《欠平衡讲座课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《欠平衡讲座课件（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 欠平衡钻井技术 一、欠平衡钻井装备一、欠平衡钻井装备 二、欠平衡钻井工艺二、欠平衡钻井工艺一、欠平衡钻井装备一、欠平衡钻井装备1 1、概述、概述 旋转防喷器旋转防喷器n n美国美国Shaffer PCWD型旋转防喷器型旋转防喷器n nWilliams7100型旋转防喷器（型旋转防喷器（另外，Williams公司还生产7000型、IP-1000型、8000型、9000型、9200型等旋转防喷器，其结构和工作原理与7100型相同。）地面分离系统地面分离系统 n n液气分离器（多数是美国液气分离器（多数是美国Brandt公司生产）公司生产）n n撇油罐（对原油与钻井液的分离）撇油罐（对原油与钻井液
2、的分离） 1 1、欠平衡钻井装备概述、欠平衡钻井装备概述 节流管汇及数据采集系统节流管汇及数据采集系统n n专用节流管汇专用节流管汇专用节流管汇专用节流管汇 n n地面数据采集系统（地面数据采集系统（地面数据采集系统（地面数据采集系统（可在钻井作业时，通过与现有钻井可在钻井作业时，通过与现有钻井可在钻井作业时，通过与现有钻井可在钻井作业时，通过与现有钻井控制与监测系统接口，提供实时信息，还可与动态多相控制与监测系统接口，提供实时信息，还可与动态多相控制与监测系统接口，提供实时信息，还可与动态多相控制与监测系统接口，提供实时信息，还可与动态多相流量模型接口，允许将实际参数与计算参数加以比较。流量
3、模型接口，允许将实际参数与计算参数加以比较。流量模型接口，允许将实际参数与计算参数加以比较。流量模型接口，允许将实际参数与计算参数加以比较。 测量并记录压力、速度、气含量、液含量和温度等，并测量并记录压力、速度、气含量、液含量和温度等，并测量并记录压力、速度、气含量、液含量和温度等，并测量并记录压力、速度、气含量、液含量和温度等，并实时显示这些数据，可避免出现过平衡和井喷现象。实时显示这些数据，可避免出现过平衡和井喷现象。实时显示这些数据，可避免出现过平衡和井喷现象。实时显示这些数据，可避免出现过平衡和井喷现象。模拟软件模拟软件美国美国美国美国WeatherfordWeatherford公司和
4、公司和公司和公司和SigmaSigma公司等已研制成模拟软公司等已研制成模拟软公司等已研制成模拟软公司等已研制成模拟软件，可帮助用户对欠平衡钻井作业进行液压设计和分析，件，可帮助用户对欠平衡钻井作业进行液压设计和分析，件，可帮助用户对欠平衡钻井作业进行液压设计和分析，件，可帮助用户对欠平衡钻井作业进行液压设计和分析，确定使用哪种液体，用多少循环液才能清洗全井筒，以确定使用哪种液体，用多少循环液才能清洗全井筒，以确定使用哪种液体，用多少循环液才能清洗全井筒，以确定使用哪种液体，用多少循环液才能清洗全井筒，以免井内岩屑积累过多，出现井下严重故障。免井内岩屑积累过多，出现井下严重故障。免井内岩屑积累
5、过多，出现井下严重故障。免井内岩屑积累过多，出现井下严重故障。1 1、欠平衡钻井装备概述、欠平衡钻井装备概述测量技术测量技术 采用可压缩性钻井液进行欠平衡钻井时常规测量采用可压缩性钻井液进行欠平衡钻井时常规测量技术不适用。电磁波随钻测量仪的信号传输是通技术不适用。电磁波随钻测量仪的信号传输是通过地层而不是钻井液，因而可用于欠平衡钻井的过地层而不是钻井液，因而可用于欠平衡钻井的测量作业，优先采用电磁波随钻测量仪测量作业，优先采用电磁波随钻测量仪其它其它 制氮注氮设备、内防喷工具、燃烧管线、点火装制氮注氮设备、内防喷工具、燃烧管线、点火装置、泡沫注入设备、硫化氢报警装置等置、泡沫注入设备、硫化氢报
6、警装置等 2、Shaffer PCWD型旋转防喷器型旋转防喷器 n n 产品技术指标产品技术指标 :n n最大井口压力最大井口压力最大井口压力最大井口压力 ( ( 静态静态静态静态 ) : 5000 psi ) : 5000 psi n n 最大井口压力最大井口压力最大井口压力最大井口压力 ( ( 动态动态动态动态 ) : 3000 psi ) : 3000 psi n n最大井口压力最大井口压力最大井口压力最大井口压力 ( ( 封零封零封零封零 ) : 2500 psi) : 2500 psin n最大转速最大转速最大转速最大转速 : 200 rpm : 200 rpm n n底部联接：底部
7、联接：底部联接：底部联接： 11”- 5000 psi 11”- 5000 psi 法兰或双头螺栓法兰或双头螺栓法兰或双头螺栓法兰或双头螺栓 n n 13 5/8”- 5000 psi 13 5/8”- 5000 psi 法兰或双头螺栓法兰或双头螺栓法兰或双头螺栓法兰或双头螺栓n n顶部联接：顶部联接：顶部联接：顶部联接： 11”- 5000 psi 11”- 5000 psi 双头螺栓双头螺栓双头螺栓双头螺栓n n最大外径最大外径最大外径最大外径 : 52”: 52”n n最大高度最大高度最大高度最大高度 : 42.5”( : 42.5”( 双头螺栓式双头螺栓式双头螺栓式双头螺栓式 ) )
