浅谈井控中压力的表示方法

宋延静

（大庆钻探工程公司钻井一公司，黑龙江大庆 163411）

在石油天然气钻井中，井控工作非常重要，要想做好井控工作，就必须了解井控中压力的表示方法和相互之间的关系。

1 静液压力

1.1 静液压力的定义

静液压力是由静止液体的重力产生的压力。其大小取决于液体的密度和液体的垂直高度，与液体的断面形状无关。

2 静液压力的计算

在陆上钻井作业中，H为井眼的垂直深度，起始点自转盘面算起，液体的密度为钻井液的密度。在英制中，用P=0.052ρH进行计算（其中：P—静液压力，psi；ρ—液体密度，ppg；H—液柱垂直高度，ft）。某井钻至井深10000ft处，所用钻井液密度为12.5ppg，经井底处的静液压力为6500psi。

2 密度换算系数

密度换算系数在英制中是0.052用来把密度转换成压力梯度，在公制中密度换算系数是0.0000981。压力梯度的定义是由于流体密度原因流体单位深度压力的增加值。在此处英制中密度用ppg(磅/加仑)测量，而深度用ft(英尺)测量，公制中密度用kg/m3(千克/立方米)测量，而深度用m(米)测量。

0.052是用1ft3(立方英尺)(1英尺长×1英尺宽×1英尺高)方法得到的：用大约7.48gallon(加仑)流体灌满1ft3(立方英尺)的容器，如果流体比重是1ppg(磅/加仑)，那么7.48gallon(加仑)流体总重量就是7.48lb(磅)或7.48lb/ft3(磅/立方英尺)，每 inch2(平方英寸)1ft(英尺)高的重量(psi/ft)可用总重量7.48除以144得到：7.48÷144=0.051944。

3 压力的表示方法

我国石油钻井现场有4种压力表示方法。

（1）用压力的单位表示。过去工程中常用的压力单位是工程单位即kgf/cm2和工程大气压bar（巴），1巴相当于10000Pa，过去规定一个大气压是1bar，阿特姆（atm）是标准大气压，相当于101325Pa，过去也曾规定一个大气压是1atm，因为单位较大，而表示低压力或要求精密测定压力值时常采用国际单位Pa（帕）、kPa（千帕）、MPa（兆帕）或英制单位psi。

（2）用压力梯度表示。提到某点压力时，说该点的压力梯度，而不直接说该点的压力。其好处或方便之处是在对比不同深度地层中的压力时，可消除深度的影响。而该点的压力只要把梯度乘上深度即可得到。

流体在某点产生的力或压力在英制中通常用psi(磅/平方英寸)或在公制单位中用bar(巴)来测量，为了计算给定密度流体单位长度产生的压力是多少我们使用压力梯度这个概念。

压力梯度通常用流体每米(英尺)深度产生的力来表示。压力梯度的单位在英制中是psi/ft(磅/平方英寸/英尺)或在公制中是bar/m(巴每米)。为了求得压力梯度我们必须把流体密度ppg(磅/加仑)转换成psi/ft(磅/平方英寸/英尺)或把kg/m3转换成bar/m。

压力梯度=流体密度×换算系数

（3）用流体当量密度表示。某点压力等于具有相当密度的流体在该点所形成的液柱压力。这个密度常称为钻井液当量密度。

施加任何压力都会增加给定点的总压力，如果施加压力已知，那么能够计算当量泥浆密度。

当量泥浆密度(EMW)是指作用于给定深度或地层上的总压力(包括静液压力、节流压力或回压、施加的压力、井涌附加压力、循环压力损失等)用泥浆密度表示。如果这些压力已知，则当量泥浆密度(EMW)可用下式计算：

当量泥浆密度EMW=(压力÷换算系数÷相关点深度TVD)＋当前泥浆密度

（4）用压力系数表示。这是某点压力与该点水柱静压力之比，无因次，其数值等于该点的钻井液当量密度。我国现场人员常说某井深处的压力系数是多少，实际仍是当量密度，只不过去掉了密度量纲，只言其数值罢了。

4 结束语

石油钻井现场对压力有4种表示方法：即用压力的单位表示、用压力梯度表示、用流体当量密度表示和用压力系数表示。由于压力表示方法不同，对于某一压力可能有不同的叫法，但意思却是说的同一个压力，因此对于钻井工作人员来说，一定要掌握各种压力的表示方法，才能在不同的工作环境下做到对设计及施工的全程掌握，才能保证井控安全。