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文檔簡(jiǎn)介

1、第一部分,井控基本概念解讀,井控基本概念解讀,一、井控基本概念,1,井控,Well Control,:實(shí)施油氣井壓力控制的簡(jiǎn)稱,2,溢流,Overflow,:當(dāng)井底壓力小于地層壓力時(shí),井口,返出的鉆井液量大于泵的排量、停泵后井口鉆井液自動(dòng)外溢,的現(xiàn)象稱之為溢流或井涌,3,井噴,Well Blowout,:當(dāng)井底壓力遠(yuǎn)小于地層壓力時(shí),井內(nèi)流體就會(huì)大量噴出,在地面形成較大噴勢(shì)的現(xiàn)象稱之為,井噴,4,井噴失控,Out of Control for Blowout,:井噴發(fā)生,后,無(wú)法用常規(guī)方法控制井口和壓井而出現(xiàn)井口敞噴的現(xiàn)象,稱之為井噴失控,井控基本概念解讀,5,井控的三個(gè)階段,1,一級(jí)井控:也稱

2、主井控,指以合理的鉆井液密度、合,理的鉆井技術(shù)措施,采用近平衡壓力鉆井技術(shù)安全鉆穿油氣,層的井控技術(shù)。該方法簡(jiǎn)單、安全、環(huán)保、易于操作,2,二級(jí)井控:溢流或井噴后,按關(guān)井程序及時(shí)關(guān)井,利,用節(jié)流循環(huán)排溢流和壓井時(shí)的井口回壓與井內(nèi)液柱壓力之和,來(lái)平衡地層壓力,最終用重漿壓井,重建平衡的井控技術(shù),3,三級(jí)井控:井噴失控后,重新恢復(fù)對(duì)井口控制的井控,技術(shù),井控基本概念解讀,6,井控工作中“三早”的內(nèi)容:早發(fā)現(xiàn)、早關(guān)井和早處,理,1,早發(fā)現(xiàn),溢流被發(fā)現(xiàn)的越早越好、越便于關(guān)井控制,越安全。國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)一般將溢流量控制在,1,2 m3,之前發(fā)現(xiàn),這是安全、順利關(guān)井的前提,2,早關(guān)井,在發(fā)現(xiàn)溢流或預(yù)兆不明顯懷疑

3、有溢流時(shí),應(yīng),停止一切其它作業(yè),立即按關(guān)井程序關(guān)井,3,早處理,在準(zhǔn)確錄取溢流數(shù)據(jù)和填寫壓井施工單后,就應(yīng)進(jìn)行節(jié)流循環(huán)排出溢流和壓井作業(yè),井控失控的危害,其危害性可概括以下八個(gè)方面,1,打亂全局的正常工作程序,影響全局生產(chǎn),2,使鉆井事故復(fù)雜化、惡性化,3,極易引起火災(zāi)(如井場(chǎng)、葦?shù)丶吧?4,影響井場(chǎng)周圍居民的正常生活,甚至生命安全,5,污染環(huán)境,影響農(nóng)田、水利和漁牧業(yè)生產(chǎn)以及交通,通訊的正常運(yùn)行等,6,傷害油氣層,毀壞地下油氣資源,7,造成人力及物力上的巨大損失,嚴(yán)重時(shí)造成機(jī)毀人亡,和油氣井報(bào)廢,8,降低企業(yè)形象,造成不良的社會(huì)影響,井噴失控處理方法,一旦井噴失控,其處理方法主要是圍繞著怎

4、樣使井口裝,置、井控管匯重新恢復(fù)對(duì)油氣流的控制而進(jìn)行。井噴失,控井雖各有其特點(diǎn)和復(fù)雜性,但基本處理方法卻是相同,的。一般的處理過(guò)程都是先將三級(jí)井控轉(zhuǎn)化為二級(jí)井控,即:重裝井口,恢復(fù)對(duì)井口的控制。再將二級(jí)井控轉(zhuǎn)化,為一級(jí)井控,即:只利用合理的壓井鉆井液密度就能平,衡地層壓力,恢復(fù)正常鉆井作業(yè),井控作業(yè)中易出現(xiàn)的錯(cuò)誤做法,1,發(fā)現(xiàn)溢流后不立即關(guān)井,仍采取循環(huán)觀察,2,起下管柱溢流時(shí)仍僥幸繼續(xù)作業(yè),3,關(guān)井后長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行壓井作業(yè),4,壓井泥漿密度過(guò)大或過(guò)小,5,排除天然氣溢流時(shí)保持循環(huán)罐液面不變,6,企圖敞開井口,使壓井液的泵入速度大于溢流速度,7,關(guān)井后閘板刺漏仍不采取措施,第二部分,井下各種壓力

