井控技术 复习资料整理

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1、第一章 绪论一: 井控技术：主要是及时发现溢流并在保证井底压力略高于地层压力的条件下，有效地排除溢流的技术。二：井控分级:(1)初次井控：利用泥浆柱压力平衡地层压力。使得没有地层流体侵入井内，井涌量为零，没有溢流产生。(2)二次井控：依靠井内正在使用中的钻井液（或压井液）密度不能控制住地层孔隙压力，依靠地面设备、井控技术恢复井内压力平衡的工作过程。 (3)三次控制：井喷失控后进行的处理(非常规井控技术)。二级井控失败，井涌量增大，失去了控制，发生了井喷，这时依靠井控技术和井控设备恢复对井的控制，达到初级井控状态 三：与井控有关的概念气侵：当地层孔隙压力大于井底压力时，地层孔隙中的流体（油、气、

2、水）将侵入井内，通常称之为井侵。 溢流：井口返出的钻井液量大于泵入量，或停泵后井口钻井液自动外溢，这种现象称之为溢流。气侵：当地层孔隙压力大于井底压力时，地层孔隙中的流体（油、气、水）将侵入井内，通常称之为井侵。 溢流：井口返出的钻井液量大于泵入量，或停泵后井口钻井液自动外溢，这种现象称之为溢流。井涌：溢流进一步发展，钻井液涌出井口的现象称之为井涌。井喷：指地层流体无控制入井。井喷失控：利用封井器也无法控制的井喷。井涌：溢流进一步发展，钻井液涌出井口的现象称之为井涌。井喷：地层流体无控制地涌入井筒，喷出地面的现象称为井喷。井喷流体自地层经井筒喷出地面叫地上井喷。从井喷地层流入其它低压层叫地下井

3、喷。井喷失控：井喷发生后，无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象称为井喷失控。四：井喷失控的原因及危害：起钻抽吸，造成诱喷。起钻不灌钻井液或没有灌满。不能及时准确的发现溢流。发现溢流后处理不当。井口不安装防喷器井控设备的安装及试压不符合石油与天然气钻井井控技术规定的要求。井身结构设计不合理。对浅层气的危害性缺乏足够的认识。地质设计未能提供准确的地层孔隙压力资料。 钻遇漏失层段发生井漏未能及时处理或处理不当。相邻注水井不停注或不减压。钻井液混油过量或混油不均匀，造成液柱压力低于地层孔隙压力。空井时间过长，又无人观察井口。思想麻痹，违规操作。危害：（1）打乱全面的正常工作秩序，影响全局生产；（2）

4、使钻井事故复杂化；（3）井喷失控极易造成环境污染，影响井场周围居民的生命安全，影响农田水利、渔场、牧场、林场建设；（4）伤害油气层、破坏地下油气资源；（5）造成机毁人亡和油气井报废，带来巨大的经济损失；（6）涉及面广，在国际、国内造成不良的社会影响。第二章 井下各种压力概念及相互关系一：四种压力表示法 四种压力的计算方法 复习作业题(1) 用压力的单位表示 如:5MP a 12MPa(2) 用压力梯度表示。 (3) 用流体当量密度表示。(4) 用压力系数表示 : 即某点压力与该点水柱静压力之比。例如:2000 米的压力是 23.544MPa也可以说压力梯度是 11.77kPa /m, 也可以说

5、当量密度是 1.20 g / cm 3,也可以说压力系数是 1.20。 安全附加值：油井、水井为：a=0.05-0.10 气井为 ： a =0.07-0.15 二：井底压力是指地面和井内各种压力作用在井底的总压力。 井底压力大部分来自钻井液（或压井液）液柱静液压力。还有钻井液（或压井液）的环空流动阻力、侵入井内的地层流体的压力、激动压力、抽吸压力、地面回压等。1.静止状态、空井状态：井底压力=环空静液压力2.正常循环时:井底压力=环空静液压力 +环空压力损失3. 循环出气涌时:井底压力=环空静液压力 +环空压力损失 +节流器压力 4 起钻时:井底压力=环空静液压力 +抽吸压力 5.下钻时:井底

6、压力=环空静液压力 +激动压力 6.关井时:井底压力=环空静液压力 +井口回压 +气侵附加压力 7. 旋转防喷器循环:井底压力=环空静液压力 +环空压力损失 +旋转防喷器回压 三; 泵压是克服井内循环系统中摩擦损失所需的压力。第三章 地层压力检测一：异常地层压力的形成机理压实作用 构造运动 粘土成岩作用 密度差的作用 流体运移作用 形成异常高压的其他原因 二：形成异常高压地层的条件 （1）有相应的地层流体储存空间；（2）有低渗透或不渗透的圈闭层；（3）有相应的上覆岩层压力。三：判断异常高压 异常低压P23四：dc 指数法原理机械钻速随压差的减少而增加。正常情况下，钻速随井深的增加而减小，Dc

