压井方法优选与存在的问题

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1、压井方法优选与存在的问题压井是利用井控设备和压井方法向井内注入一定比重和性 能的压井液，重新建立井下压力平衡的过程。选取合适、有效的 压井方法关系到压井是否成功的关键，一旦发生井喷失控，将会 造成重大损失，甚至巨大社会影响，因此，发生溢流或井涌后编 制压井方案,选择最优的压井方法是压井成功的前提。一、压井方法及优缺点压井方法包括常规压井法和非常规压井法，常规压井法含司 钻法、工程师法、边循环边加重法；非常规压井法含平推压井法、 置换压井法、低节流压井法、体积控制压井法。1. 常规压井法司钻法压井。司钻法又称二次循环法，是指当溢流发生 时并且完成关井工作后，考虑先利用钻井液循环将溢流排除，然 后

2、再结合钻井液压井的方法。这种方法的优点在于比较容易掌握 并且最关键的是操作时间短。缺点是设备承压高，风险相对较大。工程师法压井。工程师法又称一次循环法，是指当发生 溢流时，要实现迅速的关井行为并记录重要的溢流数据，通过计 算填写压井施工单，然后利用加重钻井液，保证全部工作的实现 在一个循环内完成。工程师法压井的最大优势是装置所承受的压 力小，相对风险小，经济效益高。缺点是：精确控制井底压力 难，影响因素多，一旦控制不好，容易引起油气侵，造成反复压 井。比如：井眼轨迹、井身质量、泥浆密度与循环压降的精确计 算困难，高密度泥浆差距大，另外，地面装置在压井过程中，地 层砂子反出堵塞通道，需要反复开大

3、、关小节流阀。因此，立管 压力的控制难度大。在压井过程中井底漏失量不好掌握，若漏 失严重，压井泥浆不够用，也会造成压井失败。边循环边加重法压井。边循环边加重法又称同步法或循环 加重法。是指当溢流关井求得地层压力之后，采用边循环边加重 的办法压井。它的优点是在重浆储备不足，边远地区能够很快的 开展压井作业。但是，这种方法的最大缺点是压力的计算比较复 杂，因此在实践中很少采用。2. 非常规法压井平推法压井。平推法又称压回地层法、挤压法或顶回法， 是指从地面管汇向井内注入钻井液将进入井内的地层流体压回 地层的压井方法。其优点是适用于地层流体中含硫化氢等有害物 质、钻杆堵塞或断裂、压井液不能到达井底等

4、情况下的溢流处理； 缺点是：高压的小溶洞、裂缝性油气层（定容体）不宜采用平 推法压井，由于地层储藏空间有限，平推法压井容易越推压力越 高，反而不能建立井内压力平衡。井口段钻具内外压差大，容 易刺坏钻具，造成钻具断裂不能压井。操作不得当可能进一步 损坏井眼，挤入的流体将进入最薄弱的地层段，出现“又喷又漏” 复杂情况，特别高含H2S的井，将造成重大井控风险。 置换法压井。井喷关井后，若天然气已上升至井口或者整 个井眼被喷空充满天然气，在不能用平推法压井时就需要用置换 法压井。其原理是，在关井情况下和确定的套管上限与下限压力 范围内，分次注入一定数量的压井液、分次放出井内气体，直至 井内充满压井液，

5、完成压井作业。该方法的关键是，注入和放出 气体时应始终保持井底压力略大于地层压力。低节流法压井。循环排出溢流时，通过调节套压使井底压力 小于并尽可能低接近地层压力的压井方法，叫低节流法压井。低节流法压井是标准或常规循环压井法的改型。常规压井法 是在整个压井过程中保持井底压力稍高于地层压力并且不变。低 节流法压井不同的是允许井底压力降低甚至低于地层压力，并允 许部分地层流体进入井内，然后将之循环出去。在正常情况下不 需使用低节流法压井，但特殊情况要求使用这种方法。从概念上 讲，低节流法压井与欠平衡钻井相似。其优点是可适用于泥浆密 度窗口比较窄的一些压力较敏感的地层，防止压漏地层，减少对 油气层的

6、污染。缺点是采用该方法必须对地层压力完全掌握的井 对山前的高压气井不实用。体积控制法压井。钻柱在井底或接近井底时，如果环空和 钻柱连通，问题不会十分复杂。然而，当钻柱堵塞或空井时，只 能通过观察地面环空压力来指导井控。体积控制法是在不能读取 立管压力的情况下实现井控，即在不循环情况下通过调节关井套 压实现井控的方法。其要点是在维持井底压力略大于地层压力的 情况下，从环空中放出钻井液以允许气体膨胀和运移。这种方法 的实质仍是“保持井底压力恒定”的技术。其目的是在不超过任 何裸露地层破裂压力或设备压力极限情况下维持井底压力恒定， 防止地层流体再次侵入井眼。如果使用“工程师法”，在循环建 立之前可使

