石油工程压井液密度确定方法

压井液密度计算中若干问题讨论压井液密度的确定应以钻井资料显示最高地层压力系数或实测地层压力为基准，再加一个附加值。

附加值可选用下列两种方法之一确定：1．油水井为0.05－0.1g/cm3；气井为0.07－0.15 g/cm32．油水井为1.5－3.5MPa；气井为3.0－5.0 MPa具体选择附加值时应考虑：地层孔隙压力大小、油气水层的埋藏深度、钻井时的钻井液密度、井控装置等。

一、补孔作业后，根据测压资料确定压井液密度的选择1、密度选择方法1：ρ＝100（P油层+P附加）/Hρ---压井液密度（g/cm3）P油层—静压或当前地层压力MPaP附加—附加压力（1.5－3.5MPa）H---油层中部深度2、密度选择方法2：ρ＝100[P油层+P附加-G(H-h)]/hρ---压井液密度（g/cm3）P油层—静压或当前地层压力MPaP附加—附加压力（1.5－3.5MPa）H---油层中部深度h—实际压井深度G—压力梯度3、密度选择方法3：ρ＝K压力系数(或当量密度)+ ρ附加密度ρ附加密度：油水井为0.05－0.1g/cm3；气井为0.07－0.15 g/cm34、密度选择方法4：ρ＝102*P油层*K/HP油层—静压或当前地层压力MPaH---油层中部深度K---安全压力系数（原井下解散前：油水井1.05，气井1.1，目前待定）二、未补孔井或起下管作业过程中，需压井时，确定压井液密度ρ＝100[P油层+P井口+P附加-G(H-h)]/hρ---压井液密度（g/cm3）P油层—静压或当前地层压力MPaP附加—附加压力（1.5－3.5MPa）H---油层中部深度h—实际压井深度G—压力梯度注：压井液密度公式使用中应考虑的问题1）静压或原始地层压力值来源的可靠性及其偏差2）油气井能量的大小，产能大则多取，产能小则少取3）生产状况，油气比高的井多取，低的井少取；注水开发见效的井多取，反之少取；4）修井施工内容、难易程度与时间长短，作业难度大、时间长的井多取，反之少取；5）大套管多取，小套管少取；6）井深，井深多取，井浅少取；7）密度在 1.5g/cm3以下时，附加压力不超过0.5 MPa；密度在1.5g/cm3以上时，附加压力不超过1.5 MPa。

常 用 公 式一、配泥浆粘土用量二、加重剂用量W 加=)()(加重后加重剂原浆加重后泥浆量加重剂ρρρρρV三、稀释加水量Q 水=)()(水稀释后稀释后原浆原浆量水ρρρρρV四、泥浆上返速度V 返=)d (7.1222钻具井径 D Q五、卡点深度(1) L=9.8ke/P (㎝、KN) (2)L=ｅEF/105P=Ke/P(㎝，t ，K=21F=EF/105 ，E=2.1×106 ㎏/㎝2) 5”壁厚9.19 K=715 3 1/2壁厚9.35 K=491)()(水土水泥浆泥浆量土土ρρρρρ V W六、钻铤用量计算 L t. =m.q.kp 式中p ---钻压，公斤,q --钻铤在空气中重,量公斤／米，K ---泥浆浮力系数， L t ---钻铤用量, 米, m---钻铤附加系数（１．２至１．３） 七、 泵功率 N=7.5Q p （马力）式中p －实际工作泵压（k g /cm 2）, Q –排量（l /s ） 八、钻头压力降 p咀=4e 22 d c Q .827.0ρ （kg /cm 2）式中ρ－泥浆密度（g /cm 3）, Q –排量（l /s ）, C ---流量系数（取０．９５－０．９８５） d e ---喷咀当量直径（cm ），d e ＝232221 d d d九、喷咀水功率 N咀=7.5 Q p 咀＝4e 23d c Q .11.0十、喷射速度过 v 射=2e dQ 12.74c 十一、冲击力 F 冲 =2e 2d Q .12.74ρ十二、环空返速V=22 d DQ 12.74-式中ρ－泥浆密度（g /cm 3）, Q –排量（l /s ）, C ---流量系数（取０．９５－０．９８５） d e ---喷咀当量直径（cm ），d e ＝232221 d d d ++十三、全角变化率—“井眼曲率”公式 COS ⊿E=COSa 1 COSa 2+Sina 1 Sina 2COSB 或⊿E=（a 12+ a 22-2 a 1 a 2 COSB ）1/2式中：⊿E —上下两测点为任意长度时计算出的“井眼曲率”a 1—上测点的井斜角，度。

