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1、1,第五章、溢流的原因、预防与检验,一、溢流的主要原因 二、溢流的现象与检测 三、溢流的预防,2,井内压力失去平衡，地层流体将侵入井内，进而发生溢流。,3,第一节、溢流的原因： 在正常钻进或起下钻中： 1、井内钻井液柱压力小于地层空隙压力。 2、地层具有良好的渗透性，流体流入井内。,4,一、溢流的原因： （1）没有保持井液充满井眼； （2）钻井液漏失； （3）抽吸； （4）钻井液密度不够； （5）地层压力异常； （6）其他原因。 根本原因：井底压力小于地层压力,5,6,二级井控,7,尽管一级井控是我们追求的目标，是井控的最高境界，但由于井下情况的复杂性及操作人员素质、设备性能的不一致性，一级井
2、控失效是难以避免的，这样井队必须面对二级井控的局面。,由于此时井内液柱压力已不足以平衡地层压力，井队必须借助井控装备和一定的工艺措施控制井内压力的平衡，并在此前提下将溢流排出井外，重建井内压力平衡。,一级井控失效是难以避免,8,二级井控从溢流发生开始,9,第一节 溢流的现象,任何溢流都有明显的预兆 只要注意观察、及时关井 井喷是可以避免的,10,第二节、溢流的现象与检测（一）钻进时溢流的现象,1、泥浆返速增加；2、起下钻罐液量异常, 正常钻进时，泥浆是一个封闭的体积固定的系统，如果泥浆体积发生任何我们可以探测到的变化，必须找出原因。泥浆池液面上升，泥浆体积增加，增加量可能来自地层或加入了新泥浆
3、。反之，如果泥浆面下降，也可能是井漏的结果。否则，就是溢流。,由于溢流推动泥浆上返，泥浆返出速度开始增加，这可以从返流槽上观察到。流速增加早于泥浆池液面上升。有时能听到泥浆流动声音的增大。,3、泥浆池液面上升,钻速在很大程度上取决于井底压力和地层压力之间的压差。如果压差过大，机械钻速就低；当压差低时，机械钻速就提高。地层压力的增加会减少压差而使机械钻速提高，钻速的突然增加必须要检查原因，基本做法是快钻时不超过1米必须停钻检查溢流。,4、钻进放空 5、泵压的变化, 当溢流进入井内后将推动环空泥浆上行，这种额外的帮助通常使泥浆泵压力降低。在气体溢流的情况下，泥浆将变轻因此需要更小的循环泵压力。 有
4、时泵压升高也意味着溢流，地层流体可能使泥浆变稠而难以泵送，从而泵压上升。,当地层的油、气、水侵入钻井液后，将改变钻井液的性能，主要是粘度和密度的改变。油侵时，不但钻井液中可见到油花，而且会使钻井液的粘度升高，密度下降。 盐水侵时，会使泥浆密度下降，粘度升高，失水增加，氯根含量增加；气侵时，会使泥浆密度下降，粘度升高，可以看到许多气泡。,6、钻井液性能的变化 7、停泵井口外溢,11,1)灌入井内的钻井液体积小于起出钻柱的体积。,2)停止起钻时，出口管外溢钻井液。,3)钻井液灌不进井内，钻井液 池液面不减少反而升高。,（二）起钻时溢流的现象,12,1）返出的 钻井液体积大于下入钻具的体积.,2）下
5、放停止，接立柱时井眼仍外溢钻井液.,（三）下钻时的溢流显示,13,1、出口管外溢钻井液,2、泥浆池液面升高,3、井口外溢钻井液,（四）空井时的溢流显示,14,比降粘升气泡多， 蹩跳放空泵压落， 流面升降间隙涌， 味浓起满下长流。,15,（五）、溢流的确认-溢流检查,(1) 钻井过程中发现溢流信号时 (2) 起钻前 (3) 起下钻发现溢流信号时 (4) 空井时(不断检查) 即使没有溢流信号，也应在下列时间检查井涌。 起钻时 (1) 起出5%的钻杆 (2) 起到套管鞋处 (3) 起第一柱钻铤之前 下钻时 (1) 到套管鞋时 (2) 井深的一半,对于水基泥浆来说通常观察510分钟。对于油基泥浆观察起