8、或或或或 49”( 49”( 法兰式法兰式法兰式法兰式 ) )n n电源：电源：电源：电源： 380 V / 50 Hz 380 V / 50 Hz 或或或或 460 V / 60 Hz460 V / 60 Hzn n设计温度设计温度设计温度设计温度: -20C ( - 40 C) + 120 C: -20C ( - 40 C) + 120 Cn n设计准则设计准则设计准则设计准则: API 16A: API 16A产品性能特点产品性能特点 n n该旋转防喷器具有旋转和万能两种功能该旋转防喷器具有旋转和万能两种功能该旋转防喷器具有旋转和万能两种功能该旋转防喷器具有旋转和万能两种功能. (. (
9、可代替万能防可代替万能防可代替万能防可代替万能防喷器使用，总高度的降低使其适用于各型底座钻机喷器使用，总高度的降低使其适用于各型底座钻机喷器使用，总高度的降低使其适用于各型底座钻机喷器使用，总高度的降低使其适用于各型底座钻机) ) 。n n旋转防喷器的上部可以连接溢流管。旋转防喷器的上部可以连接溢流管。旋转防喷器的上部可以连接溢流管。旋转防喷器的上部可以连接溢流管。n nPCWD PCWD 为主动式旋转防喷器为主动式旋转防喷器为主动式旋转防喷器为主动式旋转防喷器. . 在钻井过程中，它可以自在钻井过程中，它可以自在钻井过程中，它可以自在钻井过程中，它可以自动补充密封胶芯的橡胶量，从而保持了良好
10、的密封性能动补充密封胶芯的橡胶量，从而保持了良好的密封性能动补充密封胶芯的橡胶量，从而保持了良好的密封性能动补充密封胶芯的橡胶量，从而保持了良好的密封性能及较长使用寿命。及较长使用寿命。及较长使用寿命。及较长使用寿命。n n密封胶芯可封零还可封住任何截面形状的钻柱密封胶芯可封零还可封住任何截面形状的钻柱密封胶芯可封零还可封住任何截面形状的钻柱密封胶芯可封零还可封住任何截面形状的钻柱( (包括四包括四包括四包括四方钻杆方钻杆方钻杆方钻杆) )，因此该系统与四方钻杆可正常地配合使用。，因此该系统与四方钻杆可正常地配合使用。，因此该系统与四方钻杆可正常地配合使用。，因此该系统与四方钻杆可正常地配合使
11、用。n n系统配置了高压储能器和备用的电源（或称不间断电源系统配置了高压储能器和备用的电源（或称不间断电源系统配置了高压储能器和备用的电源（或称不间断电源系统配置了高压储能器和备用的电源（或称不间断电源) )，保证了在常规电源失效时该系统仍可正常工作。，保证了在常规电源失效时该系统仍可正常工作。，保证了在常规电源失效时该系统仍可正常工作。，保证了在常规电源失效时该系统仍可正常工作。产品性能特点产品性能特点n n11”11”通径可使各种钻头及井下工具通过，通径可使各种钻头及井下工具通过，通径可使各种钻头及井下工具通过，通径可使各种钻头及井下工具通过， 而不需任而不需任而不需任而不需任何拆装工作。
12、何拆装工作。何拆装工作。何拆装工作。n nPCWDPCWD即可与转盘配合使用还可以和顶部驱动配合即可与转盘配合使用还可以和顶部驱动配合即可与转盘配合使用还可以和顶部驱动配合即可与转盘配合使用还可以和顶部驱动配合使用。使用。使用。使用。n n密封胶芯可开口，使更换胶芯时可把钻柱留在井中密封胶芯可开口，使更换胶芯时可把钻柱留在井中密封胶芯可开口，使更换胶芯时可把钻柱留在井中密封胶芯可开口，使更换胶芯时可把钻柱留在井中. . ( (大量节省了现场操作时间大量节省了现场操作时间大量节省了现场操作时间大量节省了现场操作时间) )。n n液压系统的压力始终大于井筒压力，液压系统的压力始终大于井筒压力，液压
13、系统的压力始终大于井筒压力，液压系统的压力始终大于井筒压力， 以保证井筒中以保证井筒中以保证井筒中以保证井筒中的钻井液不会侵入液压系统。的钻井液不会侵入液压系统。的钻井液不会侵入液压系统。的钻井液不会侵入液压系统。n n液压系统的压力可以人为地调节使设备达到最佳的液压系统的压力可以人为地调节使设备达到最佳的液压系统的压力可以人为地调节使设备达到最佳的液压系统的压力可以人为地调节使设备达到最佳的密封及最小的胶芯磨损状态。密封及最小的胶芯磨损状态。密封及最小的胶芯磨损状态。密封及最小的胶芯磨损状态。n n液压系统的优化设计使动密封两侧压差最小，液压系统的优化设计使动密封两侧压差最小，液压系统的优化
14、设计使动密封两侧压差最小，液压系统的优化设计使动密封两侧压差最小， 从而从而从而从而延长了动密封的使用寿命。延长了动密封的使用寿命。延长了动密封的使用寿命。延长了动密封的使用寿命。3、液气分离器、液气分离器 n n作用：是将井筒内循环出来的气体与液体分离 。n n结构：一般为重力脱气型，采用交叉脱气、钻井液走曲径 ，见结构示意图。n n循环系统 为了防止钻井液进入主腔时产生水击，在主腔外设计有缓冲器，循环系统流程见流程图。 液气分离器循环系统流程图液气分离器循环系统流程图混合液进口混合液进口混合液进口混合液进口缓冲器缓冲器缓冲器缓冲器主腔进口主腔进口主腔进口主腔进口脱气孔板脱气孔板脱气孔板脱气