7、增加，在异常高压地层，钻速增加而 dc 减小。五：动态数据的内容钻速、大钩载荷、钻速、扭矩、钻井液参数六：钻速的显示钻速是通过地层类型和地层孔隙压力显示的七：地层压力计算公式书上例题七1、地层破裂压力的预测方法预测地层破裂压力主要是根据经验公式，如马修斯凯利（Mathews Kelly）法、休伯特威利斯（HubbertWillis）法、伊顿（Eaton）法、Anderson 模型、Stephen 模型及黄荣樽教授提出的预测模型步骤：试验方法如下：1、井眼准备- 钻开套管鞋以下第一个砂层后，循环钻井液，使钻井液密度均匀稳定。2、上提钻具，关封井器。3、以小排量, 一般以 0.8-1.32L /

8、s 的排量缓慢向井内灌入钻井液。4、记录不同时间（5 10 分钟）的注入量和立管压力。5、一直到井内压力不再升高并有下降( 地层已经破裂漏失 ),停泵,记录数据后,从节流阀泄压。6、从直角坐标内做出注入量和立管压力的关系曲线。第四章 井控设计一：井控设计的内容合理井场设计压力剖面设计钻井液设计井控装置配置 二：井控设计的目的第五章 井涌的主要原因、预防与检测一：井涌主要原因（1 ）起钻时井内未灌满钻井液；（2）过大的抽吸压力；（3）钻井液密度不够； （4）循环漏失。（5）地层压力异常。 （6）其它原因。 二：井涌可能发生的条件（1 ）井内环形空间钻井液静液柱压力小于地层压力。（2）井涌地层具有

9、必要的渗透率，允许流体流入井内。 三：针对每一种情况所采取的原则1.灌压井液或钻井液原则（1 ）至少起出 35 个立根的钻杆，或起出一个立根的钻铤时，就需要检查一次灌入的钻井液量。灌钻井液前决不能让井内的液面下降超过 30 米。 （2 ）通过钻井液管线向井内灌，不能用压井管线灌钻井液，防止压井管线和阀门腐蚀，这样在应急的情况下就不能发挥其作用。 （3 ）灌钻井液管线不能与井口防溢管同一高度。如果两管高度相同则经过钻井液管线灌入可能直接从出口管流出，从而误认为井筒已灌满。 （4 ）小修时要边起边灌，保持液面在井口。2.起钻时减小抽吸压力至最小的原则（预防方法）： （1 ）抽吸作用总是要发生，所以

10、应尽量把钻井液静液压力维持在稍微高于地层（这种超出的压力值叫做起钻安全值） ；（2 ）环形空间空间要适当；（3 ）使钻井液粘度、静切力保持在最低水平，防止钻头泥包；（4 ）用降低起钻速度来减少抽吸作用至最小程度；（5 ）用钻井液补充罐、泵冲数计数器、流量计或泥浆池液面指示计来控制过大的抽吸作用。3. 减少因钻井液密度不够所引起的井涌至最小程度的一般原则（1 ）正确设计井身结构，尽量正确的估计地层压力；（2 ）分析临近井资料，特别是发生过地下井喷、注入作业、套管漏失、固井质量不好或不合理的报废井的情况；（3 ）密切监测钻井参数和电测资料，应用 dc 指数法；（4 ）密切监控地层或断层的变化情况；

11、（5 ）安装适当的地面装置，以便及时出去钻井液中的气体；（6 ）做到均匀加重。4.减小循环漏失至最小的原则是：（1 ）设计好井身结构，正确确定下套深度和防漏的最好办法；（2 ）试验地层，测出地层破裂压力；（3 ）在下钻时将激动压力减少到最低；（4 ）将钻井液粘度和静切力维持在最小值；（5 ）做好向井内灌水、灌柴油的准备；（6 ）作好混合并向井内打入堵漏物质和打重晶石塞的准备。四：四种不同工况溢流监测方法（1 ） 下钻时的溢流显示1）返出的压井液或 钻井液体积大于下入钻具的体积。 2）下放停止，接立柱时井眼仍外溢压井液或钻井液。 3）井口不返压井液或钻井液，井口液面下降。（2 ）钻进时的溢流显示

