井控技術(shù)培訓(xùn)教程_大港.ppt

1、大港油田鉆井培訓(xùn)中心 2001年8月,井下井控培訓(xùn),井下井控培訓(xùn),第一部分 井控技術(shù),第二部分 井控設(shè)備,井 下 井 噴,是指對油、氣井的壓力控制技術(shù)。,井控技術(shù),井控技術(shù),繼續(xù),第一章 緒論,第二章 各種壓力的概念及其相互關(guān)系,第三章 地層壓力形成的機(jī)理,第五章 關(guān)井程序,第四章 井涌的原因、預(yù)防與檢測,第六章 井內(nèi)氣體的膨脹和運(yùn)移,第九章 井噴案例分析,第十章 井下作業(yè)井控實(shí)施辦法,井下井控技術(shù),返回,井控技術(shù),第八章 井底常壓法,第七章 井涌控制原理,一、 井控及其相關(guān)的概念,二、 井噴失控的原因,第一章 緒 論,三、 井噴失控的危害,思考題,返回,5、井侵,1、井控,2、一級井控,3、

2、二級井控,4、三級井控,一、井控及相關(guān)概念,6、溢流,7、井涌,8、井噴,9、井噴失控,返回,返回,井控即壓力控制。就是要采取一定的方法控制住地層孔隙壓力，基本上保持井內(nèi)壓力平衡。,井控,一級井控,一級井控是依靠適當(dāng)?shù)你@井液（或壓井液）密度來控制住地層孔隙壓力，使得沒有地層流體侵入井內(nèi)，井涌量為零，沒有溢流產(chǎn)生。,返回,二級井控,二級井控是依靠井內(nèi)正在使用中的鉆井液（或壓井液）密度不能控制住地層孔隙壓力，依靠地面設(shè)備、井控技術(shù)恢復(fù)井內(nèi)壓力平衡的工作過程。,返回,三級井控,二級井控失敗，井涌量增大，失去了控制，發(fā)生了井噴，這時依靠井控技術(shù)和井控設(shè)備恢復(fù)對井的控制，達(dá)到初級井控狀態(tài)，叫做三級井控。

3、,返回,當(dāng)?shù)貙涌紫秹毫Υ笥诰讐毫r，地層孔隙中的流體(油、氣、水）將侵入井內(nèi)，通常稱為井侵。,井侵,返回,當(dāng)井侵發(fā)生后，井口返出的鉆井液（或壓井液）的量比泵入的量多，停泵后鉆井液（或壓井液）自動外溢，這種現(xiàn)象稱之為溢流。,溢流,返回,溢流進(jìn)一步發(fā)展，鉆井液（或壓井液）涌出井口的現(xiàn)象叫井涌。,井涌,返回,地層流體無控制地涌入井筒，噴出地面的現(xiàn)象稱為井噴。井噴流體自地層經(jīng)井筒噴出地面叫地上井噴。從井噴地層流入其它低壓層叫地下井噴。,井噴,返回,井噴發(fā)生后，無法用常規(guī)方法控制井口而出現(xiàn)敞噴的現(xiàn)象稱為井噴失控。,井噴失控,返回,井噴失控的原因,1、起鉆抽吸造成誘噴。,繼續(xù),2、起鉆不灌鉆井液（壓井液

4、）或沒有灌滿。,3、不能及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)溢流。,4、發(fā)現(xiàn)溢流后處理措施不當(dāng)。,5、鉆遇漏失層段發(fā)生井漏未能及時處理或處理 措施不當(dāng).,6、鉆井液中混油過量或混油不均勻。,7、井口不安裝防噴器。,8、井控設(shè)備的安裝及試壓不合格,9、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。,10、空井時間過長又無人觀察井口,11、地質(zhì)設(shè)計未能提供準(zhǔn)確的地層孔隙壓力資料。,12、相鄰注水井不?；蛭礈p壓。,13、對淺氣層的危害性缺乏足夠的認(rèn)識。,14、思想麻痹，違章操作,返回,1、打亂全面的正常工作秩序,影響全局生產(chǎn)。,2、使鉆井事故復(fù)雜化。,3、井噴失控極易引起火災(zāi)和地層坍塌,影響周圍千家萬戶的生命安全,造成環(huán)境污染。,5、造成機(jī)毀人亡

5、和油氣井報廢,帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。,6、涉及面廣,在國際、國內(nèi)造成不良的社會影響。,4、損害油氣層，破壞地下油氣資源。,三、井噴失控的危害,繼續(xù),繼續(xù),返回,思考題,返回,一、壓力 七、 破裂壓力 二、靜液壓力 八、 井底壓力 三、壓力梯度 九、 壓差 四、地層壓力 十、壓力損失 五、上覆巖層壓力 十一、泵壓、液壓 六、壓力激動和抽吸壓力 思考題,第 二章 井下各種壓力的概念及其相互關(guān)系,返回,1、壓力的概念,2、壓力單位的換算,一、壓力,返回, 壓力是指物體單位面積上所受 的垂直力。, 壓力的單位是帕，符號是 pa，1pa 是1m2面積上受到1N的力時形成的壓力。,1、壓力的概念,返回,1p

6、a=1N / m2 1kPa=1103pa 1MPa=1106pa 與工程大氣壓的換算關(guān)系 1MPa=10.194kgf / cm2 1kgf / cm2=98.067kPa,2、壓力單位的換算,返回,靜液壓力是由靜止液體重力產(chǎn)生的壓力。,表示形式為： p=gH p靜液壓力 kPa g重力加速度 m/s2 液體密度 g/cm3 H液柱高度 m 如圖所示,靜液壓力是液柱密度和垂直高度的函數(shù)，其大小取決于液柱密度和垂直高度。,二、靜液壓力,繼續(xù),繼續(xù),例：如圖2-1所示，井內(nèi)鉆井液密度 為1.2 g/cm3，3000m處靜液柱壓力為多少？,繼續(xù),2-2幾種情況下的井底靜液壓力,繼續(xù),結(jié)論：,返回,

7、三、壓力梯度,1. 壓力梯度,2. 四種壓力的表示法,返回,是每增加單位垂直深度壓力的變化量。,計算公式為: G=p / H=g 式中 G壓力梯度，kPa /m； p壓力， kPa 或MPa； H深度，m 或 km。,1. 壓力梯度,返回,例如:2000米的壓力是23.544MPa 也可以說壓力梯度是11.77kPa /m, 也可以說當(dāng)量密度是1.20 g / cm 3, 也可以說壓力系數(shù)是1.20。,2.四種壓力的表示法,返回,四、地層壓力,地層壓力：是地下巖石孔隙內(nèi)流體的壓力， 也稱孔隙壓力。,1、正常地層壓力,2、異常地層壓力,3、區(qū)分,返回,地下某一深度的地層壓力等于地層流體作用于該處

8、的靜液壓力，這個壓力就是由某深度以上地層流體靜液壓力所形成的。 正常地層壓力梯度等于10.496KPa/m,1 、正常地層壓力,繼續(xù),其計算公式為： p=gH p 正常地層壓力，MPa g 重力加速度 ， m /s2 H 地層深度， km 地層流體密度， g /cm3,返回,1)異常低壓地層是指地層壓力低于正常地層壓力的地層。 一般情況下,地層壓力梯度小于10.496kPa/m的地層,才稱之為異常低壓層。,2)異常高壓地層是指地層壓力梯度高于正常地層壓力的地層。 一般情況下,地層壓力梯度高 于10.496kPa/m的地層，才稱之為異常高壓層。,2 、異常地層壓力,返回,若設(shè)正常地層壓力時地層水