5、的概念,一,靜液柱壓力,是由靜止液體重力產(chǎn)生的壓力,P,gH/1000,P,靜液柱壓力,MPa,g,重力加速度,9.81m/s,2,液體密度,g/cm,3,H,液柱高度,m,對(duì)井深需要特別注意的是,井深必須用垂直井深,面不是,管柱下入深度,靜液柱壓力的大小僅取決于流體的的密度和,液柱的垂直高度,與井筒尺寸無(wú)關(guān),二,當(dāng)量流體密度,地層某一位置的當(dāng)量流,體密度是這一點(diǎn)以上各種壓力之和(靜液柱壓,力、回壓、環(huán)空壓力損失等)折算成流體密度,稱為這一點(diǎn)的當(dāng)量流體密度,e,1000p/9.81H,P,作用于該點(diǎn)的總壓力,MPa,當(dāng)量流體密度,g/cm,3,H,液柱高度,m,在作業(yè)過(guò)程中,計(jì)算井下某點(diǎn)的當(dāng)量

6、密度時(shí),由于,在大部分情況下都有井內(nèi)流體的靜液柱壓力作用于,該處,所以上述公式可以寫成以下形式,e,1000p/9.81H,P,作用于該點(diǎn)的不包括靜液柱壓力的其它壓力,MPa,三,壓力梯度,是指每增加單位垂直深度壓力,的變化值,即每米垂直井深壓力的變化值或每,10,米垂直井深壓力的變化值,G,p/H,g,G,壓力梯度,kPa/m,p,壓力,kPa,或,MPa,H,深度,m,或,10 m,四,地層壓力,地層壓力指地下巖石孔隙中流體所,具有的壓力。正常情況下,地下某一深度的地層壓,力等于地層流體作用于該處的靜液柱壓力。清水和,鹽水是兩種常見(jiàn)的地層流體,水的密度是,1 g/cm3,形成的壓力梯度為,

7、9.8kPa/m,地層的鹽水密度大約,為,1.07 g/cm3,形成的壓力梯度為,10.5kPa/m,按習(xí)慣,壓力梯度在,9.8-10.5kPa/m,為正常地層壓力,五,上覆巖層壓力,是某深度以上的巖石和,其中的流體對(duì)該深度所形成的壓力,P,0,P,m,P,p,P,0,上覆巖層壓力,MPa,P,m,基體巖石壓力,MPa,P,p,地層孔隙,壓力,MPa,上覆巖層壓力一般由密度測(cè)井或聲波測(cè)井資料求得,六,地層破裂壓力,指某一深度地層發(fā)生破碎和,裂縫時(shí)所能承受的壓力。井內(nèi)壓力過(guò)大會(huì)使地層破,裂并將全部修井液漏入地層。井下作業(yè)時(shí)修井液的,液柱壓力的下限要保持與地層壓力相平衡,即不污,染地層,又能實(shí)現(xiàn)壓

8、力控制;而其上限則不能超過(guò),地層的破裂壓力,以免壓裂地層造成井漏。尤其是,地層壓力差別較大的裸眼井段,如設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)造成,先漏后噴的事故,七,井底壓差,指井底壓力與地層壓力之間的差值,p=P,b,P,p,P,b,井底壓力,P,p,地層壓力,在作業(yè)過(guò)程中控制井底壓差是十分重要的,井,下作業(yè)就是在井底壓力稍大于地層壓力,保持最小,井底壓差的條件下進(jìn)行的。這樣既可以提高作業(yè)速,度,又可達(dá)到到保護(hù)油、氣層的目的,八,井下壓力系統(tǒng)的平衡關(guān)系,1,靜止?fàn)顟B(tài)(空井,井底壓力,靜止壓力,P,b,P,m,2,正常循環(huán),井底壓力,環(huán)空靜液壓力,環(huán)空壓力損失,P,b,P,mh,P,hs,反循環(huán),井底壓力,靜液壓力,管

