24.[ZJJK05-01-X]发生气体溢流后关井。地面压力如下,关井立压:3.65MPa;关井套压:4.69MPa;井内钻井液密度:1.54g/cm³,井被关闭了一段时间,在此期间,气体向上运移了182.88米。预计井口压力为( )。

本题考查的是钻井过程中发生气体溢流后，关井状态下气体上窜对井口压力的影响，涉及“气体滑脱上升”和“压力传递”原理。 --- **一、题目解析** 已知条件： - 关井立压（初始）：3.65 MPa - 关井套压（初始）：4.69 MPa - 钻井液密度：1.54 g/cm³（即 1540 kg/m³） - 气体向上运移了 182.88 米 - 井处于关闭状态（即井口完全封闭，无流体排出） 问题：气体上窜后，井口压力如何变化？ --- **二、核心知识点** 1. **关井后气体不能膨胀排出，体积不变但可滑脱上升** - 在关井条件下，环空被封闭，进入井内的气体无法排出。 - 由于气体密度远小于钻井液，会产生“滑脱上升”现象，即气体在静止钻井液中向上移动。 - 因为井是关闭的，气体总体积保持不变（被压缩状态），但位置升高。 2. **气体上窜导致压力传递** - 气体本身具有一定的压力（等于原始关井立压 + 其下方液柱压力）。 - 当气体上窜时，其自身的压力会带动其上方的液柱产生额外的压力增量。 - 由于液体不可压缩，且压力在密闭系统中均匀传递，**气体压力会上行传递到井口**，表现为立压和套压升高。 - 特别注意：**在气体未到达井口前，其上部液柱被“举升”，相当于减少了有效静液柱压力，从而需要更高的井口压力来平衡地层压力。** 3. **关键结论：** - 在关井封闭状态下，气体滑脱上升会导致**立压和套压同时升高**。 - 套压升高是因为气体上移至环空更高位置，压缩环空上部的钻井液，使套压增大。 - 立压也会升高，因为整个系统的压力平衡被打破，为维持与地层压力的平衡，立管压力必须上升。 - 每上升一段高度，若不释放压力，则井口压力增加值约为： $$ \Delta P = \rho \cdot g \cdot h $$ 其中： - ρ = 1540 kg/m³ - g = 9.8 m/s² - h = 182.88 m 计算： $$ \Delta P = 1540 \times 9.8 \times 182.88 / 10^6 ≈ 2.75 \, \text{MPa} $$ 注意：这个 ΔP 实际反映的是如果气体上移而没有补偿，那么原来由液柱承担的压力现在部分由井口压力承担，因此井口压力将增加约 2.75 MPa。 --- **三、分析各选项** A: 立压3.65MPa；套压7.44MPa → 错误。立压未变不合理。气体上移后系统压力重新分布，立压必然上升。 B: 立压6.4MPa；套压7.44MPa → 正确。 - 初始立压 3.65 MPa，增加约 2.75 MPa → 3.65 + 2.75 = 6.4 MPa - 初始套压 4.69 MPa，同样增加约 2.75 MPa → 4.69 + 2.75 = 7.44 MPa - 表明气体上移造成井口两端压力同步上升，符合密闭系统中压力传递规律。 C: 立压3.65MPa；套压4.69MPa → 错误。认为压力不变，忽略了气体滑脱带来的压力升高效应。 D: 立压6.4MPa；套压4.69MPa → 错误。套压未变不符合实际。套压应随气体上移而升高。 --- **四、正确答案及理由** 正确答案：**B** 理由：在关井状态下，气体因密度低而向上滑脱。由于井口封闭，气体无法膨胀排出，其压力将推动上方液柱并传递至井口，导致立压和套压均升高。升高的幅度近似等于气体上移距离所对应的钻井液液柱压力，即约 2.75 MPa。因此： - 新立压 = 3.65 + 2.75 = 6.4 MPa - 新套压 = 4.69 + 2.75 = 7.44 MPa 故选项 B 正确。 --- **五、总结知识点** - 气体溢流关井后严禁长时间静置，以防气体滑脱造成井口压力过高，引发井控风险。 - 密闭系统中，气体上移不会改变其自身压力，但会使井口压力升高。 - 正确应对措施是及时进行压井作业，如司钻法或工程师法，避免井口超压。