9、密度為n，則地層壓力當(dāng)量密度e,當(dāng)e = n時，等于1.07g/cm3為壓力正常,當(dāng)e n時，大于1.07 g/cm3為異常高壓,當(dāng) en時，小于1.07g/cm3為異常低壓,3、區(qū)分,返回,上覆巖層壓力是某深度以上的巖石和其中流體對該深度所形成的壓力。,地下某一深處的上覆巖層壓力 就是指該點(diǎn)以上至地面巖石的重力和巖石孔隙內(nèi)，所含流體的重力之總和，施加于該點(diǎn)的壓力。,五、上覆巖層壓力,上覆巖層壓力與地層孔隙壓力的關(guān)系是： 0=M+Pp 式中Pp 地層孔隙壓力 MPa 0上覆巖層壓力 Mpa M基體巖石重力 Mpa,地層破裂壓力是指某一深度地層發(fā)生破碎或裂縫時，所能承受的壓力。,破裂壓力通常以梯

10、度或密度來表示，常用單位是KPa/ m或 g/cm 3。,七、破裂壓力,返回,井底壓力大部分來自鉆井液（或壓井液）液柱靜液壓力。還有鉆井液（或壓井液）的環(huán)空流動阻力、侵入井內(nèi)的地層流體的壓力、激動壓力、抽吸壓力、地面回壓等。,井底壓力是指地面和井內(nèi)各種壓力作用在井底的總壓力。,八、井底壓力,繼續(xù),1.靜止?fàn)顟B(tài)、空井狀態(tài)： 井底壓力=環(huán)空靜液壓力 2.正常循環(huán)時: 井底壓力=環(huán)空靜液壓力+環(huán)空壓力損失 3. 循環(huán)出氣涌時: 井底壓力=環(huán)空靜液壓力+環(huán)空壓力損失+節(jié)流器壓力 4 起鉆時: 井底壓力=環(huán)空靜液壓力+抽吸壓力 5.下鉆時: 井底壓力=環(huán)空靜液壓力+激動壓力,不同鉆井作業(yè)時的井底壓力,返

11、回,壓差：是井底壓力和地層壓力之間的差值。,如果井底壓力大于地層壓力，其壓差為正，反之其值為負(fù)。正值的壓差通常稱為超平衡，負(fù)值的壓差稱為欠平衡。,九、壓差,返回,在壓力的推動下鉆井液（壓井液）從鉆井泵進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。由于鉆井液（壓井液）循環(huán)及其與所碰到的物體發(fā)生摩擦所引起的壓力降低。,十、壓力損失,繼續(xù),圖2-5 井內(nèi)循環(huán)壓力損失,返回,抽吸壓力：上提鉆柱時，由于鉆井液粘滯作用由此而減小的井底壓力值。 如圖所示,六、激動壓力和抽吸壓力,繼續(xù),激動壓力和抽吸壓力是類似的概念，激動壓力是正值，抽吸壓力是負(fù)值。如圖所示,激動壓力：下鉆或下套管時，由于鉆頭下行擠壓該處鉆井液,使鉆井液流動受的阻力。,泵壓

12、是克服井內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)中摩擦損失所需的壓力。 液壓用于驅(qū)動大多數(shù)的防噴設(shè)備，包括防噴器。驅(qū)動力來自液壓泵的液體或儲能器中的氮?dú)狻?十一、泵壓、液壓,返回,一、名詞解釋： 1、靜液壓力： 2、壓力梯度： 3、地層破裂壓力： 4、抽吸壓力、激動壓力： 5、地層壓力： 6、井底壓力：,二、掌握幾種狀態(tài)下的井底壓力 1、靜止?fàn)顟B(tài)；2、正常循環(huán)時； 3、起下鉆時；,思考題,返回,1、壓實(shí)作用 2、構(gòu)造運(yùn)動 3、成巖作用 4、密度差作用 5、流體運(yùn)移 6、其它原因,返回,第三章 異常地層壓力形成的機(jī)理,隨著埋藏深度的增加和溫度的增加，孔隙水膨脹，而孔隙空間隨地靜載荷的增加而縮小。因此，只有足夠的滲透通道才能使

13、地層水迅速排出，保持正常的地層壓力。如果水的通道被堵塞或嚴(yán)重受阻，增加的上覆巖層壓力,將引起孔隙壓力增加至高于水靜壓力，孔隙度亦將大于一定深度時的正常值。 總之，壓實(shí)作用是沉積壓實(shí)產(chǎn)生的。在有滲透通道時，不會產(chǎn)生異常壓力；在滲透通道被封閉時，封閉在下部的地層孔隙壓力會成為異常高壓。或者說，如果正常壓實(shí)，孔隙壓力也正常；如果壓實(shí)不足，孔隙度大，便是異常高壓。,1、壓實(shí)作用,返回,構(gòu)造運(yùn)動是地層自身的運(yùn)動。它引起各地層之間相對位置的變化。由于構(gòu)造運(yùn)動，圈閉有地層流體的地層被斷層、橫向滑動、褶皺或侵入所擠壓。促使其體積變小，如果此流體無出路，則意味著同樣多的流體要占據(jù)較小的體積。因此,壓力變高。如圖

14、3-1所示。,2、構(gòu)造運(yùn)動,繼續(xù),構(gòu)造運(yùn)動形成的異常壓力圖,返回,成巖指巖石礦物在地質(zhì)作用下的化學(xué)變化。頁巖和灰?guī)r經(jīng)受結(jié)晶結(jié)構(gòu)的變化，可以產(chǎn)生異常高的壓力。有異常壓力，必有上覆壓力密封層。如石膏（Caso4 2H2O）將放出水化水而變成無水石膏（Caso4）它是一種特別不滲透的蒸發(fā)巖，從而引起其下部異常高壓沉積。如圖3-2 所示。,3、粘土成巖作用,繼續(xù),返回,當(dāng)存在于非水平構(gòu)造中的孔隙流體的密度，比本地區(qū)正?？紫读黧w密度小時,則在構(gòu)造斜上部，可能會形成異常高壓。如圖3-3 所示,4、密度差的作用,繼續(xù),如圖所示，設(shè)4000米處為正常壓力，水的密度1.02g /cm3,氣的密度為0.0959g

15、 /cm3,則4000米處的壓力。 P4000=9.811.02 4000 =40MPa 則3000米處的壓力 p3000=40-9.810.0959（4000-3000) =39.08MPa 3000米處的正常地層壓力 P3000=9.811.023000=30MPa,例,返回,從深層油藏向上部較淺層運(yùn)動的流體可以導(dǎo)致淺層變成異常壓力層。這種情況叫做淺層充壓。 如圖,5、流體運(yùn)移作用,返回,地面剝蝕；注水；如圖3-5,圖 地面剝蝕形成異常壓力,6、形成異常高壓的其它原因,返回,一、井涌的主要原因、預(yù)防,思考題,第四章 井涌的原因預(yù)防與檢測,返回,二、井涌的檢測,3、鉆井液或壓井液密度不夠,4