15、孔板液固体出口液固体出口液固体出口液固体出口气体出口气体出口气体出口气体出口4、撇油装置、撇油装置 4、撇油装置、撇油装置n n作用：将井筒循环出来的原油与钻井液分离，保作用：将井筒循环出来的原油与钻井液分离，保持正常的欠平衡钻井施工。持正常的欠平衡钻井施工。n n工作原理：流进本装置的混合液体，经过漫流作工作原理：流进本装置的混合液体，经过漫流作用，产生重力分离，之后进入撇油室，撇油器将用，产生重力分离，之后进入撇油室，撇油器将浮于上部的原油撇去，砂泵将沉于底部的钻井液浮于上部的原油撇去，砂泵将沉于底部的钻井液排出。排出。n n液体加热：为防止冬季施工因液体冻结而造成循液体加热：为防止冬季施
16、工因液体冻结而造成循环中断，装置内设计两套独立的加热系统：一是环中断，装置内设计两套独立的加热系统：一是电加热系统，二是暖气加热系统。加热系统可同电加热系统，二是暖气加热系统。加热系统可同时使用，也可单独使用。时使用，也可单独使用。 撇油装置循环流程撇油装置循环流程 5、欠平衡钻井监控系统、欠平衡钻井监控系统 系统组成系统组成系统组成系统组成 ：n n 数据采集系统：主要由立压、套压传感器和数据数据采集系统：主要由立压、套压传感器和数据数据采集系统：主要由立压、套压传感器和数据数据采集系统：主要由立压、套压传感器和数据采集箱组成，其作用是采集立压、套压信号，把采集箱组成，其作用是采集立压、套压
17、信号，把采集箱组成，其作用是采集立压、套压信号，把采集箱组成，其作用是采集立压、套压信号，把压力信号转变为电信号，并对电信号进行滤波、压力信号转变为电信号，并对电信号进行滤波、压力信号转变为电信号，并对电信号进行滤波、压力信号转变为电信号，并对电信号进行滤波、放大等电路处理。放大等电路处理。放大等电路处理。放大等电路处理。 n n数据处理软件：对实时采集的电压数据信号进行数据处理软件：对实时采集的电压数据信号进行数据处理软件：对实时采集的电压数据信号进行数据处理软件：对实时采集的电压数据信号进行数据分析，编制成相应的曲线，并在超过一定警数据分析，编制成相应的曲线，并在超过一定警数据分析，编制成
18、相应的曲线，并在超过一定警数据分析，编制成相应的曲线，并在超过一定警戒时报警。戒时报警。戒时报警。戒时报警。n n信号传输：起到在传感器与数据采集箱以及计算信号传输：起到在传感器与数据采集箱以及计算信号传输：起到在传感器与数据采集箱以及计算信号传输：起到在传感器与数据采集箱以及计算机之间传输数据的作用。机之间传输数据的作用。机之间传输数据的作用。机之间传输数据的作用。5、欠平衡钻井监控系统、欠平衡钻井监控系统井口最大回压设计井口最大回压设计n n设计与控制原则：为保证井口不失控，应在钻井过程中对井口施加一定的回压，以平衡部分地层压力，控制油气的侵入程度。井口回压大小的控制应视旋转防喷器承压能力
19、的大小而确定。其原则是：通过调节地面液压节流阀的开启程度，将井口回压控制在设定的安全工作压力范围 。n n井口最大回压计算流程见下图6、欠平衡专用节流管汇、欠平衡专用节流管汇 结构特点结构特点结构特点结构特点 n n节流阀通径大。常规钻井井控装备中节流管汇的节流阀节流阀通径大。常规钻井井控装备中节流管汇的节流阀通径为通径为29/1629/16，为满足欠平衡钻井过程中依靠节流阀的，为满足欠平衡钻井过程中依靠节流阀的开启调节钻井液、油、气的循环的要求，节流阀的通径开启调节钻井液、油、气的循环的要求，节流阀的通径必须足够大，因此一般设计其通径尺寸为必须足够大，因此一般设计其通径尺寸为41/1641/
20、16。n n三只节流阀，且其中三只节流阀，且其中2 2只为液动节流阀，一只为手动节只为液动节流阀，一只为手动节流阀，比常规钻井用节流管汇多了一只液动节流阀。这流阀，比常规钻井用节流管汇多了一只液动节流阀。这样就避免了在一只液动节流阀失效的情况下，需要手动样就避免了在一只液动节流阀失效的情况下，需要手动操作节流阀的危险。同时，增加一只节流阀后，即能满操作节流阀的危险。同时，增加一只节流阀后，即能满足大排量节流循环的需要，又增加了一只备用阀，使其足大排量节流循环的需要，又增加了一只备用阀，使其工作安全性大大提高。工作安全性大大提高。6、欠平衡专用节流管汇、欠平衡专用节流管汇结构特点结构特点结构特点
21、结构特点n n低压区改为高压区。常规钻井用节流管汇中节流阀低压区改为高压区。常规钻井用节流管汇中节流阀下游的阀件为低压阀件，考虑到欠平衡钻井过程中下游的阀件为低压阀件，考虑到欠平衡钻井过程中井口压力高、工艺复杂，把低压区的阀件均设计为井口压力高、工艺复杂，把低压区的阀件均设计为高压阀件，即节流阀前后阀件的额定工作压力一样，高压阀件，即节流阀前后阀件的额定工作压力一样，这样就提高了节流管汇的安全操作系数。这样就提高了节流管汇的安全操作系数。n n在汇流管上安装一只在汇流管上安装一只29/1629/16平板闸阀。打开此阀放平板闸阀。打开此阀放掉钻井液，可防止在起下钻或其它非钻进、循环时掉钻井液，可
