井下各种压力的概念

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1、井下各种压力的概念及其相互关系职工培训处　XXX2012.04江苏油田井控技术培训学校1井下各种压力的概念静液压力，地层压力，上覆岩层压力，地层破裂压力，井底压力，压差，压力损失，激动压力和抽吸压力。压力的表示方法2静液压力静液压力是由静止液体重力产生的压力。3如图2-1所示。静液压力是液柱密度和垂直高度的函数，其大小取决于液柱密度和垂直高度。ph＝10-3gH＝0.0098H（2-1）式中ph——静液压力，MPa；g——重力加速度，9.81m/s2；——液体密度，g/cm3；H——液柱的垂直高度，m。4例2-1：如图2-1所示，井内井液的密度为1.

2、20g/cm3，地层水的密度为1.07g/cm3，求3000m处的静液压力及地层孔隙内流体的压力。解：井液静液压力：pm＝10-3gH＝10-3×1.20×9.81×3000＝35.316（MPa）地层孔隙内流体的压力：pp＝10-3gH＝10-3×1.07×9.81×3000＝31.49（MPa）注意：若是定向井，井深必须用垂直井深，而不是测量井深（或钻柱的长度）。另外，静液压力仅取决于流体的密度和液柱的垂直高度，与井筒尺寸无关。5地层压力地层压力：指作用在地层孔隙内流体上的压力，也称地层孔隙压力。油气生产和井下作业中常用到的油（气）层静压是指目前地

3、层压力。正常情况下，地下某一深度的地层压力等于地层流体作用于该处的静液压力，这个压力就是由某深度以上地层流体静液压力所形成的。61.正常地层压力盐水是常见的地层流体，密度大约为1.07g/cm3。地层压力梯度大约是10.496kPa/m。属于正常压力梯度范围，将深度乘以10.496kPa/m即可求得含盐水地层中的压力。如所有静液压力计算一样，对斜井井深必须用垂直井深。在我国正常地层压力的范围是9.8～10.496kPa/m或1.0～1.07g/cm3。地层中某点的正常地层压力等于该点地层水的静液压力。72.异常高压和异常低压地层压力正常或者接近正常静液压力

4、，则地层内的流体应一直与地面连通。但这种流体连通常常被封闭层或断层截断。在这种情况下，隔层下部的流体必须支撑上部岩层的部分重量。岩层重于地层水，所以地层压力超过静液压力。我们称这种地层为异常高压地层或超压地层。即地层压力大于正常压力梯度时，称为异常高压。我国大部分油田，世界大部分沉积盆地都有异常高压发生。反之，地层压力小于正常压力梯度时，称为异常低压。这种情况发生于衰竭的产层和大孔隙的老地层。8上覆岩层压力某地层的上覆岩层压力是指覆盖在该地层以上的岩石及其岩石的孔隙中流体的总重量造成的压力,以P。表示上覆岩层压力。P。=gH[(1-ψ)γr+ψγ]式中：H

5、为地层柱状剖面垂直高度；ψ为岩石孔隙度；γr为岩石密度；γ为岩石孔隙中流体的密度。9地层破裂压力地层破裂压力：指某一深度处地层抵抗水力压裂的能力。当作用在地层上的压力达到地层破裂压力时，使地层原有的裂缝扩大延伸或使无裂缝的地层产生裂缝。从井下作业安全方面讲，地层破裂压力越大，地层抗破裂强度就越大，越不容易被压漏，作业越安全。为了方便比较，破裂压力通常以压力梯度或当量密度来表示，常用单位是MPa/m或g/cm3。10在井下作业中，井内液柱压力的下限要与地层压力相平衡，即不污染油气层，又能保证井控安全。而其上限则不应超过地层的破裂压力，以避免压裂地层造成井漏。

6、尤其是地层压力差别较大的裸眼井段，如措施不当会造成先漏后喷的问题。破裂压力是制定施工措施、确定最大关井套压的重要依据。11井底压力井底压力：指井底流体具有的压力，是地面和井内各种压力作用在井底的总和。这个压力随着作业工况的不同而变化。12井底压差井底压差：井底压力与地层压力之间的差值。如果井底压力大于地层压力，其差值为正；如果井底压力小于地层压力，则压差为负。当pb＞＞pp时，Δp＞＞0，井底为过平衡；当pb稍大于pp时，Δp稍大于0，井底为近平衡；当pb＝pp时，Δp＝0，井底压力与地层压力相平衡；当pb＜pp时，Δp＜0，井底为欠平衡，出现负压差。13

7、压力损失又称压力降，是表示装置消耗能量大小的技术经济指标，以装置进出口处流体的全压差表示，实质上反映了流体经过除尘装置（或其他装置）所消耗的机械能，与通风机所耗功率成正比。在保证除尘效率的前提下，压力损失应尽量小些。多数除尘装置的压力损失为1—2%。14压力损失包括沿程压力损失和局部压力损失。沿程压力损失：指液体在直管中流动时因液体具有的粘性而产生的压力损失。局部压力损失：指液体流经如阀口、弯管、通流截面变化等局部阻力引起的压力损失。局部压力损失产生的原因：液体流过局部装置时形成死水区或涡旋区，液体在此区域并不参加主流动，而是不断的打旋，加速液体摩擦或造成

8、质点碰撞，产生局部能量损失；液体流过局部装置时流速的大小和方向发生