16、、循環(huán)漏失,5、地層壓力異常,1、起鉆時井內(nèi)未灌滿壓井液或鉆井液,2、過大的抽吸壓力,一、井涌的主要原因、預(yù)防,6、其它原因,返回,起鉆時，灌入壓井液或鉆井液體積小于起出鉆柱體積，會使井內(nèi)液柱高度下降，從而引起井底壓力降低，嚴(yán)重時導(dǎo)致溢流與井噴。,1、起鉆時未灌滿漿,灌壓井液或鉆井液原則如下,繼續(xù),（1）至少起出35個立根的鉆桿，或起出一個立根的鉆鋌時，就需要檢查一次灌入的鉆井液量。灌鉆井液前決不能讓井內(nèi)的液面下降超過30米。,（2）通過鉆井液管線向井內(nèi)灌，不能用壓井管線灌鉆井液，防止壓井管線和閥門腐蝕，這樣在應(yīng)急的情況下就不能發(fā)揮其作用。,（3）灌鉆井液管線不能與井口防溢管同一高度。如果兩管

17、高度相同則經(jīng)過鉆井液管線灌入可能直接從出口管流出，從而誤認(rèn)為井筒已灌滿。,灌壓井液或鉆井液原則,返回,（4）小修時要邊起邊灌，保持液面在井口。,2、過大的抽吸壓力,（1）抽吸壓力的影響因素,（2）減少起鉆時抽吸作用的原則,返回,1）起鉆速度越大,隨同鉆柱上行的壓井液或鉆井液越多, 抽吸壓力越大。,2）壓井液或鉆井液粘度、切力越大，壓井液或鉆井液向下流動阻力越大 ，抽吸壓力越大。,3）井徑越不規(guī)則，摩擦系數(shù)越大，壓井液或鉆井液向下流動阻力越 大， 抽吸壓力越大。,(1)抽吸壓力的影響因素,5）井越深，鉆柱越長，隨同鉆柱一同上行的壓井液或鉆井液就越多，鉆具中間和環(huán)形中間的壓井液或鉆井液就不能及時充

18、填空出的井眼空間，因此，抽吸壓力就越大。,4）井眼環(huán)形空間尺寸越小，膠皮護(hù)箍尺寸越大，鉆頭泥包程度越大，抽吸壓力越大。,返回,1) 液柱的靜液壓力維持在稍高于地層壓力; 2) 環(huán)空間隙要適當(dāng); 3) 壓井液或鉆井液密度、靜切力保持在最低 水平，防止鉆頭泥包。 4) 控制起鉆速度。,(2)減少起鉆時抽吸作用的原則,返回,減小因密度不夠引起井涌的一般原則:,(1) 正確設(shè)計井身結(jié)構(gòu),盡量準(zhǔn)確的估計地層壓力;,(2) 分析臨近井資料,特別是發(fā)生過地下井噴、注入作業(yè)、套管漏失、固井質(zhì)量不好的或不合理地報廢井情況；,3、 壓井液或鉆井液密度不夠高,(6) 保證壓井液或鉆井液處于良好狀態(tài),做到均勻加重。,

19、(3) 密切監(jiān)控鉆井參數(shù)和電測資料，以便在鉆井過程中應(yīng)用dc指數(shù)法檢測地層壓力，對地層壓力取得一個合理的估計值；,(4) 密切監(jiān)控斷層或地層變化情況；,(5) 安裝適當(dāng)?shù)牡孛嫜b置，以便及時除掉井漿中的氣體，不要把氣侵的井漿再重復(fù)循環(huán)到井內(nèi)；,返回,循環(huán)漏失是指井內(nèi)的壓井液或鉆井液漏入地層，這就引起井內(nèi)液柱和靜液壓力下降。下降到一定程度時，井涌就可能發(fā)生。,4、循環(huán)漏失,1）設(shè)計好井身結(jié)構(gòu)，正確確定下套管深度是防止漏失的最好辦法。 2）試驗地層，測出地層的壓裂強(qiáng)度，這樣有助于確定下套管的位置，有助井涌發(fā)生時選擇最佳方法。 3）在下鉆時，將壓力激動減小到最低程度。,減小循環(huán)漏失的一般原則是：,4）

20、保持壓井液或鉆井液處于良好的狀態(tài)，使其粘度、切力維持在最小值上。 5）做好向井內(nèi)灌水，灌柴油、灌漿的準(zhǔn)備。,返回,可能鉆遇異常壓力地層的高壓井時,設(shè)計時應(yīng)考慮使用更好的設(shè)備，而且更密切的注意防止可能發(fā)生的井涌。,5、地層壓力異常,返回,5）固井時，壓差式灌注設(shè)備損壞。,1）中途測試控制不好。,2）鉆到臨近井里去了。,3）以過快的速度鉆穿含氣砂層。,4）射孔時控制不住。,6、其它原因,返回,（1）下鉆時的溢流顯示 （2）鉆進(jìn)時的溢流顯示 （3）起鉆時的溢流顯示 （4）空井時的溢流顯示,返回,二、井涌的檢測,3）井口不返壓井液或鉆井液，井口液面下降。,1）返出的壓井液或 鉆井液體積大于下入鉆具的體

21、積。,2）下放停止，接立柱時井眼仍外溢壓井液或鉆井液。,（1）下鉆時的溢流顯示,返回,（2）鉆進(jìn)時的溢流顯示,間接顯示,直接顯示,返回,3）巖屑尺寸加大,多為長條帶棱角， 巖屑數(shù)量增加。,1）機(jī)械鉆速增加。,2）頁巖密度減小。,間接顯示,4）轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動扭矩增加，起下鉆柱阻力大。 5）蹩跳鉆，放空，懸重發(fā)生變化。 6）循環(huán)泵壓下降，泵沖數(shù)增加。 7）在滲透性地層發(fā)生井漏時，當(dāng)井底壓力低于地層壓力時，就會發(fā)生井涌。,返回,1）出口管鉆井液或壓井液流速的變化。,2）鉆井液或壓井液池液面的變化。,3）停泵后出口管鉆井液或壓井液外溢。,直接顯示,4）鉆井液或壓井液性能的變化 a、返出的井漿中有油跡、氣泡、

22、 硫化氫味。 b、井漿密度下降。 c、 井漿粘度變化。,返回,4) 井漏。,1) 灌入井內(nèi)的壓井液或鉆井液體積小于起出鉆柱的體積。,2) 停止起鉆時，出口管外溢壓井液或鉆井液。,3) 壓井液或鉆井液灌不進(jìn)井內(nèi)，壓井液或鉆井液池液面不減少而升高。,（3）起鉆時的溢流顯示,返回,3）井口外溢井漿。,1）出口管外溢井漿。,2）液面升高。,（4）空井時的溢流顯示,返回,1、導(dǎo)致井涌的最普遍的原因是什么？ 2、掌握灌液的原則； 3、下鉆時溢流的顯示是什么？ 4、鉆進(jìn)時發(fā)生溢流有什么直接顯示？ 5、起鉆時溢流的顯示是什么？ 6、空井時溢流的顯示是什么？,思考題,返回,第五章 關(guān)井程序,一、分工負(fù)責(zé),二、關(guān)