22、防止在起下钻或其它非钻进、循环时节流管汇和液气分离器及管线内的钻井液冻结。节流管汇和液气分离器及管线内的钻井液冻结。n n节流阀的阀芯设计为孔板式结构节流阀的阀芯设计为孔板式结构 6、欠平衡专用节流管汇、欠平衡专用节流管汇节流管汇结构示意图节流管汇结构示意图6、欠平衡专用节流管汇、欠平衡专用节流管汇n n节流阀阀板、阀座结构二、欠平衡钻井工艺二、欠平衡钻井工艺1 1、欠平衡钻井主要技术措施、欠平衡钻井主要技术措施欠平衡钻井工艺要求：欠平衡钻井工艺要求：n n 如如果果钻钻迂迂高高压压水水层层, ,地地层层出出水水严严重重, ,则则停停止实施欠平衡钻井止实施欠平衡钻井. .n n 因因井井裸裸眼
23、眼段段较较长长, ,如如果果井井壁壁不不稳稳定定, ,掉掉块块严严重重, ,则停止实施欠平衡钻井则停止实施欠平衡钻井. .n n 如如无无油油气气显显示示, ,且且出出水水少少, ,此此时时井井口口无无须须进行回压控制进行回压控制, , 只进行导流只进行导流. .n n 如如原原油油大大量量进进入入井井筒筒, ,则则考考滤滤回回压压以以增增加加井井内内当当量量钻钻井井液液密密度度, ,减减少少产产层层原原油油进进入入进进入入井井筒的量筒的量. .1 1、欠平衡钻井主要技术措施、欠平衡钻井主要技术措施欠平衡钻井工艺要求欠平衡钻井工艺要求欠平衡钻井工艺要求欠平衡钻井工艺要求 n n 两两两两台台台
24、台泥泥泥泥浆浆浆浆泵泵泵泵中中中中的的的的一一一一台台台台用用用用以以以以钻钻钻钻井井井井循循循循环环环环，另另另另一一一一台台台台接接接接至至至至压压压压井井井井管管管管汇汇汇汇，并并并并使使使使两两两两台台台台泵泵泵泵始始始始终终终终处处处处于于于于完完完完好好好好状状状状态态态态，特特特特别别别别 是是是是处处处处于于于于待待待待命命命命状状状状态态态态的的的的泥泥泥泥浆浆浆浆泵泵泵泵必必必必须须须须完完完完好好好好，随随随随时时时时可可可可以以以以投投投投入入入入工工工工作。作。作。作。n n 井井井井口口口口防防防防喷喷喷喷器器器器组组组组处处处处于于于于良良良良好好好好的的的的工工
25、工工作作作作状状状状态态态态，闸闸闸闸板板板板防防防防喷喷喷喷器器器器备好半封、全封闸板总成。备好半封、全封闸板总成。备好半封、全封闸板总成。备好半封、全封闸板总成。 n n 应应应应根根根根据据据据地地地地层层层层情情情情况况况况选选选选择择择择优优优优质质质质高高高高校校校校钻钻钻钻头头头头及及及及优优优优选选选选钻钻钻钻井井井井参参参参数数数数钻钻钻钻井井井井，在在在在携携携携岩岩岩岩能能能能力力力力允允允允许许许许的的的的情情情情况况况况下下下下，应应应应尽尽尽尽可可可可能能能能提提提提高高高高机机机机械钻速，以减少起下钻作业次数。械钻速，以减少起下钻作业次数。械钻速，以减少起下钻作业
26、次数。械钻速，以减少起下钻作业次数。n n严格控制起下钻速度，防止抽吸及压力激动。严格控制起下钻速度，防止抽吸及压力激动。严格控制起下钻速度，防止抽吸及压力激动。严格控制起下钻速度，防止抽吸及压力激动。 欠平衡钻井操作要求欠平衡钻井操作要求n nA A A A严严严严格格格格注注注注意意意意井井井井口口口口回回回回压压压压变变变变化化化化，不不不不得得得得在在在在超超超超过过过过安安安安全全全全范范范范围围围围的的的的高高高高压压压压情况下作业。情况下作业。情况下作业。情况下作业。n nB B B B在在在在连连连连接接接接节节节节流流流流、压压压压井井井井管管管管汇汇汇汇之之之之前前前前一一
27、一一定定定定要要要要校校校校正正正正好好好好井井井井口口口口，偏偏偏偏差差差差不不不不得得得得大大大大于于于于5 5 5 5mm,mm,mm,mm,以以以以防防防防止止止止钻钻钻钻具具具具对对对对胶胶胶胶芯芯芯芯的的的的磨磨磨磨损损损损和和和和对对对对旋旋旋旋转转转转防防防防喷喷喷喷器器器器轴承的损害。轴承的损害。轴承的损害。轴承的损害。n nC C C C严严严严禁禁禁禁直直直直台台台台阶阶阶阶钻钻钻钻杆杆杆杆以以以以下下下下入入入入方方方方式式式式通通通通过过过过旋旋旋旋转转转转头头头头，避避避避免免免免钻钻钻钻铤铤铤铤、扶扶扶扶正正正正器器器器等等等等大大大大直直直直径径径径钻钻钻钻具具