6、来就比较困难，即使已经停泵，气体溶解于泥浆中只在接近地表时才析出，对油基泥浆也许需要观察30分钟以上。如果发现井涌，司钻应尽快关井以减少溢流量。,要检查井涌是否发生，司钻应停泵并在返流槽处观察泥浆的流动。如果停泵后仍有泥浆流动，说明溢流已经发生，正在井涌。,1、井涌检查的步骤,(1) 钻进时 发出警报 停转盘 上提方钻杆至下接头出转盘面 停泵 监视返流槽至少510分钟 如果井涌，立即关井 如果没有井涌，继续钻进并仔细观察进一步的显示 记录检查结果,(2) 起下钻时 发出警报 将钻具座在转盘上 安装全开安全阀并关闭（井口回压阀） 确认井眼充满泥浆 监视灌浆罐体积变化510分钟 如果井涌，立即关井
7、 如果没有井涌，查明异常原因，否则，下回井底并认真校核排出量 记录检查结果,2、井涌检查的频率,16,1.机械钻速增加 2.后效增加 3.扭矩及起钻阻力增加 4.dc指数变化 5.岩屑尺寸和形状改变 6.泥浆性能及氯根含量变化 7.页岩密度减小 8.温度变化,异常高压地层的警示信号,17,第三节、溢流的预防 搞好一级井控主要包括： 1、使用适当的钻井液密度； 2、随时保持井筒充满； 3、随时监控钻井液总量，尤其起下钻； 4、随时监控地层压力变化和井内返出的钻井液密度、体积和流速的变化。 溢流的发生标志着一级井控的失败。 关键：严格遵守操作规程，努力避免溢流发生。,18,钻进时溢流的预防措施,1
8、、严格实行设计的钻井液密度 2、发现上述地层压力上升的警示信号,每次上提量不大于0.02g/cm3，如果要对气侵泥浆加重，应在对气侵泥浆除气后停止钻进的情况下进行，严禁边钻进边加重。,首先进行溢流检查-上提钻具，停泵，监视返流槽510分钟。,有溢流，关井；,无溢流现象，适当提高泥浆密度。,19,钻进时溢流的预防措施,3.发现井漏及时处理,能保持循环-减排量、加强除砂、静止、堵漏,无泥浆返出，液面下降-上提钻具，同时向环空灌浆或清水。循环堵漏材料。采取堵漏措施。,20,钻进时溢流的预防措施,4.联系注水井停注、泄压 5、发现下列井侵现象时，及时进行溢流检查。 -钻速加快不超过1米 -返流速度增加
9、：返流速度监测仪声光提醒司钻 -钻井液面增加：保持联系 -泵压下降,21,1、起钻前应进行的准备工作,在开始起钻前，井眼应处于良好的状态，循环一个迟到时间达到下列指标才能起钻： 没有井漏 没有油气水侵显示 进出口泥浆密度差不超过0.02g/cm3,（1）检查井眼状况,（6）泥浆收集罐（泥浆伞）,（2）准备好灌浆罐,（3）准备好起钻数据表或坐岗记录表,（4）准备好安全阀及内防喷工具,（5）重泥浆段,要求：使钻柱内液面低于环空液面约 30米 方法：重h= 原(h+30) 重= 原+30/h 或 h=30 原/(重 原) 例：如果钻柱3000米，原浆密度1.3，灌满钻柱一半需重浆密度为： 重= 原+
10、30/h=1.3+30/1500 =1.32 如现有重浆为1.4，则须灌浆深度为： h=30 原/(重 原) =301.4/0.1=420米,起下钻时防溢流的井控措施,22,（2）正确计量灌浆量,2.起钻时井控措施,（1）连续或及时灌浆,（4）溢流检查,（3）控制起钻速度,（5）起钻中止,（6）起钻完, 刚提离井底时（短起下） 钻具起至最下面的套管鞋处 钻铤进入防喷器之前,油气层以上300米，起钻速度小于0.5米/秒,下列情况需进行短程起下钻 a)钻开油气层后第一次起钻； b)溢流压井后起钻； c)钻开油气层井漏堵漏后起钻或尚未完全堵住起钻前； d)钻进中曾发生严重油气侵但未溢流情况下起钻；
11、e)钻头在井底连续长时间工作后中途需刮井壁时； f)需长时间停止循环进行其他作业（电测、下套管、中途测试等）起钻。,（1）钻井液补充灌； （2）泵冲数计数器； （3）流量表； （4）钻井液池液面指示器。,起下钻时防溢流的井控措施,23,起下钻时防溢流的井控措施3.下钻井控措施,（1）使用灌浆罐校核排出泥浆量,（3）开泵问题,（2）钻杆内灌浆,（4）循环,如果安装钻杆回压阀，每下1015柱钻杆应灌浆一次。为避免卡钻问题，钻铤在裸眼内时，建议灌浆时上下活动钻具,为了减少过高激动压力的可能性，当套管鞋深度超过2100m以上时应在进入裸眼段之前开泵循环。,在下钻到底和循环前，要搞清楚现有泥浆的总体积，