9、柱內(nèi)的阻力,P,b,P,m,P,zz,3,起管柱時(shí),井底壓力,靜液壓力,抽汲壓力,P,b,P,m,P,cj,如果不及時(shí)灌修井液,井底壓力,靜液壓力,抽汲壓力,液面降減小的壓力,P,b,P,m,P,cj,P,yj,4,下管柱時(shí)井底壓力,靜液壓力,激動(dòng)壓力,P,b,P,m,P,j,5,沖砂、鉆塞時(shí),井底壓力,靜液壓力,環(huán)空阻力,巖屑或砂粒在修井液中產(chǎn),生的附加壓力,向下送管的激動(dòng)壓力,P,b,P,m,P,hz,P,yf,P,j,6,循環(huán)出氣涌時(shí),井底壓力,靜液壓力,環(huán)空阻力,節(jié)流閥壓力,P,b,P,m,P,hz,P,jl,7,關(guān)井時(shí),井底壓力,環(huán)空液柱壓力,套壓,管柱內(nèi)液柱壓力,油,壓,P,b,P

10、,m,P,a,P,m,P,d,從以上,7,種情況來(lái)看,起管柱時(shí)其它情況相同,井底壓力最,小,發(fā)生井噴的可能性最大,尤其是起管柱時(shí)不及時(shí)向井內(nèi),灌注修井液的情況最危險(xiǎn),第三部分,井涌的原因、征兆與監(jiān)測(cè)方法,井涌,又稱為,溢流、靜侵,地層流體(油、氣、水)侵入井內(nèi),井口返出的鉆井液量大于,泵入量,或停泵后鉆井液從井口自動(dòng)外溢的現(xiàn)象,一、地層流體侵入井內(nèi)的原因,1,地層壓力掌握不準(zhǔn),使設(shè)計(jì)的鉆井液密度偏低,2,地層流體(油、氣、水)侵入,使鉆井液密度降低,3,起鉆未按規(guī)定灌泥漿,或井漏使井內(nèi)液面降低,4,起鉆速度過(guò)快,引起抽過(guò)大,地層流體侵入井內(nèi),5,停止循環(huán)時(shí),環(huán)空循環(huán)壓降消失,使井底壓力減小,統(tǒng)

11、計(jì)表明,近,70,的井涌或井噴發(fā)生在起鉆(或起完鉆)過(guò)程中,二、氣侵,1,氣侵的途徑與方式,巖石孔隙中的氣體隨鉆碎的巖屑進(jìn)入井內(nèi)鉆井液,氣層中的氣體由于濃度差通過(guò)泥餅向井內(nèi)擴(kuò)散,當(dāng)井底壓力小于地層壓力時(shí),氣層中的氣體大量流,入或滲入井內(nèi),2,氣侵的特點(diǎn)及危害,1,侵入井內(nèi)的氣體由井底向井口運(yùn)移時(shí),體積逐漸膨,脹,越接近地面,膨脹越快。因此,在地面看起來(lái)氣,侵很嚴(yán)重的鉆井液,在井底只有少量氣體侵入,2,一般情況下,氣體侵入鉆井液后呈分散狀態(tài),井底,泥漿液柱壓力的降低是非常有限的。只要及時(shí)有效地,除氣,就可有效避免井噴,3,當(dāng)井底積聚相當(dāng)體積的氣體形成氣柱時(shí),隨著氣柱,的上升(滑脫上升或循環(huán)上升)