钻井液密度计校准操作规程1范围本标准规定了钻井液密度计（以下简称密度计）自检检定程序。

本标准适用于新制造、使用中和修理后密度计的检定。

本标准所规定的密度计可用来检测泥浆、压井液、水泥浆等液体密度。

2规范性引用SY/T6676-2007中华人民共和国石油天然气行业标准——《钻井液密度计校准方法》。

3程序内容3.1外观检查3.1.1密度计应标明：名称、型号、分度值、制造厂名、制造编号和出厂日期等。

3.1.2液杯、杯盖、杠杆和底座应有统一的出厂编号或配套。

3.1.3密度计（含所有附件）表面应光洁，不得有剥落、碰伤及划痕，各紧固件不得有松动、损伤。

3.1.4杠杆上的刻度应清晰，刻线垂直于杠杆，间隔均匀，分度值为0.01g/cm³。

3.1.5刀口和刀承应光洁，不得有毛刺、裂纹和显见的砂眼。

刀口和刀承接触后，杠杆摆动应灵活。

3.1.6游码在杠杆上移动应平稳、灵活。

3.1.7杯盖与杯口配合适中，盖孔畅通。

3.1.8底座的底面平整。

3.2水准泡检查气泡在使用范围内应能均匀移动，无肉眼可察觉出的停滞和跳动现象，并与密度计杠杆安装时保持水平。

3.3液杯容量校准3.3.1将液杯及杯盖清洗晾干，向杯内缓慢注满蒸馏水，除去气泡，轻轻旋转，盖严杯盖，擦干杯及杯盖外表面，取下杯盖，将杯盖底面的蒸馏水刮入杯内，将杯内蒸馏水倒入烧杯内，用天平称量蒸馏水质量，再加上杯及杯盖内表面的残留量（一般胶木制杯取0.21g，金属制杯取0.32g），得出杯容纳蒸馏水的质量。

3.3.2用温度计测水温，查阅水密度值表（参见表1），按下式计算液杯容量。

V=(mz +mb)/ρV=液杯容量，ml;mz=液杯内蒸馏水的质量，g;mb=液杯和杯盖内的残留量，g;ρ=液杯内蒸馏水的密度值，g/cm³。

3.3.3计算得出的杯容量，应为（140±1）ml。

3.4灵敏限校准3.4.1将密度计清洗晾干。

在杯中放入替代物（校准专用替代砝码），移动游码至上限值附近，使杠杆平衡（气泡位于中线）。

如果压井管的具体深度并没有超越油层中部的 具体深度值的情况下, 对压井液的具体密度进行计 算, 使用的公式是:
式子里面: h 表示的是实际压井的对应深度, 单 位为米; H 表示的是油层中部 的具体深度, 单位为 米; Gp 表示的是地层压力的具体梯度, 单位为MPa/ m; 其余的和上面相同。 2 按照实际测量获得的地层压力进行具体的确定
式子里面: K 具体表示的为附加系数, 一般的作 业 情况下, K 等于 1. 00- 1. 15; 如果为修井, 这个时 候 K 等于 1. 15- 1. 30。 1. 3 附加压力之计算方法
式子里面: Pe 表示的为附加压力, 油水井对应 的 Pe 介于1. 5 到3. 5 兆帕之间; 气井对应的Pe 介于 3. 0 到 5. 0 兆帕之间。 1. 4 计算压井液的相对密度的具体方法
井资料结果进行综合解释, 成果图如下:
图 4 胡 B 井中子寿命挤堵评价成果图
根据解释结果, 未解层堵剂进入后向上向下都 有推进, 说明固井质量不好, 水泥环可能存在裂缝; 1
号层上部没进堵剂; 1、2 号层之间串通, 3 号层未进 堵剂; 4 号层部分遇阻。 4 结论
中子寿命测井技术能有效评价堵剂进入地层 后, 纵向分布以及层与层之间的窜通情况, 可以进一 层次的认识井况, 为下步措施实施提供指导。
当量密度附加法的使用: 气井对应的密度介于 0. 07～0. 15 之间。如果为浅井, 这种方法获得的泥 浆密度数值就比较小, 最安全的基本底线为泥浆密 度可以很好的平衡环空压耗以及起钻抽吸之下的共 同作用, 最终保证下钻的安全度。
井底压差附加方法的采用: 气井之井底的具体 压差介于 3. 0～5. 0 兆帕之间, 在这个情况下进行当 量密度的具体确定。对于浅井而言, 这种方法设计获 得之泥浆对应的密度较大, 能够很好的将环空压耗 与钻具上提产生的抽吸力相平衡。不过, 为了避免和 防止泥浆密度太大, 对地层产生压漏, 进而造成先漏 后喷的现象。 5. 2 压井液密度常规计算方法中需要考虑的几个 问题

修井作业压井液密度选择方法作者：黎武毛冬冬王新期来源：《中国科技博览》2016年第24期[摘 ;要]目前国内外存在多种确定修井作业现场压井液密度的方法，这些方法各有其优缺点。

本文从修井作业压井时存在的问题出发，对目前压井液密度计算的各种方法进行了分析研究，指出了这些方法存在的的问题和不足之处，并进行了对比分析，使大家对压井液密度计算有一个明确的认识。

