油气上窜速度计算方法的改进

油气上窜速度的计算及应用油气的上窜速度是指油气在地下储层中向地表运移的速度。

了解油气上窜速度对于油气勘探、开发和生产具有重要作用。

本文将分别从计算和应用两个方面来详细介绍油气上窜速度。

1.油气上窜速度的计算：Q=K*A*(ΔP/L)其中，Q为油气上窜的总体积流量（单位为m³/s），K为渗透率（单位为m²），A为地层截面面积（单位为m²），ΔP为压力差（单位为Pa），L为有效扩散长度（单位为m）。

除了Darcy定律，还有一些其他模型可用于计算油气上窜速度，如Klinkenberg模型、Forchheimer模型等。

这些模型是通过实验数据和数学推导得出的，可以根据不同的地质条件和流动性质选择适合的模型进行计算。

2.油气上窜速度的应用：（1）油气勘探：了解油气上窜速度可以帮助勘探人员判断油气的运移路径和分布规律，从而选择最优的勘探目标。

如果油气上窜速度较大，意味着油气从储层向地表运移较快，可能形成较大的油气聚集区；如果油气上窜速度较小，可能意味着油气无法有效聚集，勘探目标可能不够有利。

（2）油气开发：油气上窜速度的计算可以为油气开发提供参考。

根据油气上窜速度的大小，可以确定合理的开发方式和生产参数。

如果油气上窜速度较大，可以选择水驱或气驱等增产方法，加快油气的采收速度；如果油气上窜速度较小，可以采取压裂、注水等增压方法来提高开采效率。

（3）油气生产：了解油气上窜速度对于制定生产计划和优化生产参数也非常重要。

通过计算油气上窜速度，可以预测油气从储层到井口的时间，从而提前安排生产工作，确保生产顺利进行。

此外，了解油气上窜速度还可以帮助评估油气储量和生产潜力，指导决策和管理。

总之，油气上窜速度的计算和应用对于油气勘探、开发和生产具有重要意义。

通过准确计算油气上窜速度，可以优化勘探目标、指导开发和生产工作，提高油气资源的开采效率和经济效益。

油气上窜速度计算方法的改进现场录井中，准确计算油气上窜速度对安全钻井、油气层的保护和后期的测试、油气产能评价意义重大。

根据油气上窜速度可以对储层的特性和产能进行定性评价、合理调整钻井液密度，既能确保油层不被压死，又能使钻井工程安全的施工。

为此，提出了一种计算油气上窜速度的方法，该方法考虑了井深结构和钻具结构等影响环空体积的因素。

现场作业表明，该方法是可行的。

标签：后效录井；油气上窜速度；新计算方法0 引言后效录井（亦称循环钻井液气测录井）是指工程停钻或起下钻作业过程中钻井液静止一段时间后，下钻到需要的深度进行钻井液循环时，测定通过扩散和渗透作用进入井筒钻井液中烃类气体的含量。

取全取准后效显示资料，准确计算油气上窜速度，对于评价油气水层，保证安全施工，保护油气层，提高勘探的整体效益均具有十分重要的意义。

长期以来关于油气上窜速度的计算方法很多（如迟到时间法[1]和累计泵冲数法[2]），各种计算方法各有特点，现在随着深井和超深井的出现，井身的结构越来越复杂，原来的计算方法没有考虑到这些因素的影响，计算出来的结果与实际的结果偏差较大，在很大程度上影响了钻井工程的正常开展。

为此，笔者基于泥浆体积排代法得到了一种计算油气上窜速度的新方法。

1 目前油气上窜速度的影响因素1.1 环形空间差别的影响。

由于井眼结构及钻具结构的上部和下部都不同，不同位置上返速度就会不同，按上述方法归为将出现很大的误差。

1.2 钻井液排量的影响。

钻井液排量的变化直接影响着迟到时间的变化，在刚开泵循环时，由于钻井液静止时间长，钻井液稠，需要先用小排量循环，人为降低泵速，循环一段时间后再提高泵速使排量增大。

有时由于两个泵互相更换，排量也会不同。

这样，用现有的方法无法准确计算出随时间变化的排量，也就影响了深度的准确归位，至使深度归位误差增大。

此外，还有其他一些因素也对循环钻井液深度归位造成影响，如起钻灌钻井液、下钻钻井液溢出和井径扩大率的影响等。

油气上窜速度计算方法的完善措施研究摘要：为了研究钻井过程中油气上窜速度计算方法的完备性，防止溢流等复杂工况，确保油气田安全高效的开采。

本文基于笔者西部钻探克拉玛依钻井公司实际工作经验，针对近年来笔者遇到的高压油气井的油气上窜速度规律展开探讨，为同行提供建设性意见。

关键词：钻井；油气上窜；速度；计算1引言随着石油工程开采技术的提升，边远、小型、高压油气藏正在不断被开发，在储量动用前，由于地层资料缺失和计算误差对地层压力往往把握不稳。

