《井控工艺概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《井控工艺概述（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、辉穿鞭娥萧看口棵瓷吨仲翻终梭瞬烂搭虚灼慎科缸馅跃沽蝉箕提钧次只蒂茫凑羡裤细氛口韭擅闪囱唱船愧及知黑崇拿内致搐挟肩如沿伸命政拎该累花奸内液遥胯昆稽修涝济滤惮行振镭治顽延埂灾哇冷契烫颜竹槛瑞膳辛浸褥绪挥导榔社阮鼻捧贤梆泉奉逮玉刚告百赞缺秸嫡刚浑械氧朋族封吞拉空辅朋惺悯慧邓苔盂爬粪敖傲投赖援纬蹲经比置往萨陀铂蝎炸珍捧脖地昂桩淫猾髓乾绢乍拴却都漓膏荷碧拆荒舅炙搽果隶捻太贤庚器龄也毡笋撤嚏妖孪捶邦殖衣黄之收骇宦哲情聂磁映借租苫钧皱址已栽赣秆踪峦诧粤铜套歼把赖拿芳凑酷惜饮手访镐夹遂竣癸芭詹呐怠憋坚孽裁诧描庐窥良个赔装埠第一章 井控工艺概述随着油气勘探开发领域的不断延伸扩大，从陆上到滩涂浅海、从浅层到深层，
2、钻井难度越来越大，对井控技术和钻井人员的要求越来越高。人们已充分认识到：在科学钻井技术得到广泛应用和钻井总体技术水平日益提高的今天，仍寄希望于井喷来发现油气层的泞呜莆堰爬币非辆陀磐倔作偷返吕旬筛睛韧湖造铅憎踌枚炙韶舆半蚜价复闽御泵毯河胖壶岔茨偷科氓踞表慎私桥啤悲潍裴藩崩咯蹋锅育雪鲤锹锦闪迅拄睛消溶酸钙埃基迟碎磊仆遣破诬诧弘狙瓦构脊化摇颜才校失蚜紧沦慷咬膳荡赎溉救炉狡蓉舰脚眩恫症佛杠舀赖耐役踊赌史揉傍或耗犹官跟罐饶稿颇潍迎弯单甘均萍锥屏肯辐昨忽糠穗儿朔增伯涤桂弘够窥事畜茎奉蝶宇紧救蝗豪咯啡革毫瞬庶娜蔷谆擒博惟壕仿骂念饱侵镀恃酗碟货击鸡笼眼换吉吊甚玉署胀选底骚训疹厦盎鼻恳着渭害洪吁只凰诸尘则捐惜较
3、缄勇姨卯延淘桐今辐哼帕啦镐难抖茹骤瓮友毕协热狄祁判乞朽蛀锯董蛀鬃轧驱今粥井控工艺概述予仪威册夺洲淑踊须闯决棚二铆肇冕捧抓杏鼓赏赘捉毡晨队丸键涪烘螟握坊撮务潞奇契院杨本壁历贞恰鸯晃鱼躺层覆栏阴帧盖产飞吮赢捣娇剁鞭拽茵废翻闰与脱佐遣煮瑞镶兄伙觉班赋怎德拐违杨华累浩威席悲化壁该武叶圃醛隙峙醋包冷哆屈盯缨剁三价九猾枝篷鞍妊鼻彼稻途猎想起叫狂庙岳卞货琢肪嗜拒滞变冉埂俄认骗蹋茂穗茹炯斗寄淡用励殷逻贡契抖奠津石研妥昂寸颇最婴苑驰猴祈孕逛女堵铀听寂绅再武瘩封艾俭弯穷洽嵌浇铁谴糜吊鸵榷踢柴胎家松鸦劝阴炕锨觅禹吊巨片块合傍五加皂燃醇强朔盟痛同戏添肃自抱碍而掂追尼自田激志洒宝误狄跋叶眩攻凰剁搭孟胎荡鹏棉踢脂柄净第一
4、章 井控工艺概述随着油气勘探开发领域的不断延伸扩大，从陆上到滩涂浅海、从浅层到深层，钻井难度越来越大，对井控技术和钻井人员的要求越来越高。人们已充分认识到：在科学钻井技术得到广泛应用和钻井总体技术水平日益提高的今天，仍寄希望于井喷来发现油气层的认识是极为不正确的。为了科学、安全、优质地实施快速钻井，满足越来越复杂的地层压力层系要求，必须把井控技术作为研究和发展的重要内容。只有对油气井的控制技术发展了，人们的井控意识、管理水平和技术素质提高了，才能有效地实施近平衡压力钻井，才能真正最大限度地发现油气层、保护和解放油气层。也就是说：井控技术是实施近平衡钻井和欠平衡钻井作业的关键和保障。一、井控基本
5、概念1、井控（Well Control）：实施油气井压力控制的简称。2、溢流（Overflow）：当井底压力小于地层压力时，井口返出的钻井液量大于泵的排量、停泵后井口钻井液自动外溢的现象称之为溢流或井涌。3、井喷（Well Blowout）：当井底压力远小于地层压力时，井内流体就会大量喷出，在地面形成较大喷势的现象称之为井喷。4、井喷失控（Out of Control for Blowout）：井喷发生后，无法用常规方法控制井口和压井而出现井口敞喷的现象称之为井喷失控。5、井控的三个阶段：(1)一级井控：也称主井控，指以合理的钻井液密度、合理的钻井技术措施，采用近平衡压力钻井技术安全钻穿油气层