12、重新确认循环池液面。,24,浅层气问题,存在浅层气风险的井概括如下： 探井 浅层气多发地区 浅层气勘探认为可能有浅层气地区 已开发油田因固井质量可能使浅层充压地区,25,浅层气问题 -井控措施,（9）浮阀,(1) 书面指令,负责人员应签发清楚的书面指令，告诉司钻钻表层时发生溢流应采取的措施关井或者导流放喷，操作步骤应贴在司控台附近显著的地方。,（2）浅层气预案,检查明确各岗位职责 围绕相关步骤进行培训和演练 事先做好无关人员撤离计划 必须制订应急停机停电的应对方法,（3）重泥浆储备,至少储备50m3重泥浆（建议比重大于现用泥浆0.24g/cm3），但应注意不能使该泥浆比重超过裸眼井段的破裂压力
13、梯度。,（4）限制钻速,防止岩屑量过大而造成地层破裂或井漏，同时也可以防止环空气体含量过高而诱发井喷,（5）坐岗监视,（6）溢流检查,任何时候只要怀疑有溢流就应该进行溢流检查，在可能有浅层气的地区钻井时，每次接单根后都应认真进行溢流检查。,（7）井漏,（8）起下钻,26,钻开油气层时溢流的预防,地层承压能力试验,1.目的 在进入油气层前50100m，按照下步钻井的设计最高钻井液密度值，对裸眼地层进行承压能力检验。 2.方法 1）在钻开高压油气层前，用钻开高压油气层的钻井液循环，观察上部裸眼地层是否漏失。若发生漏失，则应堵漏后再钻开高压油气层。 2）在钻开高压油气层前，用低于高压油气层压力的钻井
14、液，关防喷器憋压观察是否发生漏失。若发生漏失，则应堵漏后再钻开高压油气层。,3）.试验井口压力的确定 如果油气层顶面井深为H，现用泥浆密度为1，设计最高泥浆密度为2 则试验井口压力值应为 P=0.0098(21)H 井口压力不能超过防喷器的额定工作压力及套管抗内压强度的80%。,P立压,P套压,停注、泄压,人员技术准备,1.技术交底 2.防喷演习 3.防硫化氢演习 4.干部24小时轮流值班 5.坐岗,27,钻开油气层时溢流的预防,1.检查所有井控装置、电路和气路 2.按设计要求储备足够的加重钻井液和加重材料，并对储备加重钻井液 定期循环处理。, 申报审批,1. 全面自检，确认准备工作就绪后，向
15、上级主管部门（钻井公司和 油气田分公司所属二级单位相关部门）汇报自检情况，并申请检查验收。 2.检查验收组按标准进行检查验收工作。 3.检查验收情况记录于“钻开油气层检查验收证书”中。, 设备器材准备,28,其他作业时的井控工作,1.电测前井内情况应正常、稳定；若电测时间长，应考虑中途通井循环再电测；,3.中途测试和先期完成井，在进行作业以前观察一个作业期时间；起下钻杆或油管应在井口装置符合安装、试压要求的前提下进行。,2.下套管前，应换装与套管尺寸相同的防喷器闸板；固井全过程（起钻、下套管、固井）保证井内压力平衡，尤其防止注水泥期间的井漏和候凝期间因水泥失重造成井内压力平衡的破坏，甚至井喷；
16、,29,1、钻进过程中，以下哪项不是发生井涌的预兆?（ ）（5；1） A、钻井液池体积增加。 B、泵冲数减小。 C、泵压下降。 D、流速增加。 2、某井井底静液柱压力为25MPA,环空压降为1.0MPA,问开泵后,井底压力为（ ） 。（5；2） A、25MPA B、24MPA C、26MPA D、以上都错,30,3、某井正常钻进时环空流动阻力1.5MPA，井底压力为25.5MPA，停泵后井底压力为（ ）MPA。（5；2） A、25.5 B、24 C、27 D、1.5 4、起钻速度足够慢( )消除抽吸作用。（5；1） A、也不可能 B、可以,31,5、气体溢流关井后由于长期停泵不循环，立压和套压都继续上升说明（ ）。（5；1） A、井底压力增加 B、井底压力减小 C、井内气柱滑脱上升 D、地层压力恢复 6、关井立管压力（ ）时，溢流发生是因抽吸、井壁扩散气、钻屑气等使钻井液静液柱压力降低所致。（5；1）