23、井方法,三、關(guān)井程序,返回,思考題,1、值班干部 2、司鉆 3、副司鉆 4、井架工,5、內(nèi)、外鉗工 6、場地工 7、柴油機(jī)司機(jī) 8、井下作業(yè)井控崗位分工,一、分工負(fù)責(zé),返回,井下小修作業(yè)井控崗位職責(zé),一、班長,二、一崗位,三、二崗位,五、資料員,四、三崗位,六、作業(yè)機(jī)司機(jī),七、值班干部,繼續(xù),1、制止地層流體繼續(xù)進(jìn)入井內(nèi)，及時控制住井口。 2、保持井內(nèi)有盡可能高的壓井液或鉆井液液柱，使關(guān)井后的套管壓力值較小。 3、可以較準(zhǔn)確地確定地層壓力和壓井液密度。 4、使壓井時的套壓值較小，有利于實(shí)現(xiàn)安全壓井。,關(guān)井時最關(guān)鍵的問題是： 1、關(guān)井要及時果斷。 2、關(guān)井不能壓裂地層。,迅速關(guān)井的優(yōu)點(diǎn),返回,1

24、）認(rèn)真檢查工程、地質(zhì)、鉆井液記錄，清楚了解所鉆地層、巖性、井深、壓力梯度、鉆井液密度、以及井下情況。 2）檢查井控主要設(shè)備的完好狀況，防噴器、監(jiān)測儀表節(jié)流壓井管匯、控制系統(tǒng)是否處于完好待命工況。 3）檢查重鉆井液儲備、重晶石儲備情況。 4）檢查各崗位井控職責(zé)執(zhí)行情況。,接班檢查：,1、值班干部,繼續(xù),1）聽到報警長鳴信號后，組織并監(jiān)督各崗位人員立即處于臨戰(zhàn)狀態(tài)，迅速各就各位、各司其職。 2）上鉆臺，協(xié)助并監(jiān)督各崗位正確實(shí)施關(guān)井 操作程序，按標(biāo)準(zhǔn)操作控制井口。 3）組織相應(yīng)崗位人員，準(zhǔn)確求取記錄關(guān)井后的立管壓力、套管壓力及溢流量。 4）關(guān)井后，立即將溢流原因及井上情況上報鉆井公司或鉆井監(jiān)督辦公室

25、。 5）組織防火、警戒工作以及壓井前的準(zhǔn)備工作。 6）遇到特殊情況，來不及上報請示，可與司鉆等人員協(xié)商，果斷迅速處理，同時向上級主管部門報告。,工作時職責(zé),返回,1）認(rèn)真了解所鉆地層、巖性、井深、壓力梯度、鉆井液密度等井下情況及上班工作情況。 2）檢查司控臺氣源、各表壓、各手柄是否符合要求。 3）鉆進(jìn)油氣層后，每次下鉆前開關(guān)活動閘板防噴器一次，每兩只鉆頭必須在下鉆前檢查環(huán)形防噴器一次。 4）指重表、立管壓力表、報警喇叭是否靈活好用。,工作時職責(zé)：見下一節(jié)的四、七動作。,接班檢查：,2、司鉆,返回,接班檢查：,1）檢查儲能控制系統(tǒng)表壓、油量、電控箱、電泵、氣泵、管匯及閥件是否符合規(guī)定要求，是否符

26、合處于待命工況。,2）進(jìn)入油氣層后，每只鉆頭下井，除環(huán)形防噴器外，必須對每個控制對象操作檢查一次。對環(huán)形防噴器每兩只鉆頭檢查一次。,3、副司鉆,3）檢查加重料、重鉆井液儲備量是否滿足要求。,工作時職責(zé)：見下一節(jié)的四、七動作。,5）鉆井泵系統(tǒng)是否工作正常。,4）檢查加重、除氣、攪拌裝置及凈化系統(tǒng)是否處于隨時可運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。,繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),返回,接班檢查：,1）井口防噴裝置、防護(hù)罩、手動鎖緊操縱桿、節(jié)流管匯、放噴管線的固定及清潔衛(wèi)生是否符合要求。,工作時職責(zé)：見下一節(jié)的四、七動作。,2）各閥門的開啟與關(guān)閉是否符合規(guī)定要求。見圖檢查立壓表、套壓表、溢流監(jiān)測裝置是否齊全靈敏可靠。,4、井架工,繼續(xù),

27、繼續(xù),返回,圖6-4各閥門的開、關(guān)狀態(tài),開,關(guān),1）井口工具齊全、靈敏好用、旋塞扳手放 在明顯處。,工作時職責(zé)：見下一節(jié)的四、七動作。,3）止回閥接頭等內(nèi)防噴器工具無銹蝕、阻卡，絲扣清潔并涂有 絲扣油。,2）立管壓力表靈敏可靠。,5、內(nèi)鉗工、外鉗工,返回,1）鉆井液凈化系統(tǒng)電路無裸線，照明燈 閘刀開關(guān)及電機(jī)防爆，有保護(hù)罩。,工作時職責(zé)：見下一節(jié)的四、七動作。,接班檢查：,2）消防器材、工具，齊全完好。,6、場地工,返回,1）鉆入油氣層后，要保證機(jī)房及周圍無油 污，排氣管通冷卻水， 消除一切火災(zāi)隱 患。 2）聽到溢流報警信號后，先啟動2號、3號 車、 運(yùn)轉(zhuǎn)正常后再關(guān)停1號車。 3）密切注視鉆臺，

28、接受司鉆各項指令。,7、柴油機(jī)司機(jī),返回,8、發(fā)電工,1）聽到溢流報警信號，切斷鉆井液循環(huán)系 統(tǒng)電源。,3）保護(hù)好防噴器控制系統(tǒng)用電和探照燈用電。,2）關(guān)閉井架燈 、鉆臺燈、機(jī)泵房燈。,返回,井下作業(yè)井控崗位職責(zé),一、班長,二、一崗位,三、二崗位,五、資料員,四、三崗位,六、作業(yè)機(jī)司機(jī),七、值班干部,返回,現(xiàn)場井控崗位職責(zé)分工,一、班長 1、發(fā)現(xiàn)井噴預(yù)兆、溢流或接到溢流報告立即發(fā) 出警報。 2、組織全班按關(guān)井程序迅速控制井口。 3、負(fù)責(zé)開關(guān)液動放噴閥，開關(guān)防噴器，確認(rèn)防噴 器開關(guān)是否到位。 4、負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程控制臺的維護(hù)和保養(yǎng)。,返回,繼續(xù),二、一崗位,1、井下施工作業(yè)時：協(xié)助資料員坐崗觀察液面變

29、化情況，發(fā)現(xiàn)異常及時報警。 2、起下管柱：聽到警報，游車不上行，立即從二 層臺下來，觀察液面變化情況， 。 3、空井：在允許情況下，搶下管柱，停止后立即 從二層臺下來，觀察液面變化情況 。 4、對于起下作業(yè)使用通井機(jī)操作的隊伍，負(fù)責(zé)拉 送油管的工作。,返回,三、二崗位,1、井下施工作業(yè)時：待作業(yè)機(jī)司機(jī)將井口第一 根鉆桿（或油管）接頭提出轉(zhuǎn)盤面0.5米后，同三崗位扣好吊卡，搶裝旋塞閥，觀察記錄鉆桿（或油管）內(nèi)壓力。 2、起下管柱：停止起下作業(yè)，搶裝旋塞閥，觀察記錄油管（或鉆桿）內(nèi)壓力。 3、空井：在允許的情況下，搶下管柱，關(guān)井后 觀察記錄油管（或鉆桿）內(nèi)壓力。,返回,繼續(xù),四、三崗位 1、井下施