7、用体积控制法。能够适用于井身结构简单的井，缺点 是如果不知道气泡的位置，计算出的钻井液体积可能有误差。这 就存在使井眼欠平衡的危险，使地层流体进入井眼以致控制过程 复杂化。受人员操作节流阀的能力，保持环空压力恒定非常困难。二、压井方法的选择主要考虑的因素1井身结构 套管承压能力，套管和钻头尺寸大小，裸眼井段长度，裸眼 井段地层压力系统，裸眼井段地层破裂压力；井内钻具长度和结 构。2. 地层储藏特性 油井、气井、水井、油气井、油水井、气水井。3地层岩性情况 砂岩、孔隙性、裂缝性、致密性。泥页岩油气、煤层油气、 火山岩、火山岩风化壳不整合面；尤其是火成岩、碳酸盐储层。 针孔状、礁滩相、裂缝破碎带、

8、溶洞型油气藏等。4油气层流体情况 高产、高压、高含硫化氢、高温。5. 井控装备和内防喷工具。 井控设备系统(含套管头)的承压能力，抗冲蚀能力和腐蚀 能力，内防喷工具的好坏与开关情况。6地面注入装备 压裂车、泥浆、高压软管、水龙头(顶驱)等关键设备。7 .压井泥浆储备量、密度、粘度等性能指标三、压井作业中应注意的问题1 .常规压井的基本原则 应用常规压井法应遵循以下原则：(1) 在整个压井过程中，应始终保持压井排量不变。(2) 采用小排量压井，一般压井排量为钻进排量的1/31/2。(3) 压井液储备量一般为井筒有效容积的152倍。(4) 通过控制井口回压(立压、套压)，来达到控制井底压 力的目的

9、。(5) 保证压井施工的连续性。2. 泵和节流阀的启动最理想的情况是，节流阀应在钻井泵启动的瞬间打开。这两 个动作的配合是比较困难的。如节流阀打开得太快，就会导致井 底压力降低，地层流体进一步地侵入井内。如果节流阀的启动落 后于钻井泵的启动时间较长，就会使套压升得过高而压漏地层。 另外立压和套压之间的滞后时间，使操作上的配合更加复杂。通 常大约每305m深度滞后Is。因此，要求在启动泵和节流阀时， 必须仔细操作。在打开节流阀时，应尽力维持原关井套压不变，随着泵速的 增加逐渐开大节流阀，当泵速达到压井泵速时，使立管压力正好 等于初始循环立管总压力。3. 钻具断落压井作业中钻具断落则立管循环总压力

10、下降。司钻法第一循 环周和压井钻井液在环空中上返时更为明显。若排除的是天然气 溢流，钻具折断处在溢流以上，则套压相对稳定，不像正常排除 天然气溢流那样缓慢升高。补救措施视具体情况决定。若经计算溢流在折断处以上，可 继续压井。这种折断发生在司钻法第一循环周时，排除溢流后应 再次提高按关井求压计算的压井钻井液密度。在压井作业结束时 使折断处以上的压井钻井液液柱压力加上折断处以下的原钻进 钻井液液柱所产生的井底压力能平衡地层压力。若溢流在折断处 以下，则注入超重钻井液使井底压力平衡地层压力，然后下钻连 接落鱼，恢复循环继续施工。若钻具因硫化氢腐蚀脆断，有条件时则需打捞落鱼后下防硫 钻具继续施工。当天

11、然气溢流在折断处以下时，也可用置换法排除溢流。4 .钻具刺漏其显示和影响与钻具断落基本一样，只是不太明显。压井中 刺漏继续恶化会最终导致钻具断落，应引起施工操作人员的足够 重视。补救措施是首先要确定刺漏位置，如观察新泵入的重钻井液 或着色钻井液，或其它混有易识别物的钻井液返出地面的时间， 确定钻具刺漏部位。假如刺漏接近井口，可不压井起钻更换钻具 （不压井起钻前，或投堵塞器，或注入段高密度钻井液封堵钻 杆）；如刺漏发生在钻头喷嘴处，则继续压井施工。5 .钻具堵塞堵塞往往是加重钻井液时重晶石沉淀、杂物堵塞等造成的， 其显示为泵压上升。这种堵塞有时可用反循环或泵压振荡解堵， 否则只有在钻杆上射孔另建

