動(dòng)力壓井動(dòng)力壓井所需排量計(jì)算

動(dòng)力壓井所需排量的計(jì)算原則是:在該排量下，井內(nèi)的流動(dòng)循環(huán)摩阻加液柱壓力略大于地層壓力。初始?jí)壕阂话悴捎玫兔芏纫后w，加大排量，以彌補(bǔ)密度降低所減小的液柱壓力，海上壓井時(shí)為了便利可直接采用海水。目前，單相流體條件下的排量計(jì)算公式已經(jīng)非常完善，而對(duì)多相流動(dòng)條件下排量計(jì)算公式的研究還不夠深入。筆者利用多相流計(jì)算公式對(duì)動(dòng)力壓井排量進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算用到的基本公式如下：

式中，

p_wf——為井底壓力，MPa；

ρ_h——為流體混合密度，kg/m³；

v_h——為混合流體流速，m/s；

f——為摩擦系數(shù)，無(wú)因次；

L——為流體流程，m；

R——為水力半徑，m；

q₁，q_g，q_c——分別為井筒內(nèi)液相、氣相及固相流量，m³/s；

d——為過(guò)流斷面直徑，m；

ρ₁，ρ₂，ρ₃——分別為液相、氣相及固相密度，kg/m³。

將上述三個(gè)公式聯(lián)立，代入井筒多相流動(dòng)方程，便可求得需要的動(dòng)力壓井排量。

針對(duì)深水海底高壓淺層氣所處位置“淺”的特點(diǎn)，可以采取以下步驟進(jìn)行動(dòng)力壓井操作:

1)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算動(dòng)力壓井參數(shù)，包括壓井液密度、排量、泵功率等;若地層破裂壓力低，可直接采用海水做壓井液;

2)通過(guò)鉆桿將壓井液以計(jì)算好的排量或以井底壓力不致超過(guò)地層破裂壓力的排量泵入井內(nèi);

3)壓井過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)模擬計(jì)算的結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)壓井液排量，以保持井壁穩(wěn)定;

4)淺層氣完全排出井筒、成功壓井后，注水泥塞封住高壓淺層氣地層;

5)重新鉆至淺氣層頂部，停鉆、固井，安裝防噴器;

6)選用密度合適的鉆井液，鉆穿淺層氣，繼續(xù)鉆井作業(yè)。

如果平臺(tái)著火，首要的問(wèn)題是人員安全，要有秩序地安全撤離。然后組織滅火并通過(guò)打救援井處理事故。救援井鉆成之后，可用酸化和壓裂法使兩井溝通。溝通后就可按上述步驟實(shí)施壓井。

動(dòng)力壓井法是Mobil公司首先提出的一種新方法，其最早只應(yīng)用于陸上壓井作業(yè)。該方法作為一種非常規(guī)壓井方法，其基本原理是:以一定的流量泵入低密度壓井液，使井底的流動(dòng)壓力等于或大于地層孔隙壓力，從而阻止地層流體進(jìn)一步侵入井內(nèi)，達(dá)到“動(dòng)壓穩(wěn)”狀態(tài);然后逐步替人加重壓井液，以實(shí)現(xiàn)完全壓井的目的，達(dá)到“靜壓穩(wěn)”狀態(tài)。它并不是通過(guò)使用高密度鉆井液來(lái)達(dá)到壓井的目的，而是通過(guò)增加排量，使流體循環(huán)時(shí)的摩阻增大，借助環(huán)空摩阻和靜液壓力來(lái)平衡地層壓力。動(dòng)力壓井法的環(huán)空流動(dòng)壓降均勻分布在整個(gè)井身長(zhǎng)度上，而常規(guī)壓井的回壓作用在整個(gè)井身的每一點(diǎn)上，也就是說(shuō)動(dòng)力壓井法將產(chǎn)生較小的井壁壓力。這個(gè)特點(diǎn)可以很好地解決淺層氣壓力高、地層破裂壓力低等難題。在實(shí)際的海上作業(yè)時(shí)，可以直接采用海水做壓井液，通過(guò)增大單位時(shí)間內(nèi)海水的注入量來(lái)實(shí)現(xiàn)壓井目的。

深水海底常常潛伏著大量的高壓淺層氣層，鉆遇淺氣層時(shí)，往往不僅沒(méi)有技術(shù)套管，而且沒(méi)有下表層套管，所以無(wú)法安裝防噴器系統(tǒng)，而在這種情況下是十分危險(xiǎn)的。同時(shí)，由于海水的存在，海底巖層的壓實(shí)程度小于陸上(即海上地層破裂壓力梯度小于陸上)，海水深度越大，二者的差別越大。因此，與陸上相比，深水地層更容易被壓裂。此時(shí)，利用高密度鉆井液及常規(guī)的借助井口裝置產(chǎn)生回壓來(lái)平衡地層壓力的壓井方法就不再適用。動(dòng)力壓井困〕作為一種非常規(guī)壓井方法，并不是借助井口裝置產(chǎn)生回壓來(lái)平衡地層壓力，而是借助流體循環(huán)時(shí)克服環(huán)空流動(dòng)阻力所需的井底壓力來(lái)達(dá)到與地層壓力的平衡，這為有效解決深水地層低破裂壓力梯度及高壓淺層氣問(wèn)題提供了可能。

由于此處考慮多相流動(dòng)情況，所以并不能像單相流動(dòng)情況下那樣直接給出密度計(jì)算公式。由于海底地層破裂壓力低，此處只根據(jù)地層破裂壓力p_f和淺層氣壓力p_r計(jì)算兩個(gè)壓井液密度極值

將增大了密度的泥漿注入井內(nèi)，使井內(nèi)泥漿液柱的壓力稍大于油層壓力。壓井要做到“壓而不死”，即要把井壓住，不造成井噴，又不要將油層壓死。因此，應(yīng)注意選擇適當(dāng)密度的壓井液。對(duì)高壓井的壓井，主要用循環(huán)壓井的方法。其方法有正壓法和反壓法。

壓井正壓法

正壓法是將壓井液從鉆桿泵入，再由鉆桿和井壁之間的環(huán)形空間返出，如此不斷循環(huán)，將井內(nèi)稀釋的泥漿排出，將井壓住。

壓井反壓法

反壓法是將壓井液從鉆桿之間的環(huán)形空間泵入，再由鉆桿返出，不斷循環(huán)，將井內(nèi)稀釋的泥漿排出，將井壓住。當(dāng)出現(xiàn)溢流或井噴時(shí)，向井內(nèi)泵入高密度鉆井液以恢復(fù)和重建井內(nèi)壓力平衡的作業(yè)。

壓井的目的是把井下油層壓住，使其在鉆井射孔或作業(yè)時(shí)不發(fā)生井噴，保證試油和作業(yè)安全順利地進(jìn)行。同時(shí)又要保證施工后油層不因?yàn)閴壕艿轿廴緭p害。壓井時(shí)若壓井液密度過(guò)大，或壓井液大量漏入油層，少則影響油層的正常生產(chǎn)，延長(zhǎng)排液時(shí)間，嚴(yán)重者會(huì)把油層堵死，致使油層不出油。如果壓井液選擇的密度過(guò)低不能把油層壓住，在施工中會(huì)造成井噴。因此，施工中應(yīng)當(dāng)注意合理選擇壓井液的密度和壓井方式，使壓井工作真正做到“壓而不死，活而不噴，不噴不漏，保護(hù)油層”。2100433B