【7A文】温度和压力对泥浆密度和井内压力系统的影响.pptx

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1、温度和压力对泥浆密度和井内压力系统的影响提纲概述高温高压泥浆密度沿井深变化规律和当量静态泥浆密度的确定临界温度和临界井深泥浆密度沿井深变化和当量静态密度确定不同因素对当量静态密度的影响和程序编制泥浆密度的变化对井眼压力系统的影响井内压力系统的控制几点认识概述世界范围内高温高压井数量在不断增多；地温梯度达4.0℃/100米、井底最高压力超过110Mpa、最高温度超过250℃，钻井时的泥浆密度达2.22g/cm3高温高压下泥浆密度不再是一个常数；高温高压井中遇到的大多数风险都与泥浆密度窗口过窄有关；北海的Elgin和Franklin油

2、田(泥浆密度窗口0.22g/cm3)概述在世界上的很多地方，特别是找气的地区，很多储层压力超过10000psi的储层已被开采。在卡达尔、苏丹及其他地方，很多高温井已经成功地钻到了温度超过150C的地层。在安哥拉、美国、也门和北海地区，井温超过177C、泥浆密度超过1.9g/cm3的情况是很平常的。最恶劣的一些井，如北海(Ranger29/5B-4井)、也门(ShellAbbass-1井)、美国(SohioM.E.Coward井)、中国南海（崖21-1-3井）的这些井，温度甚至超过了204C，钻井时的泥浆密度达2.22g/cm

3、3以上。尽管这些井最终都成功了，但在这些高温高压井的钻井、固井、完井、测井和测试的过程中都存在不少的问题。概述关于高温高压井中泥浆性能和环空水动力学方面的研究概况KeelanAdamsonKutasov提出了井下泥浆密度的经验模型Texas大学的Peter等人根据成分模型计算了泥浆密度对井下压力的影响；Kemp等人则提出了纯盐水和混盐盐水的密度模型；印度的Babu计算了泥浆密度对静态压力的影响；M-I钻井液公司的White等对高温高压井内合成基泥浆的井下温度和压力进行了测试。概述我国今后将面临的高温高压的问题陆上的塔西南油田四川的

4、川东油气田大庆的深层油气田(葡深1井5200米时井下温度达200度，5500米时接近220度，地温梯度达3.9度/100米）海洋的南海莺琼盆地等(南海莺琼地区已钻探地层最高压力达104.70MPa，压力系数达2.32；最高地层温度达251.76℃，最高地温梯度达5.51℃/100m，平均地温梯度达4℃/100m。对于安全密度窗口很窄的高温高压井，必须考虑温度和压力对泥浆性能的影响南海西部高温高压井回顾90年代以来，莺琼盆地的高温高压作业陆续展开，在7个构造上钻进了11口井（地层压力系数在1.85以上，其中8口井在2.0以上），其中

5、5口井眼由美国阿科公司钻探，其余是由南海西部石油公司自营钻探。阿科公司利用国际上先进技术和设备钻探的5口井，井深在3696～5639米之间；井底温度在150～249℃，钻井液密度1.92～2.26克/立方厘米；作业时间112～203天，平均171天。由于装备、技术等原因，这些井均没有钻至勘探目的层，仅东方1-1-1井和崖21-1-3井进行了DST测试。东方1-1-1井在2580～2664米井段测得地层压力系数为2.13，地层温度为127.5℃。南海西部高温高压井回顾南海西部石油公司自营钻探的高温高压井，具有代表性的是崖城21-1构

6、造上的3口井。1号井因在毫无准备的情况下钻遇高温高压层，出现又喷又漏而难以保证安全作业封井；2号井因地层的变化和地层压力比预测的高，出现又喷又漏、卡钻而难以安全钻进封井；在充分认识地层情况和总结经验的基础上，制定3号井的方案，通过近300天的艰苦努力，钻达井深4688米完钻。测试证实：井底温度206℃，井底地层压力系数2.3（钻井液密度2.33）。泥浆泵排量对环空泥浆循环温度的影响微元内温度平衡泵排量对环空泥浆循环温度的影响地温梯度对环空泥浆循环温度的影响入口泥浆温度对环空泥浆循环温度的影响实测井眼温度井下静止温度分布停止循环后井

7、下温度分布井下循环泥浆温度分布泥浆密度沿井深变化规律和当量静态密度确定泥浆密度变化规律高温高压下泥浆密度的不同模型基于各成分含量的复合模型；经验模型。高温高压下，泥浆密度服从如下的变化规律：泥浆密度变化规律临界井深Hc（临界温度Tc和压力Pc）的控制方程临界井深处，井下泥浆静压力为：泥浆密度变化规律临界井深Hc临界泥浆温度和井深Hc间的关系临界井深的物理意义在井深Hc处，如果该处的泥浆温度大于Tc,则表明该井深处温度对泥浆密度的影响大于压力对泥浆密度的影响，表现形式上则为泥浆受热膨胀，此处有ρm<ρm0；如果该井深处的泥浆温度小于

8、Tc，则表明该井深处温度对泥浆密度的影响小于压力对密度的影响，表现形式上则为泥浆受压缩，此处有ρm>ρm0。不同泥浆的临界温度和临界井深高温高压泥浆泥浆密度沿变化规律和当量静态密度确定压力P与泥浆密度ρm之间的关系井下泥浆静压力计算泥浆密度沿变化规