[关键词]压井液密度地层压力中图分类号：TE358.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0001-011 前言修井作业过程中，做好井控工作的目的是防止地层液体侵入井内，为此需保持井底压力略大于地层压力，即实现近平衡作业，这时的关键问题就是研究怎样最合理地确定压井液密度。

压井液密度的确定应以钻井时资料显示最高地层压力系数或实测地层压力为基准，再加一个附加值。

作业现场一般推荐附加当量压井液密度、附加压力井底值规定如下：当量密度附加：油水井为0.05-0.1g/cm3;气井为0.07-0.15g/cm3井底压力附加：油水井为1.5-3.5MPa;气井为3.0-5.0MPa大体上来说，确定作业现场压井液的密度时，必须考虑到以下三个方面：（1）地层压力系数;（2）地层孔隙的压力大小;（3）井控装置。

目前的几种计算作业现场压井液密度的方法[1]主要可以分为两种，一种是常规的压井液密度确定方法;另一种则是改进的压井液密度确定方法。

2 常规压井液密度确定方法2.1 附加当量密度计算法根据《修井作业井控技术规程》的规定可知又因为、所以（1）式中：—油层中部深度，m;—井眼内压井液密度，g/cm3;—地层压力，MPa;—地层液体密度，g/cm3，一般为1.00-1.07 g/cm3;—地层压力当量压井液密度，g/cm3;—附加当量密度，g/cm3，油水井为0.05-0.1g/cm3、气井为0.07-0.15 g/cm3。

2.2 压力倍数计算法（2）式中：—附加系数，对于一般作业，K=1.00-1.15;2.3 附加压力计算法（3）式中：—附加压力，油水井为1.5-3.5MPa;气井为3.0-5.0MPa。

计算公式压井液密度计算：102p ylρy= ρm + + ρeHρy=压井液密度ρm=原浆密度p yl=立管压力H=压井深度ρe =附加值0.05-0.1压井液计算：加重材料计算：ΡS V1(Ρ1-Ρ0)G=ΡS- Ρ1G=加重材料重量TΡS=材料密度重晶石=4.25 吨/方KCL=1.984吨/方（最重可配液到1.16）Ρ1=压井液需要达到的密度吨/方Ρ=原浆密度吨/方V1=新浆体积循环方式选择目前用于井控的司钻法和工程师法都是用正循环，即从钻杆泵人，从环空将溢流循环出并。

反循环压井方法简介但用常规的司钻法和工程师法压并必须具备以下两个条件：（１）能安全关井；（２）在不超过套管与井口设备许用压力和地层破裂压力条件下能循环溢流出并。

在实际钻井工作中往往遇到不具备上述两个条件的情况：一是浅层气，关并时地层强度不够；二是钻中深并进入井内的天然气溢流量很大，这时无法使用常规司钻法和工程师法进行压并，而只能换用能够降低最大套压及井内地层受力的其它压井方法，如超重泥浆压井法及反循环压井法等。

本文对后者的工艺与计算要点给予说明。

１工艺要点反循环压井方法是从环空泵人泥浆将井内溢流替入钻杆．由钻杆内上升到井口，在阻流器控制钻杆出口回压下排除油气溢流并进行压并。

这种方法在修并中早巳广泛使用。

因为修并时井内往往是没有固相的原油或盐水，且管柱下端多是开口的，不易被堵塞。

修井或采油井口装置也容易转换成反循环方式。

在钻井或完井作业中当并内泥浆含有岩屑进行反循环压并钻头水眼有被堵塞可能时，可只用反循环把溢流经钻扦内替出，以后再转用正循环压并。

由于钻杆内总容积小，用反循环的时间短・可以减少堵塞钻头水眼的危险。

国外文献中把这种用反循环排除溢流．再用正循环的方法也称为反循环压井法。

由于它比修并中用的反循环法更为复杂，故本文主要对它给予说明。

这种压井方法的主要步骤是：（１）在井内建立从环空泵人，沿钻拄上升通过阻流器排出的反循环通路；（２）从环空泵入原密度泥浆将溢流从环空替入钻柱。

1、确定压井液密度：是根据油层压力而定，现场有两种方法，一是选用压井液柱压力的1.1-1.15倍，即： P 液柱=(1.1-1.15)P 油层 而 P 液柱=Hr/100故 r=100(1.1-1.15)P 油层/H式中：r —压井液密度 克/厘米3 ； P 油层—油层压力 兆帕； H —油层中部深度 米。

