天然氣溢流的特點(diǎn)及活動(dòng)規(guī)律

1、天然氣溢流的特點(diǎn)及活動(dòng)規(guī)律氣體的特點(diǎn)：密度小，質(zhì)量輕，擴(kuò)散性強(qiáng)，體積隨溫度壓力的變化而變化。一、天然氣進(jìn)入井內(nèi)的方式1、巖石破碎，孔隙中的天然氣釋放進(jìn)入井內(nèi)。2、鉆遇裂縫和溶洞時(shí)，由于鉆井液的密度大于天然氣的密度，天然氣被置換進(jìn)入井內(nèi)。3、鉆穿高壓氣層時(shí)，由于地層中所含氣體的密度大于鉆井液中所含氣體的密度，天然氣通過(guò)泥餅擴(kuò)散進(jìn)入井內(nèi)。4、當(dāng)井底壓力小于地層壓力時(shí)，天然氣在壓差的作用下大量進(jìn)入井內(nèi)。二、天然氣進(jìn)入井內(nèi)對(duì)井內(nèi)液柱壓力的影響1、以微氣泡的形式存在鉆井中對(duì)Pm的影響天然氣侵入鉆井液后，常以微小的氣泡形式混在鉆井液中。隨著鉆井液循環(huán)在環(huán)空上升或因其密度小在鉆井液中滑脫上升。天然氣在井底開(kāi)

2、始侵入后，受到的壓力大，氣泡體積很小，對(duì)鉆井液密度的影響也較小。在上升過(guò)程中，由于受到的鉆井液柱壓力逐漸減小，氣泡就逐漸膨脹，體積增大。（如圖4-1）所示。單位體積鉆井液中的天然氣體積增多，鉆井液密度則隨著氣泡的上升而逐漸減小。當(dāng)氣泡上升至氣侵后，井內(nèi)鉆井液的密接近地面時(shí)，氣泡體積膨脹到最大，而鉆井液密度降到最小。可見(jiàn)，氣侵后，井內(nèi)鉆井液密度是隨井深自下而上變小。由于天然氣的體積和所受到的壓力成反比，發(fā)生氣侵后，整個(gè)井筒的鉆井液密度不均勻，自上而下逐漸減小，井口的密度最小，這樣不能用測(cè)得的鉆井液密度來(lái)計(jì)算。氣侵后鉆井液密度降低值為由于氣侵后井內(nèi)鉆井液密度減小，所以鉆井液柱壓力也隨之減小。氣侵后

3、鉆井液柱壓力減小的計(jì)算公式為：式中：AP氣侵后鉆井液柱壓力的減小值，KPa;Pmh在井深H米氣侵鉆井液的密度，g/cm3;PS地面壓力，KPa；a-地面氣侵鉆井液密度與氣侵前的鉆井液密度之比值；H計(jì)算井深，m。結(jié)論1:以氣泡的形式存在鉆井液中，對(duì)井內(nèi)液柱壓力影響不大，但要加強(qiáng)地面除氣，防止受污染的鉆井液再次進(jìn)入井內(nèi).（1）在開(kāi)井情況由于起鉆后靜止時(shí)間叫長(zhǎng)或起鉆產(chǎn)生抽吸壓力，使天然氣以氣柱的形式存在井底，在密度差的作用下，上升運(yùn)移，速度一般為150-450米/小時(shí)。氣柱上升情況及膨脹規(guī)律如下：當(dāng)氣柱在井內(nèi)上升過(guò)程中，由于氣柱所受壓力減小，體積不斷增大，其膨脹規(guī)律遵循波義耳氣態(tài)方程。（等溫變化）即

4、：P1V1=P2V2=P3V3=PnVn結(jié)論2發(fā)生天氣溢流，在開(kāi)井情況下，氣柱在上升運(yùn)移過(guò)程中，井內(nèi)液柱壓力不斷降低，當(dāng)氣柱上升到井口時(shí)，液柱壓力降低到最小值。2）、關(guān)井情況下氣柱對(duì)井內(nèi)壓力的影響在關(guān)井情況下氣柱沿井筒運(yùn)移，即滑脫上升，其速度約為270360米/小時(shí)。氣柱在上升過(guò)程中，要發(fā)生膨脹，鉆井液必須有處去，要不頂出井口，要不進(jìn)入地層，如果沒(méi)有，氣柱的體積不發(fā)生變化，保持井底壓力上升。結(jié)論3：發(fā)生天氣溢流，在關(guān)井情況下，氣柱滑脫上升過(guò)程中，井底、井口、井內(nèi)各部位的壓力都逐漸增加，當(dāng)氣柱上升到井口時(shí)，達(dá)到最大值。注意；發(fā)生溢流關(guān)井后，井隊(duì)一定要派人看井，當(dāng)井口壓力上升到某一數(shù)值時(shí)，應(yīng)適當(dāng)打開(kāi)節(jié)流閥放壓，并記錄所放出的鉆井液體積。3、井口套壓的控制依據(jù)A、井口防噴器的額定工作壓力。B、套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度的80%。C、地層的破裂壓力三者中最小的為依據(jù)。但一般情況下，套管鞋處的破裂壓力最小三、關(guān)井后天然氣上升的處理方法1、立管壓力法操作方法；先確定一個(gè)比關(guān)井立壓高的允許立壓值Pd1,再確定一個(gè)放壓值A(chǔ)Pd,推薦放壓值Pd=343686千帕，當(dāng)井口壓力上升到Pd1+APd，打開(kāi)節(jié)流閥放出鉆井液，立壓下降到Pd1時(shí)關(guān)節(jié)流閥。當(dāng)立壓再次上到Pd1+APd時(shí)重復(fù)上述操作。注意：在用立壓力法放壓的過(guò)程中,由于壓力在鉆井液中的傳播速度約為300米/秒，故打開(kāi)