1、鉆井操作對ECD的影響一、基本概念地漏測試（ Leak Off Test (LOT)）：用于確定套管鞋處的地層承受壓力的能力。由于隨深度的增加，地層的壓實也在增加，因此地層越淺，承受壓力的能力越弱。地層完整性測試（Formation Integrity Test (FIT)）：測試地下不同井深地層破裂壓力值的方法。最大泥漿比重（Maximum Mud Weight）：指產(chǎn)生的壓力不會導(dǎo)致地層破裂的泥漿密度。 其計算方法為：假設(shè)地層破裂壓力為 6534.6 psi MMW = 6534.6 / 9500 / 0.052 = 13.23 ppg等效泥漿比重（Equivalent Mud Weigh

2、t）：等效泥漿密度是指泥漿柱產(chǎn)生的壓力達到所期望的值或某一實際值。和最大泥漿比重不一樣的是，等效泥漿比重不是導(dǎo)致地層破裂的壓力。等效泥漿比重的計算方法和MMW一樣。例如： EMD= (Surf Press / 0.052 / Depth (TVD) ) + MWt ppg = (1450psi / 0.052 / 8500) + 8.9 = 12.18ppg靜態(tài)當量密度（Equivalent Static Density，ESD）：是指在非循環(huán)狀態(tài)下環(huán)空流體的密度。其值等于：ESD=靜態(tài)壓力Psi0.052 X垂深ft循環(huán)當量密度（Equivalent Circulating Density，

3、ECD）：等效當量密度是指在循環(huán)時液柱壓力和環(huán)空損耗壓力之和，或在開泵狀態(tài)下環(huán)空流體的密度。其值等于：ESD=ESD+動態(tài)壓力-靜態(tài)壓力0.052 X垂深ft環(huán)空波動壓力：指井底動態(tài)壓力和靜態(tài)壓力之差P。波動壓力(激動壓力)(Surge Pressure) ：井內(nèi)鉆井液運動速度突然改變時產(chǎn)生的使井內(nèi)壓力增加的瞬時附加壓力。抽汲壓力(Swab Pressure) ：上體鉆柱時，由于鉆井液的粘滯作用產(chǎn)生的使井底附加壓力減小的瞬時附加壓力。二、 地層破裂壓力和地層漏失壓力地層破裂壓力和地層漏失壓力都是通過憋壓使地層喪失其完整性的壓力。井底壓力超過地層的漏失壓力甚至破裂壓力，就會發(fā)生嚴重的井下事故，如

4、井漏、井涌、井噴、卡鉆等。PPTF=PSI/1000 ft.PPG=PPTF*19.25/1000F.I.T. to 595pptf.Annular Pressure to 4861psi 地層破裂壓力和地層漏失壓力通過現(xiàn)場實驗獲得，不能模擬。三、ECD和鉆井作業(yè)的基本響應(yīng)1 滑動鉆進和旋轉(zhuǎn)鉆進滑動鉆進時，巖屑沉降到下井壁， ECD降低。旋轉(zhuǎn)鉆進時，巖屑被攪入泥漿體系，ECD會升高，可能會損害地層。在下面的例子中，滑動結(jié)束后開始旋轉(zhuǎn)鉆井，但是滑動鉆進時產(chǎn)生的大量的巖屑沒有被帶出井眼，因此ECD達到允許最高值，需要采取劃眼、循環(huán)等措施來降低ECD?；瑒鱼@進,ECD低滑動鉆進結(jié)束后，上提鉆具準備轉(zhuǎn)

5、動鉆進，由于下放速度快，啟動鉆具旋轉(zhuǎn)速度快，導(dǎo)致ECD瞬間值高。 為了避免這種情況發(fā)生，就需要采取ECD管理措施，例如滑動鉆進結(jié)束后開始旋轉(zhuǎn)鉆進時，需要采取逐步提高鉆具轉(zhuǎn)速、緩慢活動鉆具的方法，避免產(chǎn)生ECD波動。從下圖中可以看出，采取逐步提高RPM的方法后，ECD變化平穩(wěn)，沒有瞬間高值。2 泥漿性能對ECD的影響由于起下鉆等作業(yè)，泥漿沒有被處理，導(dǎo)致泥漿切度高。下鉆到底后，泥漿切度高導(dǎo)致ECD升高。為了降低ECD，此時需要降低排量來清洗井眼。雖然此時低排量洗井效果不好，但為了保護地層，只能停止鉆進。等到泥漿被處理好、ECD恢復(fù)到正常范圍后，即可恢復(fù)正常鉆進。3 轉(zhuǎn)速對ECD的影響下圖所示的是