二是按井筒液柱压力高于油层压力K(一般K=1-1.5MPa)而定压井液密度， 即：r=100(P 油层+K) /H 式中符号意义同上。

利于保护油层，压井达到压而不死，压而不喷，现场上多用第二种计算方法。

2、压井液用量：(1)理论计算：V=K.g.HV —压井液总量(m3)g —每米套管容积（m3/m ） H —油井深度(m)K —附加系数，取1.5-4Π –圆周率 3.1416 D —套管直径(m)H —1米高度，即H=1(m)(2)近似计算：V=D2/2式中：V —每1000米内套管容积m3 D —管线直径 英寸3、SCY 压井液配制表序号 密度g/cm 3PZ g/cm 3FAAg/cm 3加重剂g/cm 3成本元/m 3备注1 1.05 15 3 81.8 150.13 工业NaCl2 1.1 153 168.8 180.58 3 1.15 15 3 261.3 212.964 1.2 20 4 520 598.8 工业CaCl25 1.25 20 4 696.4 746.986 1.3 20 4 900 9187 1.35 25 6 1137.5 11868 1.4 25 6 1418.2 1421.79 9 1.45 25 6 1755 1704.7 10 1.52562166.72050.53SCY压井液配制表关于压井液密度的讨论计算一、若采用CaCl 2、Na Cl ，混合配置密度为1.3g/cm 3的压井液 计算如下： 1、1m 3水1000Kg ；2、所需CaCl 2 900 Kg ；3、则，1100090010003.1x ++=，5.4611=x , 所以，900 Kg CaCl 2是461.5L ；4、Na Cl 配置压井液的最高密度1.15g/cm 3，1m 3水所需NaCl 是263.1 Kg ，所以210001.263100015.1x ++=，7.962=x ，所以，263.1 Kg NaCl 是461.5L ； 5、若配置1.3g/cm 3的混合压井液1m 3时，所需NaCl 是263.1 Kg ，则，CaCl 2是636.9 Kg （326.6L ）； 6、所以，混合液的密度3/33.16.3267.9610009001000cm g =+++=ρ，增加了2.3％。

钻井起下钻过程中压井液密度设计方法研究【摘要】钻井起下钻过程中，操作不当容易导致溢流或井喷，而此时钻头不在井底，U形管原理不能描述此时的井眼状况。

针对该种情况，基于气液两相流理论，通过分析钻头不在井底时溢流，关井和压井期间的井筒流体特性，建立了钻头不在井底的Y形管模型。

利用Y形管的3个分支结构代表钻头不在井底工况下钻柱，环空和钻头以下井眼3部分，钻柱和环空部分的井筒压力特性可以用典型U形管原理分析，当分析关井和压井期间井底压力等压井参数时，应考虑钻头以下井段的流体特性，即Y形管结构下部分支的流体特性，据此，应用Y 形管描述钻头不在井底工况下整个井筒的压力特性。

【关键词】井控井喷压井Y形管模型压井液密度起下钻过程中发生井喷时，部分钻杆已经移出井筒，无法建立钻井液从井口到井底的循环，该情况下的井控称钻头不在井底的井控程序。

油田统计资料表明，25%的井喷是由起钻速度过快产生抽汲压力引起的，而在很多情况下，无法强行下钻到井底，导致钻头不在井底。

在该情况下，司钻法和等待加重法等常规压井方法无法实施，简而言之，当钻头不在井底，地层侵入流体还在井眼的情况下，不能使用常规井控程序进行压井，因为典型的U形管原理不能描述此时的井眼情况。

提出采用Y形管模型描述此时的井眼状况，但是没有对其详细解释说明。

目前压井液密度确定方法有常规压井液密度确定方法，实测地层压力确定法和实测溢流关井立管压力确定法，但实际钻井过程中发生溢流井喷时，地层压力是无法得知的，因此主要采用溢流关井立管压力法，但该方法主要针对钻头在井底的工况。

为更好地利用Y形管模型描述钻头不在井底的压井程序，笔者提出了新的Y形管模型，并基于气液两相流理论给出了压井液密度设计方法。

1 Y形管模型钻头不在井底发生井涌时，可将此时的井筒空间划分为3部分-见图1a，第1部分，钻头至井底的井段部分；第2部分，发生井涌时留在井眼内的钻柱；第3部分，井眼内钻柱与井眼之间的环空部分。

选择压井液密度的依据-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在撰写本文之前，我们首先需要了解压井液密度的概念和作用。

压井液密度是指在进行油气井控制作业时，通过调整压井液的密度来达到控制井底压力的目的。

在油田开发中，井底压力的控制非常重要。

如果井底压力过高或过低，可能会导致井喷或井漏等危险事故的发生，严重威胁人员安全和设备设施完好。

因此，在进行井控作业时，需要采取一系列措施来维持井底压力的稳定。

而压井液密度就是其中一项关键参数。

通过调整压井液的密度，可以控制井口的静压力，从而间接地控制井底压力。

不同的井底压力要求对应着不同的压井液密度选择，因此我们在进行井控作业时，需要根据实际情况来选择合适的压井液密度。

在本文的后续内容中，我们将会详细介绍影响压井液密度的因素以及选择压井液密度的依据。

这些因素包括油井的地层情况、井眼的直径、井深、井口静态密度要求等等。

通过理解这些因素的作用，我们能够更好地把握选择压井液密度的依据，提高井控作业的安全性和效率。

接下来的章节中，我们将详细阐述这些内容，以期给读者一个全面的了解。

1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分主要介绍了本文的组织结构和各个章节的内容要点，以便读者能够明确了解全文的脉络和主要内容。