30、工作業(yè)時：待作業(yè)機(jī)司機(jī)將井口第一根鉆桿（或油管）提出轉(zhuǎn)盤面0.5米后，同二崗位扣好吊卡，搶接旋塞閥。 2、起下管柱：停止起下作業(yè)，搶接旋塞閥。 3、空井：在允許的情況下，搶下管柱。,返回,五、資料員 1、井下施工作業(yè)時：坐崗觀察大罐內(nèi)壓井液面變化情況，并填寫坐崗記錄，發(fā)現(xiàn)異常時及時報警，聽到報警后，打開套管閘門，確認(rèn)防噴器關(guān)閉后，試關(guān)井，記錄并向班長匯報套管壓力。 2、起下管柱：負(fù)責(zé)觀察出口，大罐內(nèi)壓井液面變化情況，并填寫坐崗記錄。 3、空井：如關(guān)閉全封，觀察記錄井內(nèi)壓力變化情況，向班長匯報。,返回,六、作業(yè)機(jī)司機(jī) 1、發(fā)生溢流時，根據(jù)班長指示發(fā)出長笛信號或報警，具體操作要領(lǐng)如下： 井下施工作

31、業(yè)時：發(fā)出警報，停止施工，將井口第一根鉆桿（或油管）接頭提出轉(zhuǎn)盤面0.5米以下，停泵，搶裝旋塞閥。 起下管柱：發(fā)出警報，搶裝旋塞閥或根據(jù)班長指示搶下管柱。 空井：在允許的條件下，搶下管柱。,返回,七、值班干部 1、全面指揮井控工作。 2、指導(dǎo)班長正確關(guān)開防噴器。 3、巡回檢查，指揮各崗位正確操作。 4、負(fù)責(zé)保管遠(yuǎn)程控制室備用鑰匙。 5、根據(jù)井口壓力換算出壓井液密度及有關(guān)壓井基本數(shù)據(jù)的計算。 6、組織壓井，詳細(xì)記錄，取全取準(zhǔn)資料，綜合上報。,八、小隊?wèi)?yīng)建的井控活動記錄 1、干部24小時值班記錄。 2、防噴演習(xí)記錄。 3、班前井控會內(nèi)容記錄。 4、班后井控檢查交接記錄。,返回,1、硬關(guān)井,2、軟關(guān)

32、井,二、關(guān)井方法,3、硬關(guān)井、軟關(guān)井的優(yōu)缺點(diǎn),返回,返回,在節(jié)流管匯處于關(guān)閉狀態(tài)下，就直接關(guān)閉環(huán)型或閘板防噴器的關(guān)井方式。這種關(guān)井方式叫做硬關(guān)井。,1、硬關(guān)井,關(guān),返回,先開通節(jié)流管匯，再關(guān)環(huán)形、閘板防噴器的關(guān)井方式。,2、軟關(guān)井,硬關(guān)井,優(yōu)點(diǎn)：發(fā)現(xiàn)井涌后，只讓少量的地層流體進(jìn)入井內(nèi)。井涌量越小壓井作業(yè)越容易。 缺點(diǎn)：水擊效應(yīng)大，冒過大壓力加于薄弱地層上的風(fēng)險，增加地層壓裂的危險，容易引起井下井噴。,3、硬關(guān)井、軟關(guān)井的優(yōu)缺點(diǎn),軟關(guān)井,優(yōu)點(diǎn)：關(guān)井過程中，防止水擊效應(yīng)作用于井口裝置，可試關(guān)井。 缺點(diǎn)：操作時間長，從發(fā)現(xiàn)氣侵到關(guān)井，會有更多的地層流體進(jìn)入井內(nèi)。,返回,2、無液控閥及司鉆控制臺,三、

33、關(guān)井程序,返回,1、迅速關(guān)井的優(yōu)點(diǎn),3、井下作業(yè)關(guān)井程序,四七動作示意圖,無液控閥及司鉆控制臺,四、空井時發(fā)生溢流,一、鉆進(jìn)時發(fā)生溢流,二、起下鉆桿時發(fā)生溢流,三、起下鉆鋌時發(fā)生溢流,返回,四七動作簡易示意圖,一、鉆進(jìn)時發(fā)生溢流,繼續(xù),發(fā)信號,繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),返回,四.七動作簡易示范圖,二、起下鉆桿時發(fā)生溢流,發(fā)信號,繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),返回,四.七動作簡易示范圖,三、起下鉆鋌時發(fā)生溢流,發(fā)信號,繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),返回,四.七動作簡易示范圖,四、空井時發(fā)生溢流,發(fā)信號,繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),返回,繼續(xù),發(fā),停,搶,開,關(guān),關(guān),

34、看,總結(jié)：,繼續(xù),一、鉆進(jìn)時發(fā)生溢流,四.七動作圖解,繼續(xù),二、起下鉆桿時發(fā)生溢流,四.七動作圖解,繼續(xù),三、起下鉆鋌時發(fā)生溢流,四.七動作圖解,繼續(xù),四、空井時發(fā)生溢流,四.七動作圖解,返回,返回,沒有安裝防噴器的井關(guān)井程序,井下作業(yè)時發(fā)生溢流關(guān)井程序,安裝防噴器的井,一、起下管柱時發(fā)生溢流關(guān)井程序,班長、司機(jī),繼續(xù),司機(jī)、二、三崗位,一、起下管柱時發(fā)生溢流關(guān)井程序,班長、二、三、一崗位,一、起下管柱時發(fā)生溢流關(guān)井程序,繼續(xù),資料員,一、起下管柱時發(fā)生溢流關(guān)井程序,套管閘門,繼續(xù),班長,一、起下管柱時發(fā)生溢流關(guān)井程序,繼續(xù),資料員,一、起下管柱時發(fā)生溢流關(guān)井程序,套管閘門,繼續(xù),7）看,油、

35、套壓、溢流量,一、二崗位、資料員,一、起下管柱時發(fā)生溢流關(guān)井程序,返回,二、井下施工作業(yè)時發(fā)生溢流,班長、司機(jī),發(fā)信號,繼續(xù),司機(jī)、一、二、三崗位,繼續(xù),二、井下施工作業(yè)時發(fā)生溢流,3）搶,提方鉆桿并關(guān)旋塞 閥或裝管柱旋塞閥,司機(jī)、二、三崗位,繼續(xù),二、井下施工作業(yè)時發(fā)生溢流,二、井下施工作業(yè)時發(fā)生溢流,資料員,套管閘門,繼續(xù),班長,繼續(xù),二、井下施工作業(yè)時發(fā)生溢流,二、井下施工作業(yè)時發(fā)生溢流,資料員,套管閘門,繼續(xù),7）看,壓力變化及溢流量,返回,二、井下施工作業(yè)時發(fā)生溢流,一、二崗位、資料員,三、空井時發(fā)生溢流,繼續(xù),井下作業(yè)時發(fā)生溢流關(guān)井程序,三、空井時發(fā)生溢流,班長、司機(jī),發(fā)信號,繼續(xù)

36、,司機(jī)、一、二、三崗位,二、空井時發(fā)生溢流,繼續(xù),三、空井時發(fā)生溢流,司機(jī)、二、三崗位,繼續(xù),三、空井時發(fā)生溢流,資料員,套管閘門,繼續(xù),三、空井時發(fā)生溢流,班長,繼續(xù),三、空井時發(fā)生溢流,資料員,套管閘門,繼續(xù),三、空井時發(fā)生溢流,7）看,壓力變化及溢流量,一、二崗位、資料員,返回,沒有安裝防噴器的井： 在起下管柱時發(fā)現(xiàn)溢流：要立即打開四通兩側(cè)的閥門，如果溢流量不大，在不妨礙安全操作的情況下要盡可能的搶下管柱，否則應(yīng)立即搶接管柱防噴工具后采取適當(dāng)措施控制井口，具體操作步驟為： 發(fā)信號 停止起下管柱搶接油管掛開套管閘門 座油管掛座采油樹（均勻上緊井口螺栓） 關(guān)套管閘門、試關(guān)井 看油、套壓力；