12、,在井口未關(guān)閉的情,況下,環(huán)境壓力降低,體積膨脹變大,替代的鉆井液,量越來(lái)越多,使井底壓力大大降低,更多的氣體將以,更快的速度侵入井內(nèi),最終導(dǎo)致井噴,4,氣侵關(guān)井后,氣體將滑脫上升,在井口積聚。但體,積變化并不大。使氣體幾乎仍保持原來(lái)的井底壓力,這個(gè)壓力與泥漿柱壓力疊加作用于整個(gè)井筒,容易導(dǎo),致井漏和地下井噴,3,氣侵情況下的氣液兩相流的流動(dòng)特點(diǎn),氣體進(jìn)入井眼后,井內(nèi)為氣液兩相流,由于二者密,度不同,氣體將會(huì)滑脫上升,在泡狀流時(shí),氣體的滑,脫速度不大,一般為,150 300 m/h,在段塞流時(shí)的滑,脫速度約為,1800 3000 m/h,在井口開口的情況下,隨著氣體的不斷上升,氣體,逐漸膨脹,

13、在一定氣侵量時(shí),氣體會(huì)由泡狀流逐漸向,段塞流和環(huán)狀流發(fā)展,4,井內(nèi)氣體上升時(shí)的體積及壓力變化,1,井口開啟,根據(jù)波耳定律,P,1,V,1,P,2,V,2,按等溫過(guò)程,可知?dú)怏w從井底上升到一半高度時(shí),由于氣體壓力減,小一半,氣體體積將會(huì)增大一倍。隨著氣體體積的不,斷增大,井底的液柱壓力逐漸減小,導(dǎo)致更多的氣體,侵入井內(nèi),形成惡性循環(huán),最終可能引起井噴,如深度為,4 km,的井,當(dāng)井,底侵入,1 m,3,的氣體時(shí),隨,氣體的上升,其體積的變,化如圖所示,當(dāng)氣體上升到,390m,處時(shí),其體積等于其上的環(huán)空,體積,也就是說(shuō),其上部,的泥漿全部被頂出井外,如果泥漿上返速度為,0.8m/s,當(dāng)外溢量為,4

14、 m,3,時(shí)發(fā)現(xiàn)井涌,氣體到達(dá),1km,處,則從發(fā)現(xiàn)到噴出,大約只需,78,分鐘時(shí)間,因此,人們常說(shuō)井噴會(huì)突然發(fā)生,2,井口關(guān)閉,在井口關(guān)閉的情況下,氣體在滑脫上升的過(guò)程中,保持體積不變,因此其壓,力亦保持不變,此情況下,井口和井底的壓力都會(huì)逐,漸增加,當(dāng)氣體到達(dá)井口時(shí),井口承受的壓力為地層壓,力,井底的壓力為,2,倍于地層壓力。此情況下可能壓漏地,層,發(fā)生井下井噴。因此,在井內(nèi)的氣體上升過(guò)程中,應(yīng)逐漸有控制地進(jìn)行放壓,使套壓小于允許套壓,注意事項(xiàng),1,起鉆初期一定要控制起鉆速度,2,起鉆時(shí)注意及時(shí)灌漿,3,盡可能防止長(zhǎng)時(shí)間空井,4,在含氣量比較大的地區(qū)或氣田要有高度的警惕性,下鉆時(shí),可采用分

15、段循環(huán)的方法排除侵入井內(nèi)的氣體,5,發(fā)生井漏時(shí)要預(yù)防井噴,6,發(fā)現(xiàn)井涌后應(yīng)及時(shí)關(guān)井,切不可采用循環(huán)觀察的方,法來(lái)確定井內(nèi)的情況,7,在發(fā)生井涌時(shí),不要開著井口搶下鉆,或者企圖,把鉆頭提到套管鞋內(nèi)。以免造成井噴,三、地層流體侵入的檢測(cè),1,地層流體侵入的征兆,1,鉆速(鉆時(shí))加快、蹩跳鉆、鉆進(jìn)放空,2,泥漿池液面升高,3,鉆井液返出量多于泵排量,4,鉆井液性能發(fā)生變化,密度降低,粘度上升或下降,氣泡、氯根離子、氣測(cè)烴類含量增加,油花增多,油味、天然氣味、硫化氫味增濃,溫度升高,泥漿電導(dǎo)率增大或減小,5,泵壓上升或下降,懸重減小或增大,鉆遇高壓層時(shí),井底壓力突然升高,導(dǎo)致懸重減,小,泵壓升高;地層