首先，在文章结构部分，我们将对整篇文章的大纲进行简要概述，介绍了本文的章节安排和各个章节的主要内容。

接下来，本文的第一部分是引言部分，分为三个小节。

第一小节是概述部分，将简要描述压井液密度选择的背景和重要性。

第二小节是文章结构部分，对整篇文章的组织结构进行详细介绍。

第三小节是本文的目的部分，明确了本文的研究目的和要解决的问题。

第二部分是正文部分，也是本文的重点部分。

在正文部分的第一节中，我们将详细讨论压井液密度的重要性，并说明为什么选择合适的压井液密度对于压井作业的安全和有效性至关重要。

在第二节中，我们将分析并探讨影响压井液密度的因素，包括井深、地层压力、地层温度等因素，以及如何对这些因素进行综合考虑来选择适当的压井液密度。

压井作业1压井定义压井是将具有一定性能和数量的液体泵入井内，依靠泵入液体的液柱压力平衡地层压力，使地层中的流体在一定时间内不能流入井筒，以便完成某项作业施工。

压井要保护油层，要遵守“压而不喷、压而不漏、压而不死”的原则，并应采用优质压井液、缩短施工周期以及投产前及时替喷等措施。

2压井液2.1压井液定义压井液是指在井下作业过程中，用来控制地层压力的液体。

要想压住井，压井液的密度不能太小，但也不能过大。

压井过程不能过猛，否则压井液会挤入油层，污染油层，甚至把油层压死。

因此，正确选择压井液是保证压井质量的重要环节。

2.2选择压井液的原则2.2.1对油层造成的损害程度最低。

2.2.2其性能应满足本井、本区块地质要求。

2.2.3能满足作业施工要求，达到经济合理。

2.3压井液密度压井液的密度按下式计算：式中ρ——压井液密度，g/cm³；p——油水井近期静压，MPa；H——油层中部深度，m；ρ附加——附加值，油水井为0.05～0.1g/cm³，气井为0.07～0.15g/cm³。

2.4压井液用量压井液用量按下式计算：式中V——压井液用量，m³；r——套管内半径，m；h——压井深度，m；k——附加量，取15%～30%。

3压井方式目前常用的压井方法有循环法、灌注法和挤注法三种。

3.1循环法循环法是目前油田修井作业应用最广泛的方法，是将配制好的压井液用泵泵入井内并进行循环，将井筒中的相对密度较小的井内液体用压井液替置出来，使原来被油、气、水充满的井筒被压井液充满。

压井液液柱在井底产生回压，平衡油层压力，使油层中的油气不再进入井筒，从而将井压住。

循环法压井的关键是确定压井液的密度和控制适当的井底回压。

该法可分为反循环压井和正循环压井两种方法。

3.1.1反循环压井反循环压井是将压井液从油套管环形空间泵入井内，使井内流体从油管管柱上升到井口并循环的过程。

反循环压井多用在压力高、产量大的油气井中。

压井与压井液1压井1.1定义在作业过程中，当井口敞开时，起出管柱后液面会降低，一旦液柱压力低于地层压力，势必会造成地层流体侵入而诱发井喷事故，既有害地层，又不利于施工。

解决这个问题有两种方法，一是采用不压井、不放喷井口控制装置（油水井带压作业技术）；另一种方法是利用设备从地面往井内注入密度适当的压井液，使井筒中的液柱在井底造成的回压与地层压力相平衡，恢复和重建井内压力平衡，这一过程称为压井。

1.2原理压井是靠压井液自身的静液压力有效地控制地层流体的压力，地层不可避免地要受到压井液的影响，其影响程度和压井效果的好坏取决于压井液液柱压力与地层压力的对比关系以及压井液本身的性质，所采用的加重剂最好是能溶于该压井液的载体。

所有入井流体与地层岩性配伍性一致。

进行修井作业时采用的流体，称为修井液或工作液，其中包括压井液。

1.3目的压井的目的是暂时使井内流体在修井施工过程中不溢出，实现井控安全作业。

1.4原则压井要保护油气层，应遵守“压而不喷、压而不漏、压而不死”三项原则，同时必须采取以下四项产层保护措施；（1）是选用优质压井液（如无固相压井液、KCL防膨压井液）；（2）是对低产、低压井可以采取不压井作业，严禁挤压井作业（特殊情况除外）；（3）是地面盛液池、盛液罐干净无杂物，对作业泵车及管线要进行清洗；（4）是加快施工速度，缩短作业周期，完工后及时投产。

2压井液2.1分类目前，各油气田现场使用的压井液一般有三大类型：即水基型压井液，如修井泥浆（改型钻井液）、无固相盐水压井液、聚合物固相盐水压井液；油基型压井液，如纯油、乳状液等；气、液混合型泡沫压井液。