37、空井時發(fā)現(xiàn)溢流，當(dāng)班負(fù)責(zé)人要立即組織人員打開四通兩側(cè)的閥門，搶裝井口防噴器工具，具體操作步驟為： 發(fā)信號 開套管閘門 座采油樹（或裝井口防噴工具） 均勻上緊井口螺栓關(guān)套管閘門 觀察壓力。,一、起下管柱時發(fā)生溢流關(guān)井程序,繼續(xù),井下三.七動作關(guān)井程序,二、井下施工時發(fā)生溢流,2,1,5,6,7,3,套管閘門,開,停,止作業(yè),發(fā),信號,防噴器,關(guān),關(guān),套管閘門,看,壓力變化,搶,搶提方鉆桿裝懸塞閥,班長,司機(jī)、一、二、三崗位,資料員,班長,資料員,二崗位資料員,司機(jī)、一、二、三崗位,4,繼續(xù),三、空井時發(fā)生溢流關(guān)井程序,套管閘門,開,停,其他作業(yè),發(fā),信號,防噴器,關(guān),關(guān),套管閘門,看,壓力變化,

38、搶,下管柱 裝旋塞閥,班長,司機(jī)、一、二、三崗位,資料員,班長,資料員,二崗位資料員,司機(jī)、一、二、三崗位,1 2 3 4 5 6 7,繼續(xù), 發(fā)信號要準(zhǔn)確, 關(guān)防噴器順序要正確, 取準(zhǔn)關(guān)井套壓、立壓值, 正確開關(guān)平板閥, 正確調(diào)整節(jié)流閥,注意,返回,思考題,返回,一、井內(nèi)氣體的膨脹,二、井內(nèi)氣體的運(yùn)移,第六章 內(nèi)氣體的膨脹和運(yùn)移,返回,練習(xí),一、井內(nèi)氣體 的膨脹,1、氣體膨脹,2、壓井液氣侵,3、氣體塞,4、氣體侵入井內(nèi)的特點(diǎn),返回,氣體是可壓縮的流體，其體積取決于其上所加的壓力。壓力增加，體積減少；壓力降低，體積增加。天然氣的壓力與體積變化情況是:當(dāng)壓力增加一倍，其體積減少一半，反之，當(dāng)壓

39、力減少一半，其體積增加一倍。,1、氣體的膨脹,返回,氣侵后，在氣泡上升過程中，氣泡上面的壓井液液柱高度越來越小。氣體所受的液柱壓力也越來越小，這就引起氣體體積逐漸膨脹。越向上升氣體體積膨脹越大。當(dāng)氣體接近地面時氣體體積膨脹到最大。見圖,2、壓井液氣侵,返回,氣體塞侵和天然氣侵一樣，具有向上運(yùn)移和體積膨脹兩個特性。氣柱上升到井深的一半，氣柱所受的壓井液液柱壓力就減小一半，氣體體積就增加一倍。當(dāng)氣柱再向上運(yùn)移一半,氣體體積又增加一倍。每上升到余下路程的一半，氣柱體積就增加一倍。氣柱接近地面時，氣柱體積增加到最大，如下圖所示。,3、氣體塞,繼續(xù),117,繼續(xù),氣體侵入井內(nèi)，從井底到井口氣體體積、壓力

40、和井底壓力的變化過程說明：（1）氣體在井內(nèi)上升時體積一直在膨脹，但增加量較小，直到靠近地面時才迅速增加，這時壓井液池液面才增加比較明顯； （2）氣體膨脹上升對井底壓力的影響很小，只是到靠近地面時，井底壓力才能有明顯降低。,1.氣體 2.井底壓力 3.氣體所受壓力,返回,1）氣泡向上運(yùn)移； 2）氣泡向上運(yùn)移時體積膨脹。,4、氣體侵入井內(nèi)的特點(diǎn),1）氣泡侵入壓井液后，環(huán)空壓井液密度自下而上逐漸變小。 2）壓井液氣侵后，一般不會使井底壓力小于地層壓力。 3）鉆淺氣層時，氣侵使井底壓力的減小程度比深井大。,5、氣體侵入井內(nèi)的注意事項,返回,二、井內(nèi)氣體的運(yùn)移,1、井內(nèi)氣體的運(yùn)移,2、開井時的氣體運(yùn)移,

41、3、關(guān)井時的氣體運(yùn)移,返回,氣體密度較低是引起它在環(huán)空上升的原因，若鉆桿在井內(nèi)居中，氣塞在環(huán)空中的形狀象一個彎曲的香蕉，如圖所示，氣體上升在環(huán)空的一邊，而另一邊是壓井液的回流。,氣體比壓井液的密度低得多，因此，壓井液中的氣體總有一個向上運(yùn)移的趨勢。不管是否關(guān)井，氣體運(yùn)移總是可能發(fā)生的。,1、井內(nèi)氣體的運(yùn)移,返回,起鉆過程中，少量氣侵不易被發(fā)現(xiàn)，隨著鉆具起出，氣體不斷運(yùn)移，經(jīng)過幾個小時后，氣體上升膨脹到一定程度，表現(xiàn)出極微弱的溢流。最終，氣體膨脹將會降低靜液柱壓力，并且地層內(nèi)的流體大量侵入井內(nèi)。,2、開井時的氣體運(yùn)移,返回,關(guān)閉防噴器，氣體就不能膨脹。所以氣體就保持壓力不變而向上移動。結(jié)果是氣體

42、中的地層壓力向地面移動。這個不變的壓力上升，壓井液就下降，下面的壓井液靜液柱壓力使井底壓力增加。上部靜液壓力減小使地面壓力增大。實(shí)際上整個井中壓力增加。如圖所示，由于氣體運(yùn)移，使套管鞋處壓力增加，地下井噴就要發(fā)生。見下圖,3、關(guān)井時的氣體運(yùn)移,繼續(xù),氣體運(yùn)移圖,繼續(xù),關(guān)井后，已經(jīng)發(fā)生的氣侵可能還在運(yùn)移。在地面的顯示是，關(guān)井立管壓力和套管壓力等量增加。如不采取措施，套管壓力上升到超過最大允許值，引起地層破裂，造成地下井噴。此時要釋放鉆井液（或壓井液） ，允許氣體膨脹，并降低套管壓力。,返回,1、壓井液氣侵后，不能用的壓井液密度計算環(huán)空井底壓力。 2、氣泡在井內(nèi)會逐漸滑脫，其體積逐漸。 3、淺氣層