16、流體侵入鉆井液后,鉆井液,密度降低,浮力減小,懸重增大,泵壓減小,6,起鉆時(shí)灌不進(jìn)泥漿或泥漿灌入量少于正常值,7,停止循環(huán)后,井口仍有泥漿外溢,2,地層流體侵入井眼的檢測(cè)方法,1,泥漿池液面檢測(cè),利用泥漿池液面?zhèn)鞲衅?2,鉆井液返出流量檢測(cè),利用泥漿出入口流量計(jì),3,聲波檢測(cè),根據(jù)聲波在液體、氣體和氣液兩相流中傳播速度的不,同檢測(cè)氣侵的程度,聲波在水中的傳播速度為,1500m/s,在空氣中的傳播,速度為,340m/s,在氣液兩相流中的傳播速度可以低于,每秒幾十米,4,利用綜合錄井儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),第四部分,關(guān)井方式與關(guān)井程序,控制溢流主要包括兩個(gè)步驟,阻止地層流體繼續(xù)侵入井眼,關(guān)井,一、關(guān)井方式,利

17、用井口防噴器將井口關(guān)閉,井口防噴器產(chǎn)生的回壓與環(huán),空泥漿液柱壓力之和平衡地層壓力,阻止地層流體的繼續(xù),侵入,1,硬關(guān)井,發(fā)現(xiàn)溢流后,在節(jié)流閥未打開的情況下關(guān)閉防噴器。關(guān)井,時(shí)間短,可以盡快阻止地層流體侵入,特點(diǎn),易產(chǎn)生水擊、易損壞井口裝置或壓漏薄弱地層,適用于井涌速度不高、井口裝置承壓能力高的情況,2,軟關(guān)井,發(fā)現(xiàn)并涌后,先適當(dāng)打開節(jié)流閥,34,圈),再關(guān)閉防,噴器,然后再關(guān)閉節(jié)流閥,特點(diǎn),關(guān)井時(shí)間長(zhǎng),地層流體侵入量多,使用于井涌速度較高、井口裝置承壓能力較低、裸眼井,段有薄弱地層的情況,3,半軟關(guān)井,發(fā)現(xiàn)井涌后,先適當(dāng)打開節(jié)流閥,再關(guān)防噴器?;蜻呴_,節(jié)流閥邊關(guān)防噴器,特點(diǎn),適用于井涌速度較高

18、、井口裝置承壓能力較低、裸眼井,段有薄弱地層的情況,二、關(guān)井程序,關(guān)井中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題,1,關(guān)防噴器時(shí)要先關(guān)環(huán)型防噴器,再關(guān)閘板防噴器,2,關(guān)節(jié)流閥時(shí),速度不要太快,注意套壓不要超過(guò)允,許值,3,關(guān)閘板防噴器時(shí),應(yīng)使鉆具處于懸吊狀態(tài),不能坐,在轉(zhuǎn)盤上,以防止鉆具不居中而封不住,4,如確實(shí)需要向井內(nèi)下入鉆具,不能在泥漿外溢的情,況下敞著井口搶下鉆,而應(yīng)采用上下兩個(gè)閘板防噴器強(qiáng)行下鉆,5,當(dāng)關(guān)井套壓大于允許關(guān)井套壓時(shí),則不能把節(jié)流閥,全,關(guān)死,應(yīng)在保持盡可能高的套壓下進(jìn)行節(jié)流循環(huán),第五部分,壓井,第五部分,壓井,一、泥漿氣侵時(shí),圈閉壓力的檢查與釋放,油水侵時(shí),在關(guān)井后,立壓和套壓達(dá)到一定值后趨于