28、具具通通通通过过过过旋旋旋旋转转转转头头头头。要要要要通通通通过过过过旋旋旋旋转转转转头头头头的的的的钻钻钻钻具具具具经大钳上紧后要将接头上的牙痕锉平经大钳上紧后要将接头上的牙痕锉平经大钳上紧后要将接头上的牙痕锉平经大钳上紧后要将接头上的牙痕锉平, , , ,钻具表面必须光滑。钻具表面必须光滑。钻具表面必须光滑。钻具表面必须光滑。n nD D D D在在在在旋旋旋旋转转转转头头头头使使使使用用用用期期期期间间间间必必必必须须须须保保保保证证证证润润润润滑滑滑滑油油油油的的的的泵泵泵泵和和和和冷冷冷冷却却却却液液液液的的的的循循循循环正常。环正常。环正常。环正常。n nE E E E旋旋旋旋转转
29、转转防防防防喷喷喷喷器器器器使使使使用用用用期期期期间间间间要要要要随随随随时时时时检检检检查查查查、观观观观察察察察其其其其使使使使用用用用情情情情况况况况，发现异常情况及时处理或报告。发现异常情况及时处理或报告。发现异常情况及时处理或报告。发现异常情况及时处理或报告。2、欠平衡钻井施工预案、欠平衡钻井施工预案 钻井液循环路线钻井液循环路线n n钻进时无溢流发生情况下钻井液循环流程：泥浆泵方钻杆钻头环空旋转头震动筛循环罐(除砂器、除泥器)泥浆泵。n n钻进时发生溢流情况下钻井液循环流程：泥浆泵方钻杆钻头环空节流管汇（按水力计算结果控制回压）液气分离器撇油罐循环罐(除砂器、除泥器、常规除气器)
30、泥浆泵。2、欠平衡钻井施工预案、欠平衡钻井施工预案钻井液循环路线钻井液循环路线n n灌钻井液循环路线:泥浆泵反循环压井管线钻井四通环空钻井四通节流阀震动筛循环罐泥浆泵。n n反循环压井流程(投球打开旁通阀后): 泥浆泵反循环压井管线钻井四通环空钻杆立管节流阀液气分离器撇油罐循环罐泥浆泵。正常钻进时井口回压控制要求 应严格按水力参数计算结果，平稳操作节流阀控制井口回压，回压的控制原则是调节节流阀使立压等于正常溢流量时的立压。应严格控制井口回压在3.5MPa以内，当回压升至4.0MPa时， 必须起钻到套管内关井，调整钻井液密度，钻井液密度的调整原则是开泵循环时保证井底有0.5Mpa负压值，当井口回
31、压降至安全压力时再继续钻进。 钻进中接单根操作程序钻进中接单根操作程序 n n 打完单根循环打完单根循环打完单根循环打完单根循环1010分钟上提，坐斜坡钻杆专用吊卡，停分钟上提，坐斜坡钻杆专用吊卡，停分钟上提，坐斜坡钻杆专用吊卡，停分钟上提，坐斜坡钻杆专用吊卡，停泵，关闭节流阀。泵，关闭节流阀。泵，关闭节流阀。泵，关闭节流阀。n n打开回水管线，无钻井液流出后方可卸扣，否则应投球打开回水管线，无钻井液流出后方可卸扣，否则应投球打开回水管线，无钻井液流出后方可卸扣，否则应投球打开回水管线，无钻井液流出后方可卸扣，否则应投球使投入式止回阀开始工作使投入式止回阀开始工作使投入式止回阀开始工作使投入式
32、止回阀开始工作, ,或利用备用的下旋塞接入钻或利用备用的下旋塞接入钻或利用备用的下旋塞接入钻或利用备用的下旋塞接入钻具中。具中。具中。具中。n n接单根。接单根。接单根。接单根。n n用大钳上扣后，如有毛刺，要对接头表面进行修整。用大钳上扣后，如有毛刺，要对接头表面进行修整。用大钳上扣后，如有毛刺，要对接头表面进行修整。用大钳上扣后，如有毛刺，要对接头表面进行修整。n n上提方钻杆。上提方钻杆。上提方钻杆。上提方钻杆。n n打开节流阀打开节流阀打开节流阀打开节流阀( (全开全开全开全开) )，开泵，调节控制回压到正常控制值。，开泵，调节控制回压到正常控制值。，开泵，调节控制回压到正常控制值。，
33、开泵，调节控制回压到正常控制值。n n下放方钻杆使方部进入旋转头方钻杆驱动器后方可转动下放方钻杆使方部进入旋转头方钻杆驱动器后方可转动下放方钻杆使方部进入旋转头方钻杆驱动器后方可转动下放方钻杆使方部进入旋转头方钻杆驱动器后方可转动转盘。转盘。转盘。转盘。n n钻进。钻进。钻进。钻进。起钻操作程序 n n调节节流阀，使井底处于平衡状态，充分洗井两周，使调节节流阀，使井底处于平衡状态，充分洗井两周，使返出钻井液密度与入口钻井液密度一致，确保无油气物返出钻井液密度与入口钻井液密度一致，确保无油气物质。质。n n用压井液替出井内钻井液，压井后卸掉旋转防喷器胶心。用压井液替出井内钻井液，压井后卸掉旋转防
34、喷器胶心。n n起钻时，连续灌浆（钻井液）。起钻时，连续灌浆（钻井液）。n n起出的斜坡钻杆要和常规钻杆分开排放，以便起下钻溢起出的斜坡钻杆要和常规钻杆分开排放，以便起下钻溢流时强行下钻使用。流时强行下钻使用。n n起出斜坡钻杆时，检查接头是否有毛刺，如有要用砂轮起出斜坡钻杆时，检查接头是否有毛刺，如有要用砂轮打掉。打掉。n n每起钻每起钻1010柱，灌满钻井液后停止起钻与灌浆，观察井口柱，灌满钻井液后停止起钻与灌浆，观察井口是否溢流。如果溢流，根据起钻时出现溢流的处理程序是否溢流。如果溢流，根据起钻时出现溢流的处理程序执行。执行。n n起钻操作要平稳，防止抽吸。并注意指重表吨位的变化。起钻操