43、的氣侵使井底壓力減小的速度和程度比井大。,一、填空：,二、問答題：,1、氣體侵入井內(nèi)的特點(diǎn)是什么？ 2、氣體侵入井內(nèi)時，注意哪些事項？ 3、關(guān)井后，發(fā)生氣侵在地面有何顯示？,練習(xí),返回,一、井底常壓原理,二、“U”型 管原理,三、 壓井鉆井液密度與新鉆井液密度,第七章 井涌控制原理,返回,練習(xí),基本原理是：實(shí)施壓井過程中，始終保持井底壓力與地層壓力的平衡。不使新的地層流體進(jìn)入井內(nèi)。同時又不使控制壓力過高，危機(jī)地層與設(shè)備。 最常用的壓井方法有司鉆法、等待加重法、循環(huán)加重法、每一種都稱為井底常壓法。,一、井底常壓原理,繼續(xù),返回,二、 “U”型 管原理,1、“U”型管的基本原理,2、井底壓力,3、

44、立管壓力,4、套管壓力,5、關(guān)井允許最大套管壓力,返回,“U”型管底部是一個平衡點(diǎn)，此處的壓力只能有一個值，這個值可以通過分析任意一條腿的壓力而獲得。,1、“U”型管的基本原理,返回,（1）靜止?fàn)顟B(tài)下，井底壓力等于鉆柱或環(huán)空靜液柱壓力。,（3）動態(tài)條件下，井底壓力是環(huán)空靜液壓力、環(huán)空節(jié)流管線壓力損失和套管壓力的總和。,（2）在靜止關(guān)井條件下，井底壓力等于關(guān)井鉆桿壓力加上鉆柱內(nèi)靜液壓力或等于關(guān)井套管壓力加上環(huán)空靜液壓力。,2、井底壓力,返回,3、立管壓力,立管（油管）壓力：鉆井液或壓井液流經(jīng)各處的壓力損失總和。,初始立管壓力是壓井循環(huán)開始時所需的壓力。 初始立管壓力=低泵速泵壓+關(guān)井管柱壓力,例

45、1 已知低泵速泵壓等于4.137MPa，關(guān)井鉆桿壓力等于5.171MPa,求初始立管壓力。,解 初始立管壓力 = 4.137+5.171 = 9.308MPa,當(dāng)新鉆井液或壓井液到達(dá)鉆頭位置，并開始上返時的立管壓力叫終了循環(huán)立管壓力。用PF表示,式中PF-最終立管壓力，Mpa； 1-最新鉆井液或壓井液密度， g/cm3 。 0-原鉆井液或壓井液密度， g/cm3。,k-壓井漿密度， g/cm3。 P0-原低泵速泵壓。 H-井深，km。, P立=0 P立0,P立= P地-P靜壓,立壓等于零說明井內(nèi)鉆井液靜液壓力至少和地層壓力平衡即抽吸井涌。,2）發(fā)生井涌關(guān)井后的立管壓力,返回,P立= P地-P靜

46、壓+循環(huán)壓力損失總和,即低泵速泵壓Po,Ps = P地-P靜壓+Po,初始循環(huán)立管壓力Ps=關(guān)井鉆桿壓力+低泵速泵壓,3)發(fā)生井涌關(guān)井后循環(huán)原漿時的立壓,返回,初始立管壓力是循環(huán)開始時所需的壓力。 初始立管壓力=低泵速泵壓+關(guān)井鉆桿壓力,例1 已知低泵速泵壓等于4.137MPa，關(guān)井鉆桿壓力等于5.171MPa,求初始立管壓力。,解 初始立管壓力 = 4.137+5.171 = 9.308MPa, 初始立管壓力Ps,繼續(xù),低泵速泵壓是在低于鉆進(jìn)時正常排量的某一個排量下測定的。使用地面防噴器的井，低排量大約是正常排量的1/3至1/2，或者是160-480L/min。對應(yīng)的泵壓應(yīng)該減少到正常值的1

47、/9至1/4。, 低泵速泵壓,低泵速泵壓實(shí)測法 當(dāng)鉆入高壓油氣層時，要求每天早班用選定的壓井排量進(jìn)行循環(huán)實(shí)驗，測得相應(yīng)的立管壓力值就是低泵速泵壓。并將低泵速泵壓的數(shù)值及所用排量記到班報表上。便于壓井時查用。,繼續(xù), 如果采用正常鉆進(jìn)時的大排量進(jìn)行壓井，壓井時循環(huán)系統(tǒng)壓力損耗就大，再加上關(guān)井立管壓力，可能使循環(huán)立管壓力超過鉆井泵的額定工作壓力。, 如果采用正常鉆進(jìn)時的大排量進(jìn)行壓井，開關(guān)節(jié)流閥時，套管壓力和立管壓力變化劇烈，使我們難以控制節(jié)流閥。, 如果采用正常鉆進(jìn)時的大排量進(jìn)行壓井，環(huán)空壓力損失大，易發(fā)生井漏。,壓井時采用低排量的原因,繼續(xù),返回,P立隨著新鉆井液增加而逐漸下降。,當(dāng)新鉆井液到

48、達(dá)鉆頭位置，并開始上返時的立管壓力叫終了循環(huán)立管壓力。用PF表示,式中PF-最終立管壓力，Mpa； 1-最新鉆井液密度， g/cm3 。 0-原鉆井液密度， g/cm3。,k-壓井漿密度， g/cm3。 P0-原低泵速泵壓。 H-井深，km。 見例題,4）發(fā)生井涌關(guān)井后循環(huán)新漿時立壓的變化,繼續(xù),1）正常鉆進(jìn)時套壓為零。 2）發(fā)生井涌關(guān)井后的套壓 P關(guān)井套壓=P地-PH環(huán)空 PH環(huán)空=PH鉆井液+PH侵入流體,可見：關(guān)井套管壓力大小取決于環(huán)空靜液壓力，環(huán)空靜液壓力大小取決于侵入流體的性質(zhì)和體積。,4、套管壓力,3）發(fā)生井涌關(guān)井循環(huán)原漿套壓的變化趨勢,A、基本不變 為液體侵 B、上升下降不變 為

49、氣體侵,4）發(fā)生井涌關(guān)井循環(huán)新漿套壓的變化趨勢,A、當(dāng)新漿在鉆桿內(nèi)下行時，套壓基本不變（侵入的流體全部排出）。 B、當(dāng)新漿通過鉆頭在環(huán)空上返時，套壓逐漸減小。 C、當(dāng)新漿通過節(jié)流閥后，套壓為零。,返回,1）正常鉆進(jìn)時套壓為零。 2）發(fā)生井涌關(guān)井后的套壓 P關(guān)井套壓=P地-PH環(huán)空 PH環(huán)空=PH鉆井液+PH侵入流體,可見：關(guān)井套管壓力大小取決于環(huán)空靜液壓力，環(huán)空靜液壓力大小取決于侵入流體的性質(zhì)和體積。,4、套管壓力,返回,關(guān)井允許最大套管壓力是：在不破壞防噴設(shè)備、套管或地層條件下，一口井所能承受的最大壓力。,防噴器的額定工作壓力，套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度80%與地層壓裂梯度數(shù)值中最小的一個。,5、關(guān)井允

50、許最大套管壓力,繼續(xù),防噴設(shè)備的工作壓力可以從防噴裝置的銘牌上觀察到。常用的有 14、 21、 35、 70、105MPa。,1）防噴設(shè)備的工作壓力,繼續(xù),例.已知套管外徑=244.5mm,套管重量=59.528Kg/m,套管綱級為K55. 求 額定的抗內(nèi)壓強(qiáng)度. 解 壁厚=10mm(查表) 最小屈服強(qiáng)度=379.225MPa 破壞強(qiáng)度=1.75379.225 10/244.5=27.143 MPa,套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度又稱為內(nèi)壓屈服壓力。 可由表中查得.,套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度=1.75最小屈服強(qiáng)度壁厚外徑,2）套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度,繼續(xù),最大允許關(guān)井套管壓力=（GfGm）Hf =（鉆井液密度差最薄弱地層深)9