泡沫压井液由液体（通常为水）、表面活性剂和气体（空气或氮气）组成，用于低压油层，但其操作复杂性和成本受泡沫体系的条件约束。

2.2功能2.2.1与地层岩性相配伍，与地层流体相溶，可保持井筒流体稳定。

2.2.2密度可调，以便平衡地层压力。

2.2.3在井下温度和压力条件下性质稳定。

：以裸露井段的最高地层压力为依据，确定钻井液密度，油层附加0.05—0.10克／厘米3，气层附加0.07—0.15克／厘米3。

合理确定钻井液密度，是实现平衡钻井的关键。

确定钻井液密度应考虑的问题很多，如地层压力、地层破裂压力、波动压力、井眼的稳定性、地面井控能力等。

我们通常以最小井底压力等于地层压力的原则确定钻井液密度。

我国现场多采用附加当量钻井液密度的方法，对于油井，附加系数为0.05～0.10；对于气井，附加系数为0.07～0.15。

在实际工作中应根据灌钻井液的措施、抽汲压力值的大小、地层压力预报的精度、地层压力的大小等因素，合理确定钻井液密度。

在钻井过程中，作用在井底的压力是随钻井作业的不同而变化的。

停钻时的井底压力为：pb=pm起钻时的井底压力为：pb=pm- psb -pdp下钻时的井底压力为：pb=pm + psw钻进时的井底压力为：pb=pm + pbp+ pd划眼时的井底压力为：pb=pm+ psw+ pbp显然，在各种作业中，起钻时作用于井底的压力最小，因此有：pbmin= pm-psb-pdp=pppm =pp+psd+pdp根据所需钻井液静液压力即可求得钻井液密度：ρm = pm/9.8Hρm =0.102(pp+psb+pdp)/H式中pb——井底压力,Mpa；pm——钻井液静液压力,Mpa；psb——抽汲压力,Mpa；psw——激动压力,Mpa；pbp——起钻液面下降而减小的压力,Mpa；pd——岩屑进入钻井液后增加的压力,Mpa；pbp——环空流动阻力,Mpa。

psb——抽汲压力,Mpa；pdp——起钻液面下降而减小的压力,Mpa；pp——地层压力,Mpa；ρm——钻井液密度；H——井深，m。

压力系数压力系数----指原始地层压力与静水柱压力的比值。

等于1时，属于正常地层压力；大于1时，称为高异常地层压力，或称为高压异常；小于1时，称为低异常地层压力，或称低压异常。

主要是用它来判别地层压力是否异常的一个主要参数。

石油工程压井液密度确定方法【摘要】本文便对现阶段石油工程中计算压井液密度的常用方法进行了详细的分析和研究，同时也分别指出了这些方法中存在的问题和不足，意在帮助广大的石油行业工作者对压井液密度的计算工作有一个更加清晰的认识。

【关键词】井控；压井液密度；计算方法第一，石油工程中计算压井液密度的常用方法（三）通过实际测得的地层压力值确定。

通过地层压力理论的计算公式，，其中H为地层的深度，再将此公式带入到常规计算方法中的附加当量密度计算法中，则。

（四）通过开始钻井时井底的压力值确定。

通常情况下，刚开始钻井时井底的压力值是最小的，而在钻井的过程中，如果可以保证不出现溢流的现象，则井内的压井液的密度就是安全的。

起钻时井底压力的计算公式为，其中Psb为起钻抽汲压力，Ph为井内液柱压力，Pdp则为起钻未灌液体井底压力的减小值，在考虑附加密度的情况下，则。

第二，计算压井液密度过程中相关问题的探讨（二）附加压力与附加密度的关系。

实际上附加压力与附加密度并不是等同的关系，而具体计算时到底是选择附加密度法还是附加压力法，则应具体情况具体分析。

（三）起钻时压井液密度计算过程中的影响因素。

一般情况下，通过井底压力所计算出的压井液密度的准确程度，与起钻时的抽吸压力是有直接的关系的，而影响这个压力的因素是有很多的，如压井液的静切力、管柱的起下速度、环形节流、压井液的粘度以及管子和井眼间的环形孔隙等，因此要想准确的确定这个压力值是有一定困难的。

（四）发生溢流后关井立管压力的确定方法。

当施工过程中出现溢流的情况后，所确定的关井立管压力值的准确性对于压井液的密度是有着直接的影响的，如果发生溢流状况后，钻柱内是并没有装回压凡尔的，那么就应通过以下两步来确定关井立管的压力值：第一步就是先消除关井时间对关井压力的影响，具体的操作方法为关井后，通过对套压和立压的数值进行记录，可以绘制出套压和立压与关井时间的关系曲线，通常情况下，曲线变化平滑位置处的拐点就是关井套压和关井立压。