35、作要平稳，防止抽吸。并注意指重表吨位的变化。n n起出钻头后，灌满钻井液、关上全封防喷器、节流阀。起出钻头后，灌满钻井液、关上全封防喷器、节流阀。下钻操作程序 n n打开全封防喷器。打开全封防喷器。n n下钻过程中，控制下钻速度，每柱不超过下钻过程中，控制下钻速度，每柱不超过2020秒秒, ,每每500m500m向钻杆内灌一次钻井液。向钻杆内灌一次钻井液。n n每下入每下入1010柱钻杆，停下观察井口，如出现溢流，根据下柱钻杆，停下观察井口，如出现溢流，根据下钻时出现溢流的处理程序执行。钻时出现溢流的处理程序执行。n n下钻到井底后下钻到井底后, ,安装旋转防喷器胶心。安装旋转防喷器胶心。n
36、n开泵洗井前开泵洗井前, ,先灌满钻杆先灌满钻杆, ,然后转动转盘，破坏钻井液静然后转动转盘，破坏钻井液静切力。切力。n n全开节流阀，用正常排量洗井，把压井液替出，引导压全开节流阀，用正常排量洗井，把压井液替出，引导压井液到储备罐中。可能会有严重的后效出现，应精心控井液到储备罐中。可能会有严重的后效出现，应精心控制节流阀。制节流阀。n n钻进前，调零钻压表。钻进前，调零钻压表。 起钻时发生井涌的处理程序起钻时发生井涌的处理程序n n如果起钻时井眼总是满的、灌不进钻如果起钻时井眼总是满的、灌不进钻井液、灌入量少于起出钻具体积、灌井液、灌入量少于起出钻具体积、灌满后满后23分钟井内还外流钻井液、
37、以分钟井内还外流钻井液、以及泥浆灌液面没有减少都表明出现了及泥浆灌液面没有减少都表明出现了井涌。井涌。n n井涌发生时首先应关闭球形防喷器，井涌发生时首先应关闭球形防喷器，求出套管压力然后根据井涌时的不同求出套管压力然后根据井涌时的不同情况，依据尽快制止溢流的基本要求情况，依据尽快制止溢流的基本要求采取措施。采取措施。起钻时发生井涌的处理程序起钻时发生井涌的处理程序n n井浆密度井浆密度=钻井液密度钻井液密度该钻井液起钻时所该钻井液起钻时所占井筒体积百分数占井筒体积百分数+重钻井液密度重钻井液密度重钻井重钻井液所占井筒体积百分数。液所占井筒体积百分数。n n如果溢流被及时的发现如果溢流被及时的
38、发现,侵入物还聚集在井侵入物还聚集在井底可采用平推法及时将井压住底可采用平推法及时将井压住,具体方法如具体方法如下下:接方钻杆接方钻杆关下旋塞关下旋塞关半封闸板防喷关半封闸板防喷器器经反循环压井管线顶入同溢流量同量经反循环压井管线顶入同溢流量同量的钻井液的钻井液继续起钻。继续起钻。起钻时发生井涌的处理程序起钻时发生井涌的处理程序n n如果钻头位置如果钻头位置 套压套压102/(102/(重浆密度重浆密度- -井浆密度井浆密度) ) 低泵速用反循环压井法注入低泵速用反循环压井法注入: :套压套压102/(102/(重浆密重浆密度度- -井浆密度井浆密度)()(环空截面积环空截面积) )方的重钻井
39、液方的重钻井液+ +套压套压102/(102/(重浆密度重浆密度- -井浆密度井浆密度)()(钻杆内截面积钻杆内截面积) )方的方的钻井液的同时使井口套压逐渐为零，井底达到近钻井液的同时使井口套压逐渐为零，井底达到近平衡状态。全开节流阀，用正循环法从钻杆注入平衡状态。全开节流阀，用正循环法从钻杆注入: : 套压套压102/(102/(重浆密度重浆密度- -井浆密度井浆密度)()(钻杆内截面积钻杆内截面积) )方重钻井液。（方重钻井液。（A.1A.1） 观察观察2-32-3分钟后如果仍有钻井液溢出则重复步骤分钟后如果仍有钻井液溢出则重复步骤，正常后可进行常规起钻作业。，正常后可进行常规起钻作业。
40、 （A.2A.2） 起钻时发生井涌的处理程序起钻时发生井涌的处理程序n n如果钻头位置套压102/(重浆密度-井浆密度)，同时套压102/(重浆密度-井浆密度)-钻头位置(钻具中斜坡钻杆总长)n n 调整旋转防喷器的工作压力使其在正常压力工作状态。n n 控制节流阀使回压不变的情况下下入:套压102/(重浆密度-井浆密度)-钻头位置m的斜坡钻杆。n n 执行A.1A.2。起钻时发生井涌的处理程序起钻时发生井涌的处理程序n n如果钻头位置如果钻头位置 ( (钻具中斜坡钻杆总长钻具中斜坡钻杆总长) )n n 调整旋转防喷器的工作压力使其在正常压力工调整旋转防喷器的工作压力使其在正常压力工作状态。作
41、状态。n n 控制节流阀在回压不变的情况下下入控制节流阀在回压不变的情况下下入: :套压套压102/(102/(重浆密度重浆密度- -井浆密度井浆密度)- )-钻头位置钻头位置-600m-600m的常的常规钻杆规钻杆( (过钻杆接头时严格控制速度过钻杆接头时严格控制速度) )后，下入斜后，下入斜坡钻杆。坡钻杆。n n 执行执行A.1A.1A.2A.2。空井时发生井涌的处理程序 n n如果溢流被及时的发现,侵入物还聚集在井底可采用平推法及时将井压住,具体方法如下:关全封闸板防喷器经反循环压井管线顶入同溢流量同量的钻井液下钻。n n 否则按如下方法执行:空井时发生井涌的处理程序A.A.如果井涌严重