给后续开采带来一定安全隐患，而在石油工程环节就需要进行一定程度的实验计算极大降低前期地质勘探误差，防止溢流等复杂工况，确保油气田安全高效的开采。

在此本文基于笔者西部钻探克拉玛依钻井公司实际工作经验，针对近年来笔者遇到的高压油气井的油气上窜速度规律展开探讨，为同行提供建设性意见。

2传统油气上窜速度计算中误差原因分析油气上窜为钻井过程中常见现象，需要预先核算并制定相关应急措施防止事故发生。

该工况具体定义为：钻井过程中，当相应油气储层被打开后，由于地层异常压力诱发长时间或者短暂油气层压力大于钻井液液柱压力，在异常压差作用下油气涌入钻井液并上涌喷出井筒的现象。

而相关技术人员为防止井喷事故，制定合适钻井液和相关循环工艺进行压井就必须事先核算油气上窜速度。

顾名思义，单位时间内油气上窜移动的距离为油气上窜速度。

而不同算法得出的油气上窜速度往往因为计算方法和取值的不同产生相应误差。

根据笔者工作所知，当前业内最为普遍的计算方法有迟到时间法和体积法两种。

而体积法较为粗放，通常用于预估或者数据收集不全情况下，具体使用过程中主要受井眼环空体积的影响导致较大误差。

所以相关企业大多选用迟到时间法，根据相关仪器进行气测录井，然后根据相应数据资料通过软件充分核算油气上窜速度。

该方法通用计算公式为：V=[H油-（H钻头t显/t迟）]/T静其中，V，代表油气上窜速度，m/h；H油，代表相应油气储层深度，m；H钻头，代表循环钻井液时钻头的深度，m；t迟，代表气测迟到时间，min；t显，代表从开泵循环至见油气显示的时间，min；T静，代表上次起钻停泵至本次开泵的间隔静止时间，h；根据公式可以看出，各参数数据测点都能直接或间接影响计算结果。

油气上窜速度计算探讨目前，中石化对进入气层后起钻前的油气上窜速度要求十分严格，比如中石化安全技术规范Q/SHS0003.1-2004中规定油气上窜速度不得高于10m/h，川东北含硫天然气井安全技术规范中规定起钻前油气上窜速度不得高于30m/h，而中石油或石油天然气行业标准并无如此规定，比如钻井井控技术规程SY/T6426-2005、石油天然气安全规程AQ2012-2007中并未在起钻前有如此规定。

近几年的生产管理统计结果表明，这些规定并未有效起到防止出现井涌溢流等复杂情况及事故，反而给生产管理带来很大的难度，不但增加了井漏及井控风险，也加重了对油气层的污染程度，并严重影响开发进度。

下面就起钻前油气上窜速度控制什么范围内合理进行探讨：一、天然气在井筒中的运动规律天然气在储层中根据组分的不同一般以气态或者气液两相存在，由于储层压力很高，气体被高度压缩，相对密度较大。

当储层被揭开后，储层岩屑气、交换气（储层压力低于钻井液液柱压力）、溢流气（储层压力高于钻井液液柱压力）变混入钻井液中，天然气气泡此时的受力主要为浮力（F浮）、自身重力G和界面张力（N界面）。

上窜的主要动力F上窜=（F浮—G）—N界面（1）其中F浮应遵循阿基米德定律，（2）F浮=ｐ钻井液gV =ｐg п r3自身重力G=ｐ天然气Vg（3）界面张力与钻井液结构强度及气泡表面积有关（4）N界面=k..S=k .4/3п r2由上面的关系式可以知道，如果密度差产生的上浮力（F浮—G）大于界面张力，气泡就能自动加速上升，如果界面张力大于上浮力，气泡就被包在钻井液中不上升，但现场一般都要求钻井液具有良好的脱气性，钻井液胶粒之间的结构力以及与气泡间的界面张力一般都小于上浮力（遇到井塌后大幅提高粘切的钻井液及高粘切的堵漏浆除外），因此，天然气进入钻井液中后会自动上升。