19、穩(wěn)定,氣,侵,時(shí),在關(guān)井后,氣體在滑脫上升過(guò)程中,侵入的氣體,不能自由膨脹,會(huì)帶壓上升。因此,即便是立壓或套壓與,漿液柱壓力之和達(dá)到了可平衡地層壓力的值以后,立壓和,套壓還可能隨時(shí)間不斷升高。有可能壓漏地層或超過(guò)設(shè)備,的承壓能力,這種在立壓或套壓記錄上超過(guò)平衡地層壓力值以后,壓,力繼續(xù)升高的增量,稱為,圈閉壓力,為了防止套壓超過(guò)極限套壓,較為準(zhǔn)確的確定地層壓力,對(duì)圈閉壓力可進(jìn)行釋放,氣侵關(guān)井后的立壓與套壓隨時(shí)間的變化曲線,地層滲透率大小的判斷,精確判斷地層滲透率的大小較為困難,但可根據(jù)現(xiàn),場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行粗略判斷,關(guān)井后十幾分鐘,立壓、套壓恢復(fù)曲線出現(xiàn)平穩(wěn)段,可認(rèn)為是高滲地層,關(guān)井后,40,分鐘以內(nèi)

20、,立壓、套壓恢復(fù)曲線出現(xiàn)平穩(wěn)段,可認(rèn)為是中滲地層,關(guān)井后,80,分鐘后,立壓、套壓恢復(fù)曲線尚未出現(xiàn)平穩(wěn),段,可認(rèn)為是低滲地層,一般情況下,高壓高滲地層,井控難度最大,危險(xiǎn)性高,高壓中滲和中壓高滲地層,井控有一定的難度和危險(xiǎn)性,中低壓、中低滲地層,井控相對(duì)較容易,釋放“圈閉壓力”的方法為,開啟節(jié)流閥,釋放,40,80,升鉆井液后,關(guān)閉節(jié)流,閥并觀察立管壓力變化,若立管壓力無(wú)變化或略有增高,表明無(wú)圈閉壓力,此時(shí)記錄的立管壓力即是關(guān)井立管壓力,若立管壓力下降,則繼續(xù)釋放鉆井液,直到立管壓,力不再下降。此時(shí)圈閉壓力已釋放掉,所讀取的立,管壓力就是真實(shí)的關(guān)井立管壓力,在放壓過(guò)程中,立壓的變化滯后與節(jié)流閥

21、的動(dòng)作,因此,釋放泥漿后應(yīng)等待一定時(shí)間。(如,3000m,的,井,壓力傳遞路程為,6000m,大約需要,20,30,秒,時(shí)間,上述方法在實(shí)際操作過(guò)程中比較復(fù)雜,應(yīng)根據(jù)具體,情況具體分析,二、地層壓力的確定方法,1,測(cè)靜壓。將要進(jìn)行作業(yè)的井關(guān)井復(fù)壓,3,7d,待地面壓力表讀,數(shù)穩(wěn)定后,下壓力計(jì)到油層中部測(cè)壓,直接讀出地層靜壓,2,液面恢復(fù)法計(jì)算油層靜壓。在井口連續(xù)錄取關(guān)井后的恢復(fù)液面,數(shù)據(jù),依據(jù)油、套環(huán)空中流體,按氣柱、油柱、混液柱分布的,物理模型,利用壓力疊加原理,將測(cè)得的恢復(fù)液面和恢復(fù)套壓,數(shù)據(jù),換算成井底恢復(fù)壓力,得到一條壓力恢復(fù)曲線,根據(jù)恢,復(fù)曲線拐點(diǎn)后的數(shù)據(jù),計(jì)算出油層油壓力,3,計(jì)算

22、法。對(duì)注水井和低氣油比井可利用套壓加上井筒液柱壓力,來(lái)計(jì)算,4,估算法。因某些原因不能直接測(cè)量與計(jì)算時(shí),可以根據(jù)開發(fā)狀,況和鄰近井壓力資料、鉆井時(shí)壓井液密度來(lái)綜合考慮,估算地,層壓力,二、地層壓力的確定方法,5,溢流后的測(cè)壓,在井口裝置完善的情況下,發(fā)生溢流時(shí),上提管柱,關(guān)防噴器,停留,10-15min,觀察油壓和套壓,然后接上回壓閥,則地層,壓力為,p,P,p,O,p,m,p,a,p,h,p,O,p,a,油壓、套壓,MPa,P,m,p,h,油管液柱壓力和油、套環(huán)空液柱壓力,MPa,由于環(huán)空壓井液已被油、氣污染,采用,p,a,和,p,h,計(jì)算地層壓力,是不準(zhǔn)確的。只能根據(jù),p,O,和,p,m,

