返回报告库
OGA-B-064·B 级报告·钻完井工程技术

关井压力能告诉我们什么

井控与复杂地层 · 井控与复杂地层。当前权限:全文开放

Access Policy
等级
B
阅读权限
全文开放
解锁方式
已解锁
BOG-A钻完井工程技术井控与复杂地层油气与新能源
Report Content

报告正文

关井之后,井口两个压力表在替你读几千米下的井底

钻井现场最紧张的时刻,往往不是井喷那一下,而是关井之后的安静。

溢流发现了,防喷器关了,往上顶的东西暂时憋回去了。可井下进来了什么、进来了多少、地层憋着多大劲,地面上谁也看不见。这时候全队人都盯着两块表:立管压力表读钻杆内那一路,套管压力表读钻杆与井壁之间那圈环空。行话叫关井立压关井套压

(防喷器怎么封井、溢流和井涌井喷差在哪,是另外几篇的账。)

一句话先给答案

这两个读数不是"关井成功"的凭证,而是井底递上来的两份口供:立压来自钻杆内那柱干净的钻井液,能反推地层压力有多高;套压来自被污染的环空,它高出立压的那一截,恰好暴露了钻进来的是气还是水。压井配多重的液、有多急,全从这两个数起头。

立压:这一侧是"干净"的,所以它能算账

立管压力金贵在哪?因为钻杆内这条通道,是全井唯一一段成分明确的液柱——地层流体挤进的是环空,钻杆里灌的还是原来那套钻井液,密度和井深都是已知数。

把井想成一根倒过来的 U 形管:钻杆内一条腿,环空一条腿,井底是弯头。关井稳压后两条腿在井底压力相等,而井底压力此刻恰好等于地层压力。

于是这条"干净"的腿成了一把能直接读的尺:钻杆内液柱自身压出的那份压力,加上表上多出的立压,合起来就是地层压力。 反过来也就知道,要让液柱自己压住地层,密度还欠多少。它是压井计算的源头数据,不准,后面所有账都是错的。

套压:这一侧混了东西,所以它总是更高

同样通到井底,环空这边为什么常常读得更大?因为环空里已经不是纯钻井液。侵进来的地层流体——气、油、盐水——都比钻井液轻,它在环空下部占的那一段,"分量"比同长度的钻井液少一截。井底压力是定死的,环空这条腿少了多少液柱压力,井口就得替它多顶多少

所以套压高,往往不是地层压力更高,而是环空被污染得不轻。算压井液密度只认立压,正是因为套压里掺着侵入流体那笔账。

差值才是重头戏:进来的是气,还是水

真正有信息量的,是这两个数之差。套压减立压,减出来的正是侵入流体在环空里"少掉"的那段液柱压力。它取决于两件事:侵入物有多轻,占了多长一段井筒——后者可从泥浆池涨了多少体积倒推。两个量一凑,侵入物的大致密度就出来了

密度一出来,性质基本就定了:轻得离谱的是气,接近钻井液的多半是盐水,夹在中间的是油或混合流体。(分档的经验数值属操作规程范畴,这里不展开。)

要紧的是气和水的脾气完全不同。气可压缩,上返时压力越低、体积越涨,把上面那柱钻井液往外顶,套压持续爬升;水和油几乎不可压缩,局面温和得多。差值大,后面是一场跟膨胀赛跑的活;差值小,可以从容些。

封面

读这两个数,有四个坑

听着像"看两眼表",读表本身其实是门手艺。至少四个坑:

一,读早了不算数。 关井那一刻井底压力仍低于地层压力,地层还在往井筒补流体,两块表都在爬。行业经验一般要观察十几到二十几分钟,致密地层更久。没等稳就读,地层压力算低,压井液配轻。

二,圈闭压力会骗人。 若有额外压力被憋进井筒又散不出去,表上那部分并不来自地层。带着虚高去算,压井液配重,反而可能把地层压漏——一边喷一边漏最难收拾。

三,单向阀会把立压挡住。 钻具下部常装回压阀(浮阀),只许往下不许往上,钻杆内的压力顶不到井口那块表,立压可能一直是零。这不等于"没压力",得用专门操作求取。

四,最危险的一个:气会"藏"进油基钻井液。 气在油基钻井液中的溶解度远高于水基,侵入的气溶进液相,井底附近体积几乎不涨,套压迟迟不见异常;等压力降到泡点以下,溶解气集中释放、体积骤增。"没什么动静",恰恰最该警惕。

这两个数,最终拿去做什么

三件事:定压井液密度——由立压反推地层压力,再定配多重的液;选处置方式——由差值判断是气是水,决定循环排污还是正式压井;判断紧迫程度——读数爬得多快、离承压上限还剩多少余量,决定这口井还能"憋"多久。关井后读表,从来不是走形式。

说到底

井控真正的难点,不是"关不关得住",而是关住之后,你知不知道井下发生了什么。两块表、一个差值、四个坑,拼出来的是一份对井底压力的认知——把几千米下看不见的井底,翻译成地面能看懂的数字。

这份认知一旦足够精细、实时,思路自然往前跨一步:既然能把井底压力算清楚,为什么非得等溢流来了才被动关井?——那正是控压钻井在做的事。这里先按下不表。

想把"精确管住井底那点压力"这套技术从原理到国产装备看明白? 我们做了份《控压钻井(MPD)系统全球技术格局与国产装备路线图》——公众号后台回复关键词「控压钻井」,拿去看。

关井之后,井口两个压力表在替你读几千米下的井底|经纬智汇能源研究|经纬智汇