42、如果井涌严重, ,迅速关闭全封闸板防喷器，安装旋转防喷迅速关闭全封闸板防喷器，安装旋转防喷器胶心。器胶心。A.1.A.1.将第一柱钻铤下在全封闸板防喷器之上，关闭球形防将第一柱钻铤下在全封闸板防喷器之上，关闭球形防喷器。喷器。A.2.A.2.如果关井压力如果关井压力 钻铤横截面积钻铤横截面积 第一柱钻铤重量第一柱钻铤重量A.2.1.A.2.1.全开节流阀，调节球形防喷器的控制压力使其密封全开节流阀，调节球形防喷器的控制压力使其密封心子在微漏的情况下下入第一柱钻铤。心子在微漏的情况下下入第一柱钻铤。A.2.2.A.2.2.下入其它钻铤，直到钻铤重量下入其它钻铤，直到钻铤重量 关井压力关井压力 钻
43、铤横截钻铤横截面积。面积。A.3A.3关闭节流阀。关闭节流阀。A.4A.4抢装旋转头密封部件，打开球形防喷器。抢装旋转头密封部件，打开球形防喷器。A.5A.5其余执行下钻时发生井涌的处理程序其余执行下钻时发生井涌的处理程序空井时发生井涌的处理程序n nB.如果井涌不严重n nB.1直接下入第一柱钻铤。n nB.2关闭节流阀。n nB.3其余执行下钻时发生井涌的处理程序。n n n nD. 在缓慢上提钻具的同时低速开泵。n nE. 如果仍然井漏，按钻进时发生井漏的处理程序执行。钻进中回压凡尔失效后的应急处理程序 如果钻具结构中有投入式止回阀如果钻具结构中有投入式止回阀, ,关旋塞在其上卸关旋塞在
44、其上卸方钻杆后放球到旋塞内方钻杆后放球到旋塞内, ,接方钻杆、开旋塞、开泵接方钻杆、开旋塞、开泵使止回阀起作用即可使止回阀起作用即可, ,否则按如下方案执行否则按如下方案执行: :n n 回压凡尔失效后的接单根方法回压凡尔失效后的接单根方法: :n nA.A. 如果再钻一、两个单根后就要起钻，可用备用如果再钻一、两个单根后就要起钻，可用备用的下旋塞代替回压凡尔，即每接一次单根就要带的下旋塞代替回压凡尔，即每接一次单根就要带入井内一个下旋塞。入井内一个下旋塞。n nB.B.如果还要钻进若干个单根，则每次接单根前都如果还要钻进若干个单根，则每次接单根前都要提出井内上部的一个下旋塞，关闭旋塞后，再要
45、提出井内上部的一个下旋塞，关闭旋塞后，再接单根，而后要再打开旋塞。这样每一个旋塞可接单根，而后要再打开旋塞。这样每一个旋塞可以保证接两个单根以保证接两个单根 套压较大时的压井作业程序 欠平衡钻井过程中的压井作业是在井口回压超过旋转欠平衡钻井过程中的压井作业是在井口回压超过旋转防喷器耐动压的防喷器耐动压的70%70%，或液气分离器超负荷工作时，为，或液气分离器超负荷工作时，为了保证安全作业向井内替入高密度钻井液的一种作业方了保证安全作业向井内替入高密度钻井液的一种作业方法。具体作业程序法。具体作业程序: :n nA.A.根据井口产液气量的大小重新确定一较小的负压值和根据井口产液气量的大小重新确定
46、一较小的负压值和预计的液气产量及回压值；预计的液气产量及回压值；n nB.B.由水力计算程序算出在该负压值下的压井钻井液密度；由水力计算程序算出在该负压值下的压井钻井液密度；n nC.C.分别计算出压井钻井液循环到钻头和地面时的每一位分别计算出压井钻井液循环到钻头和地面时的每一位置相应的井口回压的大小；置相应的井口回压的大小；n nD.D.根据以上数据，采用工程师法压井；根据以上数据，采用工程师法压井；n nE.E.压井结束后，井口还应维护压井结束后，井口还应维护A.A.步骤所算出的回压值，步骤所算出的回压值，这时井内又重新建立了动态平衡。这时井内又重新建立了动态平衡。防防H2S措施措施n n
47、A A在钻井偏房安装一固定式在钻井偏房安装一固定式H2SH2S探测测报警器，型号探测测报警器，型号是是GT-04GT-04，其工作环境温度为，其工作环境温度为-10-10+40+40，测量范围，测量范围为为0 02000ppm2000ppm，误差，误差5%5%，传输距离，传输距离 1000m1000m，且防，且防水。其两个探头分别安装在钻台井口部位和震动筛钻井水。其两个探头分别安装在钻台井口部位和震动筛钻井液出口部位，以保证只要液出口部位，以保证只要H2SH2S达到达到5ppm5ppm，就立即报警。，就立即报警。n nB B在现场提供欠平衡钻井技术服务人员，必须每人携在现场提供欠平衡钻井技术服
48、务人员，必须每人携带一只便携式带一只便携式H2SH2S检测仪，内装检测仪，内装9V9V电池，可连续工作电池，可连续工作10001000小时，测量范围小时，测量范围0-200ppm0-200ppm，报警范围，报警范围5-30ppm5-30ppm，保证现场操作人员在任何场所随时都可以检测到保证现场操作人员在任何场所随时都可以检测到H2SH2S。n nC C配备配备3 3套防毒面具，保证在检测到套防毒面具，保证在检测到H2SH2S气体后，现场气体后，现场操作人员能够及时穿戴防毒面具，并对欠平衡钻井装备操作人员能够及时穿戴防毒面具，并对欠平衡钻井装备和井控装备进行操作等措施，保证现场施工人员和设备和井