51、.81,鉆井液密度差=f m =壓裂壓力當(dāng)量密度鉆井液密度,地層破裂壓力:某一深度地層發(fā)生破裂時所能承受的壓力。,見例題,3）地層破裂壓力,繼續(xù),返回,已知鉆井液密度=1.27g/cm3, 套管鞋深度=1067米, 壓力當(dāng)量密度=1.71g/cm3。 求 最大允許關(guān)井套管壓力。 解 鉆井液密度差=1.711.27=0.44g/cm3 最大允許關(guān)井套管壓力 =0.44 10679.81=4.606MPa,最大允許關(guān)井套管壓力例題,返回,三、壓井鉆井液（或壓井液）密度與新 鉆井液（或壓井液）密度,1、概念,2、關(guān)井壓力,3、壓井液密度,4、起下鉆鉆井液安全增量,5、新鉆井液密度,6、泥漿加重,7、

52、鉆井液密度與壓力,8、兩種特殊情況-司鉆法與等待,返回,壓井鉆井液（或壓井液）密度是指恰好能平衡地層壓力所用的鉆井液（或壓井液）密度;新鉆井液密度是指壓井一開始泵入到井內(nèi)的鉆井液（或壓井液）密度。,1、概念,返回,2、關(guān)井壓力,關(guān)井鉆桿壓力=地層壓力鉆柱靜液壓力 關(guān)井套管壓力=地層壓力環(huán)空靜液壓力,返回,壓井鉆井液密度 =原有鉆井液密度+鉆井液密度增量,關(guān)井鉆桿壓力是平衡地層壓力所需要的靜液壓力增量,它可以轉(zhuǎn)化為: 鉆井液密度增量 =關(guān)井鉆桿壓力/(深度9.81) 根據(jù)立管壓力計算壓井鉆井液密度,3、壓井鉆井液密度,繼續(xù),已知深度=3048米， 鉆井液密度等于1.34g/cm3, 關(guān)井鉆桿壓力

53、等于4.137MPa， 關(guān)井套管壓力等于5.172MPa。 求 壓井液密度。 解 ：鉆井液密度增量 =4.137/(3.0489.81)=0.138 g/cm3 壓井鉆井液密度 =1.34+0.138=1.48g/cm3,壓井液密度計算例題,返回,為了減少抽吸帶來的液柱壓力下降,應(yīng)當(dāng)增加一個起下鉆安全增量,通常是: 0.05-0.1g/cm3(油井) 0.07-0.15g/cm3 (氣層),4、 起下鉆鉆井液安全增量,返回,新鉆井液密度范圍從原有的鉆井液密度直到超過壓井鉆井液密度,同時也是區(qū)別各種類型井底常壓法的唯一參考。,（1）司鉆法：新鉆井液密度=原有鉆井液密度； （2）工程師法：新鉆井液

54、密度=壓井鉆井液密度； （3）循環(huán)加重法：新鉆井液密度逐漸增加到壓井 鉆井液密度。如表所示。,5、新鉆井液密度,繼續(xù),井控方法一般分類,其中：1-新鉆井液密度； k-壓井鉆井液密度； 0-原鉆井液密度。,返回,6、 泥漿加重,1) 配制一定量加重漿 所需加重材料的計算,2) 定量泥漿加重 時需加重材料的計算,返回,式中 G-配制定量新漿所需加重料的重量; s-重晶石密度,4.25t/m3； 1-需要達(dá)到的密度, t/m3； 0-原漿密度, t/m3； v1-新漿體積, m3。 見例題,1)配制一定量加重泥漿所需加重材料的計算,繼續(xù),已知原漿密度0=1.20g/cm3,要加重到1=1.35 g/

55、cm3, 欲配制新漿容積V1=191m3。 求 （1）重晶石的袋數(shù)；（2）重晶石增加的體積。 解 （1）求重晶石的重量,= 4.25191(1.35-1.2)/(4.25-1.20) = 33922Kg,根據(jù)公式,每袋重晶石50Kg,重晶石袋數(shù)為 3392250=799袋 （2）重晶石的體積33.922/4.25=7.982m3,配制一定量加重泥漿計算,返回,式中 G1-定量泥漿加重時所需加重材料的重量； v0-原鉆井液容積。見例題,2）定量泥漿加重時所需加重材料的計算,繼續(xù),已知原漿密度0=1.20g/cm3,原漿容積V0 =191m3，把此漿加重到1=1.35 g/cm3。 求 (1)需重

56、晶石多少袋; (2)加重后泥漿總體積。,解 (1)重晶石的重量,根據(jù)公式:,=4.25191(1.351.2)/(4.251.35)=41.987t =41.9870.05=840袋,(2)加入重晶石占的體積=41.987/4.25=9.88m3 加重后泥漿的總體積=191+9.88=201m3,定量泥漿加重計算,返回,為了對比方便，常把壓力轉(zhuǎn)化成壓力梯度與當(dāng)量鉆井液密度，壓力梯度最常用的單位是KPa / m。 壓力梯度=壓力 / 垂直井深 壓力梯度可以轉(zhuǎn)化成當(dāng)量鉆井液密度 當(dāng)量鉆井液密度=壓力梯度 / 9.8 見例題,7、鉆井液密度與壓力,繼續(xù),已知 壓力=43.00MPa,井深=3200m

57、. 求 (1)壓力梯度 (2)當(dāng)量鉆井液密度. 解 (1)壓力梯度=43MPa / 3200 =13.445KPa / m (2)當(dāng)量鉆井液密度=13.445KPa /9.8 =I.37,鉆井液密度與壓力的計算,繼續(xù),當(dāng)量鉆井液密度=環(huán)空鉆井液密度+鉆井液密度增量,鉆井液密度增量=附加壓力深度9.81,通常情況下,附加壓力包括環(huán)空壓力損失與井涌控制壓力。,例 已知鉆井液密度1.22g/cm3,節(jié)流壓力7.584MPa, 環(huán)空壓力損失(1067米)0.379MPa。 求 在1067m處的當(dāng)量鉆井液密度。,解 附加壓力=7.585+0.379=7.964 鉆井液密度增量=7.964/1.067/9

58、.81=0.761 當(dāng)量鉆井液密度=1.22+0.761=1.98g/cm3,當(dāng)量鉆井液密度,返回,司鉆法：鉆井液在第一個循環(huán)里不加重,新鉆井液密度等于舊鉆井液密度,因此低泵速泵壓不變。即立管壓力在整個第一次循環(huán)里可以保持不變，保持井底常壓，或者說初始和最終立管壓力相等。在第二循環(huán)周里，鉆井液需要加重到壓井密度并循環(huán)到整個井內(nèi)。在壓井鉆井液送到鉆頭的過程中，立管壓力應(yīng)減小。其后，立管壓力應(yīng)保持不變。,8、兩種特殊情況 -司鉆法與等待加重法,等待加重法：在循環(huán)開始以前鉆井液就需加重，新鉆井液密度等于壓井鉆井液密度。最后得到的鉆井液密度差為零。最終立管壓力等于新的低泵速泵壓。壓井只需一個循環(huán)。例1、例2,返回,已知低泵速泵壓等于4.