目录一、总则 (1)二、井控设计 (1)三、井控装备 (2)四、作业过程中的井控工作 (8)五、防火、防爆、防硫化氢措施 (14)六、井喷失控的处理 (15)七、井控技术培训 (16)八、井控管理十项制度 (16)九、附则 (22)附件1 塔里木油田井控培训分班办法 (23)附件2 井控装备示意图 (25)附件3 井控装备试压标准 (37)附件4 集团公司井下作业井喷失控事故信息收集表 (38)塔里木油田井下作业井控实施细则为了贯彻集团公司《石油与天然气井下作业井控规定》，确保塔里木油田井控工作的开展，防止井喷失控事故的发生，特制订本细则。

一、总则第一条井下作业井控技术是保证石油天然气井下作业安全的关键技术。

做好井控工作，既有利于保护油气层，又可有效地防止井喷、井喷失控或着火事故的发生。

第二条井喷失控是井下作业过程中性质严重、损失巨大的灾难性事故。

一旦发生井喷失控，将打乱正常的生产秩序，使油气资源受到严重破坏，造成环境污染，还易酿成火灾、人员伤亡、设备损坏甚至油气井报废。

第三条井控工作是一项系统工程。

塔里木油田的开发、技术监督、安全、环保、物资、装备、培训以及井下作业承包商和相关服务单位，必须高度重视，各项工作必须在本细则规定内有组织地协调进行。

第四条本细则包括井下作业井控设计，井控装备，作业过程中的井控工作，防火、防爆、防硫化氢措施，井喷失控的处理，井控技术培训，井控管理制度等七个方面。

第五条本细则适用于塔里木油田井下作业的井控工作。

利用修井机进行钻井作业的井控要求，均执行《塔里木油田钻井井控实施细则》。

二、井控设计第六条井控设计是井下作业地质设计、工程设计、施工设计中的必要组成部分。

井下作业应先设计（包括补充设计和设计变更）后施工，坚持无设计不施工的原则。

第七条在地质设计（送修书或地质方案）中应提供井身结构、套管钢级、壁厚、尺寸、扣型、水泥返高、固井质量、最近得到的套管技术状况及井下复杂情况等资料，提供射孔及封堵情况，主要作业史，提供本井和邻井的油气水层深度及目前地层压力、油气比、注水注气区域的注水注气压力、与邻井油层连通及地下管线情况、地层流体中的硫化氢等有毒有害气体含量、以及与井控有关的提示；提供井场周围2000m(含硫化氢井3000m)内的居民住宅、学校、厂矿、河流、国防设施、高压电线、地下管网和水资源等情况。

二、压井原则
压井原则概括为：压而不死，活而不喷。
压而不死即井不漏，井筒内产生的液柱压力（和回压）小于地层破 裂压力，则井不漏。若压井液进入地层，会污染产层、堵塞产层通道， 影响油气产量。甚至在试油气后期压井液反吐至地面，造成井筒事故、 损坏地面设备。 活而不喷即井不漏、又无井控风险，井筒内液柱压力（和回压）保 证压井液不会漏入地层，同时地层流体也不会进入井筒，影响井筒作业。
时间:二0一四年六月
西南石油工程公司井下作业分公司
汇 报 提 纲
前 言
一、压井目的 二、压井原则
三、压井液密度的确定及准备 四、常规压井方法
五、压井案例
西南石油工程公司井下作业分公司
前 言
油气井施工中，无论是钻井还是井下作业，井筒作业均涉及 到压井问题，井下作业过程中转层试气、挖潜试气、封井等情况 下可能采用密度符合要求的泥浆一次性压井，进而进行下步工程 作业，若泥浆压井失败则可能造成井控事故、原井内管柱卡埋甚 至井筒报废的情况，因此井下作业过程中的泥浆压井显得尤为重 要，本文从泥浆密度的选定、泥浆准备和压井过程等三方面浅析 泥浆压井工艺技术。
五、压井案例（以星1井泥浆压井为例）
（二）压井过程
1 、清水压井：采用 1300 型压裂车正循环泵注清水 70m3 （一个井筒容积），泵注 清水过程中通过管汇闸门将回压慢慢控制上涨至约32MPa。 2、泥浆压井：采用1300型压裂车正循环泵注密度为 2.00g/cm3泥浆，通过计量罐 计量，在泵注 10m3 泥浆内，采用针阀控制回压一直保持在 32MPa （由于油管内容积为 10.84m3，故在泵注10m3内井筒底部液柱压力不变，控制回压值不变）。 随着时间推移，在泵注泥浆量10m3至12m3过程中，慢慢将回压降至31MPa；在泵注 泥浆量12m3至14m3过程中，慢慢将回压降至30MPa……始终保持回压加环空液柱压力略 大于产层中部压力。 在泵注约56m3泥浆后，泥浆和清水产生的井底压力值趋近于地层压力，理论上慢 慢不控回压，继续泵注至泥浆返出井口再循环两周，判断压井平稳后停泵。 备注：在泥浆压井过程中，即使保持泵压和排量不变、出口针阀大小不变，受井 内流体运移影响，回压亦会有一个逐步增大再逐步减小的显示，故在泥浆压井过程中， 除保连续施工外，控制好回压尤为关键。回压过高可能将井压漏污染地层；回压过低 导致压井不稳，增加作业时间，甚至水和泥浆混合产生沉淀造成工程事故。