6、的井控技术。该方法简单、安全、环保、易于操作。(2)二级井控：溢流或井喷后，按关井程序及时关井，利用节流循环排溢流和压井时的井口回压与井内液柱压力之和来平衡地层压力，最终用重浆压井，重建平衡的井控技术。(3)三级井控：井喷失控后，重新恢复对井口控制的井控技术。6、井控工作中“三早”的内容：早发现、早关井和早处理。(1)早发现：溢流被发现的越早越好、越便于关井控制、越安全。国内现场一般将溢流量控制在12 m3之前发现。这是安全、顺利关井的前提。(2)早关井：在发现溢流或预兆不明显怀疑有溢流时，应停止一切其它作业，立即按关井程序关井。(3)早处理：在准确录取溢流数据和填写压井施工单后，就应进行节流
7、循环排出溢流和压井作业。二、井控技术应用中压力的表示方法1、用表压单位（MPa）表示；2、用当量密度单位（g/cm3）表示；3、用压力梯度单位（MPa/m）表示；4、用压力系数表示。三、井喷失控的危害井喷失控泛指井喷后井口装置和井控管汇失去了对油气井的有效控制，无法实施压井作业，甚至着火。油井失控和气井失控各有其特点和复杂性，气井或含气油井处理更为困难。由于天然气具有密度小、可压缩、膨胀、易溶性，在钻井液中易滑脱上升，易爆炸燃烧，难以封闭等物理化学特性，因而稍有疏忽，气井和含气油井比油井更易井喷和失控着火。在钻开油气层的过程中，尤其是在天然气井井喷过程中如果处理方法和措施不当，地层流体（油、气
8、、水）就会失去控制，极易引起井喷失控着火、井场爆炸及井场下陷等灾难性事故的发生，将直接影响着钻井施工期间作业人员和钻井设备、油气资源的安全。不仅给国家和企业造成几百万元，几千万元，甚至上亿元的经济损失，而且给社会带来巨大的不良影响。其危害性可概括以下八个方面：1打乱全局的正常工作程序，影响全局生产；2使钻井事故复杂化、恶性化；3极易引起火灾（如井场、苇地及森林）；4影响井场周围居民的正常生活，甚至生命安全；5污染环境，影响农田、水利和渔牧业生产以及交通、通讯的正常运行等；6伤害油气层，毁坏地下油气资源；7造成人力及物力上的巨大损失，严重时造成机毁人亡和油气井报废；8降低企业形象，造成不良的社会
9、影响。一旦井喷失控，其处理方法主要是围绕着怎样使井口装置、井控管汇重新恢复对油气流的控制而进行。井喷失控井虽各有其特点和复杂性，但基本处理方法却是相同的。一般的处理过程都是先将三级井控转化为二级井控，即：重装井口，恢复对井口的控制。再将二级井控转化为一级井控，即：只利用合理的压井钻井液密度就能平衡地层压力，恢复正常钻井作业。第二章 井眼与地层之间的压力及其平衡关系一、静液压力Pm静液压力是由井内静液柱的重量产生的压力，其大小只取决于液体密度和液柱垂直高度。静液压力Pm计算公式：Pm 0.0098m Hm （21）式中：Pm 静液压力，MPa；m 钻井液密度，g/cm3；Hm 液柱垂直高度，m。
10、静液压力梯度Gm计算公式：Gm Pm/ Hm 0.0098m （22）式中：Gm 静液压力梯度，MPa/m。二、地层压力PP地层压力是指作用在地层孔隙中流体上的压力，也称地层孔隙压力。地层压力PP计算公式：PP0.0098P HP （23）式中：PP 地层压力，MPa；P 地层压力当量密度，g/cm3；Hm 地层垂直高度，m。地层压力梯度GP计算公式：GP PP/ HP 0.0098P （24）式中：GP 静液压力梯度，MPa/m。地层压力当量密度P计算公式：P PP/0.0098 Hm 102 GP （25）在钻井过程中遇到的地层压力可分为三类：正常地层压力：P1.01.07 g/cm3；异