12、 间接显示 1）机械钻速增加。2）页岩密度减小。3）岩屑尺寸加大,多为长条带棱角， 岩屑数量增加。4）转盘转动扭矩增加，起下钻柱阻力大。5）蹩跳钻，放空，悬重发生变化。 6）循环泵压下降，泵冲数增加。7）在渗透性地层发生井漏时，当井底压力低于地层压力时，就会发生井涌。（2 ）钻进时的溢流显示 直接显示 1）出口管钻井液或压井液流速的变化。 2）钻井液或压井液池液面的变化。3）停泵后出口管钻井液或压井液外溢。4）钻井液或压井液性能的变化a、返出的井浆中有油迹、气泡、硫化氢味。b、井浆密度下降。c、 井浆粘度变化。（3 ）起钻时的溢流显示 1) 灌入井内的压井液或钻井液体积小于起出钻柱的体积。 2

13、) 停止起钻时，出口管外溢压井液或钻井液。 3) 压井液或钻井液灌不进井内，压井液或钻井液池液面不减少而升高。 4) 井漏。 （4 ）空井时的溢流显示 1）出口管外溢井浆。 2）液面升高。 3）井口外溢井浆。第六章 关井程序“四七”动作关井程序1钻进中发生溢流时（1）发出信号（发出一声长鸣笛信号，时间不短于 15 秒钟） ，停转盘，停泵。（2）上提方钻杆（上提方钻杆至第一根钻杆接头台阶出转盘面以上 0.5 米左右，其后放吊卡，但不座吊卡） 。（3）打开平板阀（或 4或 8阀，或液动阀或手动阀） 。（4）关防喷器（先关环形防喷器，后关半封闸板防喷器） 。 （其后下座钻具至吊卡上，紧接着发出两声短

14、鸣笛信号，每声时间 2 秒钟左右）（5）先关节流阀（试关井） （或液动阀或手动阀） ，再关节流阀前端紧挨着的手动平板阀。 （其后打开环形防喷器，紧接着发出三声短鸣信号，每声时间 2 秒钟左右）（6）迅速向队长或钻井技术员报告。（7）认真观察、准确记录立管和套管压力以及循环池钻井液增减量。2起下钻杆中发生溢流时（1）发出信号（发出一声长鸣笛信号，时间不短于 15 秒钟） ，停止起下钻作业（终止状态为：空吊环距转盘面以上 2 米左右） 。（2）抢接钻具回压阀（其后下放游车，挂上吊卡，上提钻具至钻杆接头台肩离转盘面以上 0.5 米左右） 。（3）打开平板阀（或 4或 8阀，或液动阀或手动阀） 。 （

15、4）关防喷器（先关环形防喷器，后关半封闸板防喷器） 。 （其后下座吊卡至转盘面上，紧接着发出两声短鸣笛信号，每声时间 2 秒钟左右）（5）先关节流阀（试关井） （或液动阀或手动阀） ，再关节流阀前端紧挨着的手动平板阀。 （其后打开环形防喷器，紧接着发出三声短鸣信号，每声时间 2 秒钟左右）（6）迅速向队长或钻井技术员报告。（7）认真观察，准确记录立管和套管压力以及循环池钻井液增减量。3起下钻铤中发生溢流时（1）发出信号（发出一声长鸣笛信号，时间不短于 15 秒钟） ，停止起下钻作业（终止状态为：空吊环距转盘面以上 2 米左右） ，抢接钻具回压阀（或防喷单根） 。（2）抢接钻杆（其后下放钻具至钻

16、杆接头台肩离转盘面以上 0.5 米左右） 。（3）打开平板阀（或 4或 8阀，或液动阀或手动阀） 。（4）关防喷器（先关环形防喷器，后关半封闸板防喷器） 。 （其后下座吊卡至转盘面上，紧接着发出两声短鸣笛信号，每声时间 2 秒钟左右）（5）先关节流阀（试关井） （或液动阀或手动阀） ，再关节流阀前端紧挨着的手动平板阀。 （其后打开环形防喷器，紧接着发出三声短鸣信号，每声时间 2 秒钟左右）（6）迅速向队长或钻井技术员报告。（7）认真观察、准确记录立管和套管压力以及循环池钻井液增减量。4空井发生溢流时（1）发出信号（发出一声长鸣笛信号，时间不短于 15 秒钟） 。（2）打开平板阀（或 4或 8阀，或液动阀或手动阀） 。（3）关防喷器（先关环形防喷器，后关全封闸板防喷器） 。 （其后发出两声短鸣笛信