12、循环通路。钻杆上射孔时特别应注意 不要把套管射穿，射孔位置要选择在地层的破裂压力值能满足压 井中不发生漏失的要求。6. 钻头泥包或水眼堵塞出现这种异常情况可上下活动钻具以解除钻头泥包，打开钻 具旁通阀另建循环通道以解决钻头水眼被堵问题，若无旁通阀时 则可炸掉喷嘴以恢复循环。7. 节流管汇堵塞或节流阀刺坏流体从地层侵入井眼，携带出岩石和岩屑。大块硬岩屑能堵 塞节流阀，高速腐蚀性的岩屑可能刺坏节流阀内的碳化钨元件。 节流阀堵塞时，通过节流阀的流动受到限制或者被中断。此 时，套管压力迅速增加，立管压力在延迟一段时间后与套管压力 同时上升。通常的解决方法是开大节流阀口，可以疏通节流阀。 若仍不能解堵则

13、启用备用支路，并清洗被堵支路。遥控可调节节 流阀可专门用于此目的，也可用手动来完成。尽管变化不很明显，然而节流阀刺坏的显示与节流阀堵塞的 显示正好相反。如果严重刺坏，就要使用备用节流阀，然后把冲 蚀的元件换掉。8. 井漏 正常压井中出现井漏往往是压力敏感的产层本身发生的漏 失。井漏使套压下降，甚至使钻井液漏后不返出。此时可采用降 低压井排量，调整钻井液性能等处理方法。在最薄弱的地层处，若钻井液当量密度超过地层压裂梯度， 就会产生循环液漏失现象。这种情况需采取加入堵漏材料配制压 井液方法处理，否则可能引起井下井喷。潜在井漏问题的显示可以从最大允许关井套管压力看出。如 最大允许关井套管压力低，而且

14、套管下得很浅，则必须分流。这 就减少了地面憋裂的机会。将井内流体安全分流之后，立即以最 快的泵速把钻井液泵送入井内。这样可以使井内静液压力增加而 阻止地层流体流入。当最大允许关井套管压力低而且套管下得比较深时，有两种 变通办法可用。首先关井，打一个加入堵漏材料的重晶石塞在井 涌层与漏失层之间。重晶石塞密度大而有堵塞作用，可以停止地 层流体流动，并且使漏失层及时得以修复。另外一个办法是试用低节流压力把井中溢流循环出来。由于 保持不了足够的井底压力，所以地层液体可以继续流到井内。为 了防止地层压裂，最大节流压力应当比最大允许值小一些。9 .排量控制在整个压井过程中，一定要用选定的压井排量或泵速循环

15、， 并尽量保持不变，便于用立管压力来准确控制井底压力。否则循 环系统中不断变化的摩擦损失使得我们很难使用立管压力来监 控井底压力。如果条件允许改变泵速，应当在某一个泵速范围内 采用低泵速泵压，做好记录作为一种预防办法。10. 防止压差卡钻井涌可减少压差卡钻，卡钻一般发生在下列情况：(1) 压差大；(2) 渗透性地层上滤饼较厚；(3) 管子直径较大。井内管具受到钻井液柱的静液压力。如果裸眼井段是低压渗 透层，那么压差可能较大(井内压力减去地层的压力)。钻井液滤 失控制不好或者是被气、油或盐水污染，都可使钻井液固相在井 壁上沉积为厚滤饼。钻杆或钻铤可能嵌入滤饼并被压差紧紧压住在井控作业中，卡钻不是

16、主要问题，但是应当考虑到它是否 影响压井作业。循环出井侵钻井液的同时，活动钻具可以减少卡 钻的机会。活动钻具可以上、下往复活动或者转动。通过防喷器 的钻具上下活动可能是比较好的方法，因为防喷器密封元件在往 复运动时的磨损要比旋转钻具的磨损小。防喷器的关闭压力应当 减小，以使磨损减到最小；在上下活动钻具时，管子接头不应当 强行通过球形防喷器，也不能强行通过关闭的闸板防喷器。11. 井涌时出现酸性气体井涌时出现酸性气体(H S, CO等)，很容易腐蚀和破坏钻具，22造成人体伤害，应改变维持井控的措施。有效的解决办法就是通 过钻杆和压井管汇同时将钻井液泵压入井，将酸性气体压回地层 这叫硬顶法或强行注入法。同时提高压井液的PH值，以中和酸性 气体。12 .钻具离开井底 如果钻具离开井底，井仍是可