6、起鉆后，換PD繼續(xù)鉆進。由于起下鉆后沒有剪切泥漿，泥漿切值高。開始鉆進時將轉(zhuǎn)速設(shè)置為150RPM，導(dǎo)致ECD逐步升高。降低轉(zhuǎn)速至120RPM， ECD降低。轉(zhuǎn)速低而ECD降低的原因可能是由于一些細的固相沒有被攪到泥漿里面的緣故。通常的經(jīng)驗是轉(zhuǎn)速高有利于清潔井眼，但是如果高轉(zhuǎn)速增加ECD，就要考慮適當降低轉(zhuǎn)速了。實際上120RPM已經(jīng)足夠良好的清潔井眼了。轉(zhuǎn)速降低后，扭矩也隨之降低。由此也可見調(diào)整鉆井參數(shù)對井下環(huán)境的影響。下圖是使用常規(guī)鉆具組合（扶正器）轉(zhuǎn)速對ECD的影響。開始時轉(zhuǎn)速設(shè)置為220RPM，然后降低轉(zhuǎn)速至150RPM，約40分鐘后，將轉(zhuǎn)速再提高到220RPM。由圖可知，提高RPM會導(dǎo)

7、致ECD增加。4重晶石對ECD的影響重晶石沉降到下井壁，導(dǎo)致ECD降低。泥漿切值高，導(dǎo)致ECD高。循環(huán)可以有效降低井下溫度。循環(huán)可顯著的降低井下溫度。因此如果是高溫井，需要循環(huán)降溫，同時剪切泥漿，直到ECD降低到合適的范圍后再鉆進。5測量方法對ECD的影響如果不采用合適的方法測斜，也會導(dǎo)致ECD波動大。下圖中，下鉆過程中，每10柱開泵測斜一次，但是每次開泵都只有幾分鐘。泥漿剪切不好、切度高、流動性差。到底后，快速開泵、快速提高轉(zhuǎn)速到鉆進轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致很高的瞬間ECD值。高的ECD值對井的危害是很大的。因此需要采用軟開泵的方式，并且需要處理泥漿。6泥漿排量對ECD的影響泥漿排量降低，井眼清洗效果差，

8、導(dǎo)致ECD增加。下圖中，當發(fā)現(xiàn)ECD增加后，啟動離心機清除泥漿中的固相，直到ECD降低到正常水平。四、ECD升高帶來的后果1、 ECD升高導(dǎo)致泥漿漏失下面的例子中,允許ECD升高是因為井眼清潔不好，巖屑在井眼低邊堆積，其直接后果就是導(dǎo)致井漏。該井在井漏前ECD升高已經(jīng)很長時間了，應(yīng)該早就意識到問題的嚴重性，但是沒有專門花時間來清潔井眼、降低ECD。最嚴重的情況就是地層破裂，嚴重井漏。對這種情況，應(yīng)該給出明確的ECD值極其允許附加值，并通知施工各方。下面的例子也是ECD過高導(dǎo)致井漏的事故。發(fā)現(xiàn)ECD升高后，立即清洗井眼以降低ECD，但是最終還是導(dǎo)致地層破裂并引發(fā)井漏。2、產(chǎn)生激動壓力和抽吸壓力在

9、鉆進過程中，ECD升高。鉆完這柱后，接單根前劃眼洗井。由于活動鉆具速度太快，導(dǎo)致一個小的ECD瞬時高值。就是這個瞬時高值就足以引發(fā)井漏。3、加泥漿藥品速度太快開始往泥漿中加重晶石，加的速度太快使ECD升高。泥漿工程師應(yīng)緩慢、逐步加入泥漿材料。 五、使用ECD的優(yōu)勢作用1、協(xié)助確認井眼的清潔狀況環(huán)空壓力傳感器可以協(xié)助判斷井眼的清潔情況以決定是否需要專門洗井。在下面的例子中，由于ECD沒有升高的趨勢，按常規(guī)需要單獨劃眼、循環(huán)以清潔井眼?？紤]使用PD控制ROP旋轉(zhuǎn)鉆進，井眼清潔狀況良好，沒有井眼清潔的問題，因此建議繼續(xù)鉆進。當然如果存在井眼縮徑等問題需要劃眼處理井眼則又另當別論。2、辨別井眼垮塌，鉆

10、具被沉砂填埋下面的例子是因泥巖垮塌導(dǎo)致鉆具被沉砂填埋的情況。具體情況是鉆過產(chǎn)層后進入泥巖段，ECD高于預(yù)測泥巖孔隙壓力，但是沒有預(yù)料到泥巖會垮塌。沒發(fā)現(xiàn)掉塊，ECD沒有增加的趨勢。泥巖垮塌是因為對地層的認識不足。3、風(fēng)險識別下面的例子中，ECD處于可以接受的范圍內(nèi)，但是還是發(fā)生井漏，說明ECD的模型不準確，需要在以后的工作中進一步改進。4、控制起下鉆速度，保持最小的激動和抽吸壓力下面的例子中，在下鉆時，司鉆很好的控制下鉆速度勻速下鉆，沒有產(chǎn)生較大的激動壓力。同時司鉆也沒有快速開泵，而是逐步提高泥漿排量，也沒有導(dǎo)致ECD大的波動。5、識別鉆具運動誘發(fā)激動壓力鉆具坐卡速度太快，引發(fā)過大激動壓力 6、識別巖屑堆積情況下面的例子表明，起鉆前沒有將井眼清洗干勁，導(dǎo)致在套管