49、控装备进行操作等措施，保证现场施工人员和设备等整个工程的施工安全。等整个工程的施工安全。n nD D配备配备3 3只对讲机，在发现只对讲机，在发现H2SH2S气体报警后，及时通知气体报警后，及时通知井队和钻井监督，并采取措施，防止井队和钻井监督，并采取措施，防止H2SH2S气体的进一步气体的进一步溢出和扩散。溢出和扩散。2 2中中1111钻具组合钻具组合 n n四开四开(5135-5700(5135-5700m)m)欠平衡钻进钻具结构欠平衡钻进钻具结构n n149.2mm(5149.2mm(57 7/ /8 8)钻头钻头+ +120.7mm(4120.7mm(43 3/ /4 4)钻铤钻铤3
50、3根根+ +88.9mm(388.9mm(31 1/ /2 2)回压凡尔回压凡尔2 2个个+ +120.7mm120.7mm(4(43 3/ /4 4)钻铤钻铤3 3根根+ +88.9mm(388.9mm(31 1/ /2 2)投入式旁通投入式旁通阀阀+ +120.7mm(4120.7mm(43 3/ /4 4)钻铤钻铤9 9根根+ +120.7mm(4120.7mm(43 3/ /4 4)随钻震击器随钻震击器+ +120.7mm(4120.7mm(43 3/ /4 4)钻铤钻铤2 2根根+ +88.9 mm(388.9 mm(31 1/ /2 2)钻杆钻杆20002000m+127mm(5)
51、m+127mm(5)钻杆钻杆127mm(5)127mm(5)斜斜坡钻杆坡钻杆1010600600m +m +下旋塞下旋塞5 51 1/ /4 4 六方方钻杆六方方钻杆上旋塞。上旋塞。 3 3中中1111钻井液钻井液n nA A、无固相钻井液体系无固相钻井液体系, ,是在清洁淡水中加入增粘降失是在清洁淡水中加入增粘降失水剂水剂MC-2MC-2（或或PAC141PAC141）,g/cm3,g/cm3以内，以满足欠平衡钻以内，以满足欠平衡钻井施工需要。井施工需要。 n nB B B B、 当钻开储层，地层压力高，确需提高钻井液密度当钻开储层，地层压力高，确需提高钻井液密度时，设计使用无固相盐水钻井液
52、体系，使用时，设计使用无固相盐水钻井液体系，使用NaClNaCl来调来调整钻井液密度，并使用抗盐性好的处理剂如整钻井液密度，并使用抗盐性好的处理剂如HV-PACHV-PAC或或PAC141PAC141、MC-2MC-2来提高钻井液的粘切，并提高钻井液的来提高钻井液的粘切，并提高钻井液的稳定性。稳定性。n nC C C C、保证四级固控设备运转良好并根据钻井液性能要求保证四级固控设备运转良好并根据钻井液性能要求使用好固控设备。使用好固控设备。n nD D、钻井液密度严格控制在设计范围内。钻井液密度严格控制在设计范围内。n nE E、压井液为密度压井液为密度1.201.20 g/cmg/cm3 3
53、的的NaClNaCl加重液。加重液。4 4欠平衡钻井参数欠平衡钻井参数井井段段m m钻井钻井液液密度密度g/cmg/cm3 3钻钻井井液液排量排量L/sL/s等效等效钻井钻井液密液密度度g/cmg/cm3 3动动欠欠压压MPaMPa静静欠欠压压MPaMPa地地层层压力压力系数系数最最低低环空环空返速返速51355135570057001 10101141415151.041.041.051.050.56560.980.982.562.562.752.751.061.060.50.5序序号号名称名称规格型号规格型号单单位位数数量量主要技术参数主要技术参数1 1旋转防喷器旋转防喷器 PCWD11P
54、CWD113 35MPa5MPa 套套1 1额额定定工工作作静静压压：3 35 5MPa MPa ，额额定定工工作作动动压压：2121MPa MPa ； 额额定定封封零零工工作作压压力力17.517.5；最最大大转转速速200200转转/ /分分；防防H H2 2S S。2 2液气分离器液气分离器套套1 1额额定定工工作作压压力力：1.051.05MPaMPa；处处理理气气体体量量：184184万万方方/ /日日；处处理理液液体体量量：9381 9381 m m3 3。3 3欠平衡节流管汇欠平衡节流管汇JG-Y-70JG-Y-70套套1 1额额定定工工作作压压力力：7070Mpa,Mpa,节节
55、流流阀阀通径通径: 4: 41 1/ /1616 4 4撇油罐撇油罐3030m m3 3套套1 1容积容积: 30: 30m m3 35 5储油罐储油罐2525 m m3 3套套1 1容积容积: 25: 25m m3 36 6回压阀回压阀4 43 3/ /4 4105 105 MPaMPa只只2 2额定工作压力额定工作压力: 105: 105MPaMPa7 7回压阀回压阀4 43 3/ /4 4 7070MPaMPa只只2 2额定工作压力额定工作压力: 70: 70MPaMPa中中1212井欠平衡钻井施工设计井欠平衡钻井施工设计 n n1 1目的目的n n穿过奥陶系上统和中下统碳酸盐岩地层至完钻井深5600m，将钻遇两套主要油气井段，本段地层裂缝和溶洞发育，地层压力较低，钻进中易溜钻放空、易井漏等。 根据地质需要，四开采用欠平衡钻井工艺进行施工。 谢谢各位，欢迎批评指导！谢谢各位，欢迎批评指导！