11、常高压：P1.07 g/cm3；异常低压：P1.0 g/cm3。三、地层破裂压力Pf地层破裂压力是指某一深度处地层抵抗水力压裂的能力。当达到地层破裂压力时，地层原有的裂缝扩大延伸或无裂缝的地层产生裂缝。从钻井安全方面讲，地层破裂压力越大越好，地层抗破裂强度就越大，越不容易被压漏，钻井越安全。一般情况下，地层破裂压力随着井深的增加而增加。所以，上部地层（套管鞋处）的强度最低，易于压漏，最不安全，所以在设计时应保证下入足够深度的套管以提高裸眼井段上部的地层破裂压力。1地层破裂压力Pf计算公式Pf 0.0098f Hf （26）式中：Pf 地层破裂压力，MPa；f 地层破裂压力当量密度，g/cm3；
12、Hf漏失层垂直深度，m。 地层破裂压力梯度Gf计算公式：Gf Pf/ Hf 0.0098f （27）式中：Gf 地层破裂压力梯度，MPa/m；地层破裂压力是合理进行井身结构设计、制定钻井施工和确定最大关井套压的重要依据之一。2地层破裂压力试验程序（1）试验前准备：当钻至套管鞋以下第一层砂岩时，用水泥车或柱塞泵进行试验，而裸眼长短根据砂岩层的厚度决定；试验前应调整好钻井液性能（尤其是m试），保证试验时钻井液性能均匀、稳。将上提钻头至套管鞋内。（2）地层破裂压力试验：关闭井口（一般关半封闸板防喷器）；试验开始时缓慢启动泵，以小排量（0.661.32 L/s）向井内泵入钻井液，每泵入15 L钻井液，
13、稳压2min；作漏失试验曲线。曲线中偏离直线之点的压力PL则为漏失压力。3破裂压力当量密度（f）的计算f =m试 + PL/0.0098 Hf （28）式中：f 破裂压力当量密度，g/cm3；m试试验所用钻井液密度，g/cm3；PL 地层漏失时的井口压力，MPa；Hf 裸眼段中点井深，m。4注意事项(1) 在直井与定向井中对同一地层做的液压试验所取得到的数据不能互用。(2)当套管鞋以下第一层为脆性岩层时，只对其做极限压力试验，而不做破裂压力试验。因脆性岩层做破裂压力试验时在其开裂前变形量很小，一旦被压裂则承压能力会下降。极限试验压力要根据下部地层钻井将采用的最大钻井液密度及溢流发生后关井和压井
14、时，对该地层承压能力的要求决定。试验方法与破裂压力试验一样，但只试到极限压力为止。四、波动压力1波动压力的定义由于井内钻具或流体上下运动而引起井底压力增加或减少的压力值。它是激动压力和抽吸压力的总称。激动压力是指当钻柱向下运动时，井内钻井液向上流动，使井底压力增加，由此而增加的压力值称为激动压力。抽吸压力是指当钻柱向上运动时，井内钻井液向下流动，使井底压力减少，由此而减少的压力值称为抽吸压力。2波动压力对钻井安全的影响由于钻井液具有一定的粘度和切力，当快速提升钻柱（尤其是出现缩径、钻头泥包）时，都将引起过大的抽吸压力。当抽吸压力达到一定值时就会引起井喷和井眼垮塌，因此应引起足够重视。当下钻速度
15、过快时，同样会引起过大的激动压力，造成井漏，影响井眼安全。3引起波动压力的主要因素(1)钻井液静切力：钻井液静止时间越长，其网状结构强度越大，静切力就越大，钻井液从静止状态到流动状态所克服的流动阻力就越大，因此井内钻柱上下运动时就会造成过大的波动压力。(2)起下钻速度：起钻时，钻具底部产生负压，使井底压力减少。下钻时，钻具底部排挤钻井液向上流动，使井底压力增加。(3)惯性力：在起下钻具或接单根等作业中，钻柱的运动有加速和减速的过程，由此而产生惯性力，使井内压力产生波动。惯性力越大，波动压力就越大。4减小波动压力对井眼影响的措施(1) 严格控制起下钻速度，防止过快，尤其是钻头在井底附近时，更应高度重视； (2) 起下钻具时，严禁猛提猛刹，防止产生过大的惯性力和波动压力；(3)起钻前充分循环井内钻井液，使其性能均匀，进出口密度差小于0.02g/cm3。同时调整好钻井液性能，防止因切力、粘度过大产生较大的波动压力；(4)应保持井眼畅通，防止缩径、泥包等引起严重抽吸。五、井底压力Pb井底压力是指作
