{精品}常规压井技术 {精品}

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1、,常规压井技术,二一五年五月,一、概述,三、压井技术,二、 关井技术措施,1.压井的原理,“U”形管原理 关井时 如图所示：将钻柱和环空视为连通的“U”形管，井底地层作为U形管底部。 关井后，压力平衡关系为： Psp+Phi=Pp=Pa+Pha,一、概述,2.压井数据的获取,1）判断溢流类型2）计算压井钻井液密度3）计算加重钻井液量4）计算注入加重钻井液的时间5）计算压井循环时的立管总压力6）计算最大允许关井套压,一、概述,1）判断溢流类型,Va每米环空容积,pa、 pd为关井套压和关井立压,w在1.07-1.20g/cm3之间为盐水。 w在0.12-0.36g/cm3之间为天然气。 w在0.

2、36-1.07g/cm3之间为油或混合气体溢流。,2.压井数据的获取,一、概述,2）计算压井钻井液密度,依据关井立管压力计算压井钻井液密度,2.压井数据的获取,一、概述,3）计算钻柱内、外容积及加重钻井液量,钻柱内容积V1,环空容积,总容积,V=V1+V2,V1钻柱内容积(m3); V2 环空容积(m3); D 钻具内径(m); Dh 井眼直径或套管内径(m); DP 钻具外径(m); L 钻具或井段长(m); 所需加重钻井液量一般取总容积之和的1.5-2倍。,2.压井数据的获取,一、概述,4）计算注入加重钻井液的时间,注满钻柱内所需时间,注满环形空间所需时间,2.压井数据的获取,一、概述,5

3、）计算压井循环时的立管总压力 关井立压的读取,对于具有良好渗透性的地层，关井10 15分钟后地层和井眼之间可以建立起平衡； 对于致密性地层建立起平衡所需的时间较长。,2.压井数据的获取,一、概述,5）计算压井循环时的立管总压力,初始压井立管压力,ps初始压井循环立管压力， MPa； pd关井立管压力， MPa po压井排量循环立管压力， MPa；,ps=pd+po,终了循环立管压力,PF-最终立管压力Mpa； 1-最新钻井液密度g/cm3 。 0-原钻井液密度g/cm3。 k-压井浆密度 g/cm3。 P0-原低泵速泵压。 H-井深，km。,2.压井数据的获取,一、概述,6) 计算最大允许关井

4、套压,Pmax=（GfGm）Hf,Pmax最大允许关井套压，MPa Gf 地层破裂压力梯度，MPa/m Gm 原钻井液压力梯度，MPa/m Hf 套管鞋处井深，m,2.压井数据的获取,一、概述,二、关井技术措施,三、压井技术,一、概述,1.关井后天然气对井内压力的影响 进入井筒内的气体在滑套效应情况下，在钻井液中上升。因此，井底、井内各深度和井口所受的压力是随气体的上升而增加的。当气体带压上升至井口时，天然气的压力就作用于全井筒，使井底、井口和井筒各处的受力达到最大。 a、关井后，井口压力会随气体上升而不断增高，此时，不能认为是地层压力很高，不能用关井较长时间后的井口压力计算地层压力和压井液密

5、度。 b、不能长时间关井不循环，井口和井底压力逐渐升高，如超过井口装置和套管的工作能力，就会造成失控；超过地层破裂压力或套管抗内压强度，就可能造成井漏或套管破裂等复杂情况。,二、关井技术措施,理想状态下，井筒内气体膨胀规律,由图可知，关进之前，气体在井筒上升时早期体积膨胀并不严重，但是在靠近井口的位置急剧膨胀。,二、关井技术措施,根据Orkiszewski（奥齐思泽斯基）模型，井筒气体带压上升时井口压力变化规律,由图可知，由于井筒储积效应，井筒存在大量气体时，井口压力的上升要慢于气体在井筒上升时造成的压力上升；但是随着大量气体侵入，导致井口压力达到更高值。,二、关井技术措施,2、溢流后原则上要

6、立即关井 “1m3报警，2m3关井”。 “发现溢流应在2m3内报警并立即关井”。由于对溢流量认定的偏差，出现了多次比较严重的溢流复杂情况。所以目前修改为:“发现溢流立即关井，疑似溢流关井检查，确认溢流立即上报” 。但是鉴于目前不少井队技术水平有限，责任心不强，采取比较武断的关井措施也是必要的。 实际上，只要认真执行好坐岗制度，钻井时认真记录好泥浆池液面，注意增减量；起钻时，认真记录好灌入量，在一定范围波动是允许的。,二、关井技术措施,3、关于关井方法 “硬”关井和“软”关井两种方式。 所谓“硬”关井，即在溢流或井喷时，包括节流阀在内的井口旁侧通道全部关闭的情况下，直接关闭防喷器。其优点是：关井