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（4）、含砂量 含砂量是指修井液中不能通过200目 筛子（或直径大于0.074毫米）的砂 子所占修井液的体积百分数。
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3、 低固相和无固相压井液 （1）、定义：
压井液中，无固相含量的压 井液称为无固相压井液，如清水或 盐水等；固相含量低于5%的压井液 称之为低固相压井液。
（2）、低固相和无固相压井液的优 点：
算公式为：G＝P/H＝gρ
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式中 G—压力梯度，kPa/ m P—压力，kPa或M Pa H—深度，m或km g—重力加速度， 9.8m/s2
ρ—液体密度,kg/m3
（4）地层压力：地层压力是地下岩石 孔隙内流体的压力，也称孔隙压力。
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（5） 上覆岩层压力：上覆岩层压力是
某深度以上的岩石和其中流体对该深度 所形成的压力。
4、井漏。
5、人为因素。 17
三、井喷的预防
井下作业的井控工作不同于钻井井 控工作，在井下作业施工过程中既要保 证作业施工人员安全和施工顺利进行， 又要避免采用大密度修井液修井造成油 气层伤害，这就需要从全员的井控意识 上和井控工作具体实施上进行落实。重 点要以防喷为主，制喷为辅的工作思路 搞好井控工作。
P液柱=ρ液gH= P油层
在实际工作中,为了安全起见,其压井液 柱压力应略大于油层静压的，于是压井 液的密度可由下式确定:
P液柱=ρ液gH= (1.05~1.10) P油层 即ρ液=(1.05~1.10) P油层/ gH
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P油层—油层静液柱压力， ρ液—压井液的密度, kg/m3 H—油层中部深度,m K—考虑平衡较稳定的安全系数,通常取1.05~1.10 总之,压井时应根据该井的具体情况和本油田开发的要求,通过压井液密度计算,求出压井 液密度,然后用此密度对照常用压井液密度表,以选定合适的压井液压井.所准备的压井液 体积应大于井筒容积的1.5倍.

石油钻井作业现场压井液密度确定方法论文关键词：压井液 密度 附加值 计算论文摘要：本文对目前压井液密度计算的各种方法进行了分析研究，指出了这些方法存在的的问题和不足之处，并进行了对比分析，使大家对压井液密度计算有一个明确的认识。

一、前言钻井过程中，做好井控工作的目的是防止地层液体侵入井内，为此需保持井底压力略大于地层压力，即实现近平衡钻井，这时的关键问题就是研究怎样最合理地确定压井液密度。

井眼的裸眼井段存在着地层孔隙压力（地层压力）Pp 、压井液柱压力Pm 和地层破裂压力Pf 。

三个压力体系必须满足以下条件：p m f P P P ≥≥即md my ef ρρρ≥≥式中：ρef —井眼的裸眼井段地层破裂压力当量密度，g/cm 3；ρmy —井眼内压井液密度，g/cm 3；ρmd —井眼的裸眼井段地层液体密度，g/cm 3。

压井液密度的确定应以钻井资料显示最高地层压力系数或实测地层压力为基准，再加一个附加值。

作业现场一般推荐附加当量压井液密度、附加压力井底值规定如下。

当量密度附加：油水井为0.05-0.1g/cm 3；气井为0.07-0.15g/cm 3 井底压力附加：油水井为1.5-3.5MPa ；气井为3.0-5.0MPa具体选择附加值时应考虑地层孔隙压力大小、油气水层的埋藏深度、钻井时的钻井液密度、井控装置等。

所确定的压井液密度还要考虑保护油气层、防止粘卡、满足井眼稳定等要求。

为确保钻井过程中的施工安全，在各种作业中，均应使井底压力略大于地层压力，这样可达到近平衡钻井和保护油气层的目的。

但是，怎样最合理地确定压井液密度，各种材料上介绍了多种方法，这些方法如何使用，往往使大家无从下手，各种方法计算结果差异又较大，本文试图通过此类问题分析对比对大家有所帮助。

二、压井液密度确定的各种方法1、常规压井液密度确定方法⑴附加当量密度计算法根据《钻井井控技术规程》的规定可知e p my ρρρ+= 又因为H P pp 102=ρ、H P md p ρ0098.0=所以e md my ρρρ+=： （1-1）式中：H —油层中部深度，m ；P p —地层压力，MPa ；ρmd —地层液体密度，g/cm 3，一般为1.00-1.07 g/cm 3；ρp —地层压力当量压井液密度，g/cm 3；ρe ——附加当量密度，g/cm 3，油水井为0.05-0.1g/cm 3、气井为0.07-0.15g/cm 3。