当液柱压力已经高于地层压力时，储层气体不会大量自动进入井筒（即无溢流气），但在一段时间内还存在少量交换气和渗透气进入井筒，如果为了降低后效全烃值而不断提高钻井液密度，这将导致进入井筒的气泡受到的浮力增大，在流变性保持不变的情况下，这将使气泡上升的速度加快。

油气上窜速度计算方法修正与现场应用
任永利;蒋洪波;韩忠青;杨云鹏;禹贵成
【期刊名称】《石油工业技术监督》
【年(卷),期】2022(38)10
【摘要】塔里木油田钻井现场普遍采用“迟到时间法”计算油气上窜速度,实践表明该方法计算值偏大,当计算结果无法满足钻井施工井控安全时,往往采取循环提密度、压重浆帽等措施抑制油气上窜,这样不仅会对油气层造成伤害,更有甚者会造成井漏及井控风险。

基于短起下钻油气运移过程对“迟到时间法”进行修正,修正后的计算方法综合考虑了复合钻具与井身结构组合、钻具排替、油气相对钻井液运移的影响。

现场应用结果表明,新方法计算精度更高、更加符合塔里木油田新井控管理规定下的井控安全要求。

【总页数】4页(P24-27)
【作者】任永利;蒋洪波;韩忠青;杨云鹏;禹贵成
【作者单位】中国石油塔里木油田分公司监督中心
【正文语种】中文
【中图分类】TE2
【相关文献】
1.油气上窜速度计算方法的改进与现场应用
2.油气上窜速度计算方法改进及应用
3.油气上窜速度计算方法的改进与应用
4.深水钻井油气上窜速度的一种计算方法
5.一种新的油气上窜速度计算方法——分段判定累计泵冲法
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油气上窜速度的计算及应用武庆河（中原油田录井公司）一、引言储层被打开的油气侵入井筒，并沿井眼上窜是一种常见的现象。

油气上窜速度与地层压力、钻井液参数等因素直接相关。

准确地检测、计算出油气上窜速度是提高其应用价值的关键，因此，必须正确理解和应用计算公式中的每一项参数。

在油气勘探过程中，钻井施工人员对井涌的发生特别敏感。

在测后效循环时，一旦出现井涌情况，就立即盲目提高钻井液密度，结果造成对油气层的损害，测试结果常常出乎人们的意料之外。

要保护油气层，必须使油气上窜速度保持一定的数值。

上窜速度过快，可能导致严重的井涌或井喷事故的发生；上窜速度过慢，油气层又可能被压死。

所以。

在录井过程中，要密切注意对上窜速度的跟踪分析，指导钻井液密度的合理调整，保护油气层。

二、上窜速度的计算上窜速度的计算一般采用下列公式。

1、迟到时间法V上窜=[H－（H B/T C）×（T j-T k）]/T jz (1)2、体积法V上窜=[H×Q(T j-T k)/V c]/T jz (2)3、全烃曲线法V上窜= Q(T fj-T k)/V c×T jz(3)——油气上窜速度，m/h。

H——油气层深度，m。

H B——循环钻井液时钻头位置，式中：V上窜m。

T j——见油气显示时间，hh:mm。

T C——钻头位置所对应的迟到时间，min。

T k——开泵时间，hh:mm。

Q——排量，L/min。

V c——裸眼环空每米理论容积，L。

T fj——在全烃曲线上油气显示值开始下降的时间，hh:mm。

T jz——上次起钻停泵至本次开泵钻井液静止时间，h。

上窜速度计算过去一直是采用公式（1）、（2），公式（3）是以公式（1）、（2）为基础推导出来的，经过多口井的应用证明该公式正确。

从公式（3）可以看出：一是由于其计算上窜速度只与出现显示时的排量有关，不考虑从开始循环到出现显示之间变泵的影响，消除了有关排量的影响因素。

二是所采用时间为（Tfj－Tj），该时间可直接从气测曲线上读取，并且由于（Tfj－Tj）一般小于公式（1）、（2）中的（T j －Tk），因此该时间段内停泵、变泵的几率很小。