7、速度快、关井时间短，溢流量小。缺点是：井口设备受液击压力冲击大。 所谓的“软”关井，即在溢流或井喷发生时，在其他旁侧通道关闭，而节流阀通道打开的情况下，先关防喷器，然后关闭节流阀。其优点是：井口设备受液击压力冲击小。缺点是：关井速度慢，关井时间长，溢流量大，关井套压较高。,二、关井技术措施,先关环形防喷器，后关闸板防喷器，是因为闸板防喷器的闸板胶心在关闭过程中，承受高压流体的能力较环形防喷器差。适当打开节流阀的目的，在于关井过程中，使井口套压保持一定值，既可减少液击影响，又可在很大程度上阻止地层流体继续进入井内。 这就是“四。七”动作中的“发、停、抢、开、关、关、看” 。,二、关井技术措施,4

8、、关井后的求压做法 钻柱中未装钻具止回阀时关井立压（d）的求法 钻柱中未装钻具止回阀时，关井立压可以直接从立管压力表上读得。 钻柱中装有钻具止回阀时关井立压（d）的求法 a.循环法（在已做低泵冲试验时采用） 缓慢启动钻井泵并适当打开节流阀，循环中使套压等于关井情况下的套压值（a）并保持不变；当循环泵冲达到低泵冲试验时的泵冲时，记录此时的循环立压（t）， 低泵冲试验时立压为c，停泵后关节流阀关井。则： 关井立压dtc,二、关井技术措施,b.憋压法（在未做低泵冲试验时采用） 在关井情况下，用小流量向井内憋注，当钻具止回阀被顶开、套压由关井套压（a）上升到某一值时停泵，同时记录套压（a1）和立压（d

9、1）。考虑到压力传播滞后时间，一般控制立压不超过关井套压。 关井立压dd1（a1a）,二、关井技术措施,5、关井时间确定 关井之初，因液柱压力小于地层压力，地层流体继续向井内流动，经一定时间后，关井压力增加到一定值时，井底压力与地层压力达到平衡。此时的立管压力才能真实反应地层压力。 溢流关井后，要准确求取关井立压，关井时间十分重要。关井观察立压的时间不够，地层压力很难搞准确，压井液密度不是偏低就是偏高，井内压力平衡很难建立，密度越提越高甚至最终出现井下又喷又漏的局面。究其原因来说，一方面没有掌握发生溢流关井观察时间的长短，另一方面担心关井后发生卡钻，不能权衡风险损益主次关系。,二、关井技术措施

10、,关井趋于稳定所需的时间与地层的渗透性和地层流体的种类有关。 国内外通常采用关井时间应达到1525min。 对储层条件好，关井15min就能反映出地层真实压力。 对储层显示不好，如低渗透，储层能量不好，则关井时间需要到25min才能求得地层真实压力。 因此关井观察立压和关井到求立压的时间必须满足，计算地层压力与压井液密度才更准确。 气井关井时间过长，易形成圈闭压力，计算地层压力与压井液密度偏高，压井时容易压漏地层。 求得地层压力，并计算出压井钻井液密度值后，应根据关井或显示等情况，还应该附加一个压力值进行压井。,二、关井技术措施,6、根据关井压力采取不同的处理方法 钻具止回阀在有较大压差时才会

11、发生作用，流体缓慢流动，钻具止回阀是不会起作用的，因此关井后，会有立管压力显示 a、若关井立、套压均为0，说明液柱压力能平衡地层压力，油气侵不严重，可以直接进行循环消除气侵，无需压井。 b、关井立管压力为0，套管压力不为0，说明液柱压力能平衡地层压力，只是环空气侵严重，这时，必须节流控压循环，排除环空受清污的钻井液。处理完后再决定是否再提高钻井液密度。 c、井立管压力和套管压力均不为0或较大时，说明液柱压力不能平衡地层压力，必须提高钻井液密度进行压井。,二、关井技术措施,7、关井后天然气快速上升的处理方法 关井后不能及时压井，天然气快速上，引起井内压力增高，当压力增加到一定值后，应当进行处理。

