1、小井眼的井控方法動態壓井法 由于井眼變小，尤其是環空體積大大縮小（大約是常規 井的十分之一） ，在小井眼鉆井過程中井控具有其特殊性。 其原因主要有兩個：第一，小井眼環空體積太小，對井底溢流的監測比常規 井敏感；第二，常規的壓力損失計算模式和傳統的壓井方法不一 定適應。為分析和解決小井眼井控問題，選用如圖 5-12 所示的 常規井和小井眼井進行兩個系統間的比較。1.1 小井眼鉆井過程中井控的特殊性分析1.1.1 環空體積小的影響 環空體積小是小井眼井與常規井之間最顯著的差異。從 井控觀點來考慮，當發生溢流時，地層侵入井中流體的高度 對井控形勢的嚴峻性是非常重要的。侵入的流體柱越高，井 控問題則越

2、嚴重。實例考察一下如圖5-12所示的2438. 4m深的常規井和小井眼井中溢流為 0.318m 氣體的后果。在常規井中，0.318m3 的氣體將占據 12.21m 高的環空，使井底靜液壓力降低為0.103MPa,但在小井眼中，則占據了 111.3m高的環空，使井底的靜液壓力降低約 0.827MPa。781112圖 5-12 常規井和小井眼井井身剖面圖1- $ 141.50mm井眼；2- $ 339.73mm套管；3- $311.15mm井眼；4- $ 241.48mm套管；5- $ 215.90mm井眼；6- $ 141.30mm鉆桿；7- $ 215.90mm井眼；8-$ 177.80mm套

3、管；9- $ 152.40mm井眼；10- $ 127mm套管；11- $ 111.13mm井眼；12- $ 93.98mm鉆桿；由于從井底循環到井口過程中氣體要膨脹，為保證鉆井 液對井底的壓力不變，就必須要增加井口的套管壓力。小井 眼井上高出的套管壓力（1.965MPa）是由于井中多出了 274m高的氣柱。各井上作用的套管鞋壓力是 457.2m 處靜壓力與 井口套管壓力之和。在常規井中，套管鞋壓力接近 7.79MPa 或 1.737g/cm 3當量鉆井液密度，而在小井眼中，套管鞋處壓 力約為9.756MPa或2.168g/cm 3當量鉆井液密度。如圖5-13。系統壓力損失的影響掌握系統壓力損

4、失是小井眼井控的關鍵，有關測試數據 表明，小井眼中的壓力損失分布與正常井是相反的。在正常 井中，大約90%的泵壓損失在鉆柱內及鉆頭處。而在小井眼中，泵壓的90%損失在環空。傳統的環空壓力損失計算方法 對小井眼也是不適用的，而且鉆柱在井內的偏心度對小井眼 環空壓力損失也有很大影響。圖 5-13 常規井和小井眼氣柱上升比較1-氣柱頂 =457.20m； 2-氣柱底 =503m； 3-氣柱底=911.4m； 4- $ 208.28mm井眼；5- $ 111.03mm井眼；6-1.018g/cm 3的泥漿； 7-0.275g/cm 3的氣體小井眼中的環空壓力損失在鉆井及井控過程中有正反兩 方面的影響：

5、一方面，大的環空壓力損失可用來實施動態壓 井技術達到井控目的；另一方面，對某些弱地層或低壓層可 能造成井漏。在實際鉆井過程中，這個大的環空壓力損失是 不可避免的。在井控問題上，我們應盡量利用這個大的環空 壓力損失。1.2 小井眼的井控方法動態壓井法1.2.1 動態壓井法的概念在循環過程中用環空摩阻損失控制地層壓力的壓井方 法叫動態壓井法。而傳統的壓井法是用地面阻流閥來對地層 施加一定壓力達到平衡地層的目的。小井眼最關鍵的井控問題是及早發現溢流，即在少量溢 流時就能發現，以保證正常壓井，在壓井過程中不致使套管 鞋處于危險壓力狀態。1.2.2 溢流檢測方法 傳統的溢流檢測方法是觀察并測量鉆井液池體

6、積的變 化，這種方法的靈敏度取決于計量設備及儀器的精確度。在 正常井的鉆井過程中，一般來說地面鉆井液多出2.4m3 左右的量并不算異常，但這 2.4m3 的多余量在小井眼里問題就嚴 重了。在小井眼鉆井過程中要求能發現小于 0.16m3 的溢流量， 這樣靠測量地面鉆井液體積變化，靈敏度是遠遠不夠的。要 解決這個問題，可以在泵的吸入口或立管及井的出口安裝電 磁流量計，在鉆井過程中，經常觀察流量變化，最好能把入 井流量、出井流量及地面鉆井液體積隨時間變化作出曲線 圖。從圖中曲線的變化就可以及時發現溢流。用流量計測流 量的變化來發現溢流比測量地面鉆井液體積變化效果要好 得多，流量計不僅精確，而且反映速度快。從儀表讀數不一 定能明顯地立即反映出井下溢流，但把讀數實時地作出曲線 圖，從曲線的變化就可立即發現井涌。圖 5-14 所示的是將 流入及流出鉆井液的計量讀數與鉆井液池鉆井液體積測量 結果一起作在一張圖上進行對比。從圖中可看出，采用鉆井 液池鉆井液體積測量方法比采用流量計顯示溢流量滯后一 段時間。正常鉆井一般不這樣用流量計，而小井眼鉆井液過 流斷面小，流量低，適合用電磁Sha ds模擬X井X流入流出體積泵壓鉆井液體積C159