调整海水排量、加重钻井液排量控制混浆密度,进而控制环空液柱压力,达到深水表层安全钻井的目的;机械钻速是影响井底压力的重要因素,机械钻速越大,由岩屑产生的附加密度越大,井底压力越大。     

西非S深水区块裂缝性碳酸盐岩地层控压钻井技术

西非S区块上部泥岩地层钻井压力窗口窄,下部裂缝性碳酸盐岩地层漏失严重、含硫化氢、地质不确定性高,控压钻井技术是应对这些问题比较成熟的技术,但单项控压钻井技术无法同时解决上述问题。根据环空压力动态控制钻井技术可解决泥岩井壁稳定性问题以及加压泥浆帽钻井技术可解决钻井液严重漏失情况下含硫化氢地层井控问题,提出了一种将两项独立控压钻井技术进行组合应用的新技术。从控压装备共用、技术方案转换、施工关键点决策3个方面进行了研究。实例应用表明,该控压钻井组合技术可有效解决同一井内井壁稳定、漏失、井控等多项复杂问题,相比单项控压钻井技术应用效果更好。该研究对该区块及类似地层后续勘探开发作业具有指导意义。     

气井修井中压井方法的选用与计算

气井修井作业中,如何确立压井参数选择压井方法,对高压气井修井作业举足轻重。文中以渗流力学为基础,建立地层流体的渗流数学模型,进行理论分析,确定气井修井中压井参数的理论依据。认为：试修作业中,高压气井必须选择好压方法,同时要配备好的循环设备和确定科学的压井参数。     

不压井工艺处理带控制管线管柱研究及应用

东海气田是典型的致密中低渗气藏,该类气藏使用不压井动管柱作业,可最大限度地保护油气藏,但是不压井工艺一直以来无法有效解决海上控制管线安全起下的难题,也是一直困扰不压井工艺未能在海上推广的限制因素。为了解决该难题,通过工艺创新和配套工具的研发,在东海某井对不压井工艺处理带控制管线管柱进行了现场试验。文中论述了该工艺的技术特点,并针对不同技术难点介绍了原井带控制管线管柱起出、完结阶段带控制管线生产管柱下入等两大关键技术。现场试验表明,该工艺安全性高、应用效果好,具有一定的推广价值。     

压井动态过程的理论分析及模拟计算

文中的动态井控理论模型是以气体溢流进入井内同泥浆形成两相混合物并存于环空中为基础,考虑了气液两相流动不同流型下的气体滑脱速度以及气液两相流动摩阻的影响,用有限差分方法建立了求解动态井控理论模型的差分方程组,给出了求解的具体算法.通过模拟计算研究了地层压力、溢流时间、压井排量及环空尺寸等对压井操作及压井最大套压等的影响.经过与压井实际数据的对比表明动态井控理论的计算结果比纯气栓泵送模型更符合并控实际.