12、 a、立管压力法 通过节流阀，间歇放出一定数量的钻井液，使天然气膨胀压力降低。通过立管压力控制天然气的膨胀和井底压力，使井底压力基本不变，且大于地层压力。仍然可以防止天然气再进入井内。 此法仅适用于钻具在井底的情况。 b、控制井口压力不超过安全允许压力 当套压达到安全允许压力值时，适当打开节流阀泄掉一定套压（12MPa），然后关井。这样重复可使天然气直接上升到井口。 上述两种方法，当断续放掉一些钻井液后，在允许的情况下，应向井内补充部分钻井液。,二、关井技术措施,一、概述,二、 关井技术措施,三、压井技术,一、 概述,常规压井方法 所谓常规压井，是指在井不漏、钻具在井底，采取正循环方式重建井内

13、压力平衡的压井方法。一般是指司钻法、工程师法、边循环边加重进行压井作业。 不能在压井全过程中遵循压井基本原则的压井方法称为特殊压井。如起下钻中发生溢流（钻具不在井底）的压井、井内无钻具（空井）的压井、又喷又漏的压井和井内钻井液喷空的压井。,三、压井技术,1.司钻法 所谓的司钻法，又称二次循环法。发生溢流关井后，压井过程中需要循环两周钻井液。 第一循环周，先用原密度钻井液循环，将环空中被污染的泥浆顶替到地面，同时配制压井钻井液。 第二循环周，再用加重钻井液将原浆顶替到地面。 该方法往往在边远井及加重剂供应不及时的情况下采用。此方法容易掌握，从关井到恢复循环的时间短。,三、压井技术,司钻法压井步骤

14、 a、依据压井基本数据计算公式计算压井所需数据，填写压井施工单，将算得的各项数据填入压井施工单，绘出立管压力控制进度，作为压井施工的依据。 b、第一循环周：通过节流阀用原钻井液循环，调节节流阀的开度，控制立压不变，以保持在井底压力不变的条件下，将环空内受侵污的钻井液排除地面。 c、第二循环周，通过节流阀用压井液循环，调节节流阀开度，以保证在井底压力不变的条件下，替入井内，并在一个循环周内把井压住恢复井内平衡。,三、压井技术,2.工程师法 所谓的工程师法，又称一次循环法。压井过程中只需要循环一周钻井液。用压井液将环空中井侵流体及原浆顶替到地面，直到重钻井液返出地面。 该法压井时间短，经济效益好，

15、井口装置承压小，井内承压比其他方法小。压井时，要求现场必须有足够的加重材料，具备快速加重设备及手段，从关井到恢复循环的时间较长，压井技术含量高，压力控制较为复杂。,三、压井技术,工程师法压井步骤 a、压井时，缓慢开泵，迅速打开节流阀及下游平板阀，调节节流阀，使套压保持关井时的套压不变；逐渐达到压井排量，保持不变；这时不再保持套压不变，应调节节流阀，套压有所变动，使立管压力接近初始压井立管压力Pti，并保持调节后的套压Pci不变。 b、在加重钻井液由地面到达钻头这段时间内，调节节流阀，控制立管压力按“立管压力控制进度表”变化，即由初始立管总压力降到终了立管总压力。 c、加重钻井液从钻头返出沿环空

16、上返过程中，保持排量不变，调节节流阀，使立管压力保持终了立管总压力不变，直到加重钻井液返出地面。 d、停泵关井，检查套管压力和立管压力是否为零。若为零，说明压井成功。开井循环并调整钻井液性能，恢复正常钻井作业。,三、压井技术,3.压回法（或称直推法） 所谓压回法，就是从井口或环空压入压井液，把进入井筒的溢流压回地层。此法适用于：a、在井内无钻具，发生外溢，无法循环；b、井内无钻具或有钻具均已喷空；c、井内有钻具且已发生H2S溢流等情况的压井。 具体做法是：以最大允许关井套压，作为施工的最高工作压力挤入压井液。挤入得压井液可以是原钻井液或稍微重一点的钻井液。挤入的钻井液量至少大于关井时的循环池增量（c），或大于井筒容积（a、b）。直到井内压力平衡得到恢复。,三、压井技术,3.压回法 使用条件： （1）井筒管柱、井口装置的完整性； （2）一般常用于处理套管下得较深的井，套管抗内压强度较高； （3）裸眼较短且最好只有一个层系，