23、求取地層壓力,p,P,p,O,9.81,1,H,1000,三、壓井液的選擇,1,物理因素,環(huán)空流速:影響壓力損耗的大小和井筒沖洗能力。流速不足可能,是設(shè)備能力有限、體系壓力損失大、環(huán)空間隙或整個(gè)系統(tǒng)造成的,此時(shí)應(yīng)提高流體的黏度,設(shè)備:應(yīng)滿足少量物料和維護(hù)修井液的要求,井內(nèi)流體性質(zhì):選擇不影響采出的流體的修井液,如采出是氣體,應(yīng)便于脫氣,環(huán)空:使用大直徑工具時(shí),應(yīng)選擇有良好流變性的井液,以維持,最低壓力降,減輕抽汲作用,修井液的性能:有良好的穩(wěn)定性、其懸浮性、靜切力、失水量,密度等不超過(guò)預(yù)定范圍,腐蝕:調(diào)節(jié)酸堿度或加入緩釋劑,盡量減少腐蝕,三、壓井液的選擇,2,地層因素,地層壓力:液柱壓力等于地

24、層壓力加預(yù)定安全系數(shù),井下工具的,運(yùn)動(dòng)所造成的抽汲壓力不至于地層流體侵入流體,滲透性:控制失水,防止濾液侵入和濾餅沉積對(duì)產(chǎn)層的堵塞,黏土含量:地層中不同含量的各類黏土,地層:滲透性地層應(yīng)加入酸溶性液體或用其它方法降低液體濾失,溫度:在井下溫度下有保持流變性的能力,過(guò)敏性:濾液對(duì)地層水的敏感性,產(chǎn)層中黏土含量和類型及其外,來(lái)液體的敏感性和敏感程度,地層流體和修井液的相容性,應(yīng)做可溶性試驗(yàn),四、壓井液的分類,1,水基液,改性修井液:加有添加劑以滿足修井液在懸浮、凝膠結(jié)構(gòu)和腐蝕,控制,缺點(diǎn)是這濃度的微粒物質(zhì)堵塞或沉淀使產(chǎn)能下降,是不理想,的液體,無(wú)固相鹽水液:是由一種或多種鹽水配制而成,一般含有,2

25、0,左,右的溶解鹽類,是目前專門采用的修井液和完井液。能滿足大部分,地層條件需要,其密度范圍是,1.06,2.3g/cm,3,氯化鉀鹽水:密度最大為,1.17g/cm,3,氯化鈉鹽水:密度最大為,1.20g/cm,3,溴化鈉鹽水:密度最大為,1.50g/cm,3,氯化鈣鹽水:密度最大為,1.39g/cm,3,溴化鈣鹽水:密度最大為,1.33g/cm,3,1.80g/cm,3,溴化鋅,溴化鈣,氯化鈣鹽水:密度最大為,1.80g/cm,3,2.30g/cm,3,四、壓井液的分類,2,油基液,用油作連續(xù)相的壓井液,當(dāng)水形成液體內(nèi)的不連續(xù)相時(shí)稱為油,基乳化液,適用于壓力低于淡水梯度的地層和水敏感地層。

26、原,生原油是一種最好的修井液,它不損害地層。油基液的缺點(diǎn)是,含有石蠟和瀝青顆粒,會(huì)乳化地層,閃點(diǎn)和燃點(diǎn)低有著火危險(xiǎn),3,泡沫液,由液體(通常為水)、表面活性劑和氣體(空氣或氮?dú)猓┙M成,用于低壓油層,但其操作復(fù)雜性和成本受泡沫體系的條件制約,五、壓井液密度選擇,1,壓力附加,100,P,p,P,附加,H,壓井液密度,g/cm,3,P,p,靜壓或目前地層壓力,MPa,P,附加,附加壓力,MPa,H,油層中部深度,m,壓力附加值范圍,油井,p,1.5,3.5,MPa,氣井,p,3.0,5.0,MPa,五、壓井液密度選擇,2,密度附加,e,附加,壓井液密度,g/cm,3,e,地層壓力當(dāng)量密度,g/cm

27、,3,附加,密度附加,g/cm,3,密度附加值范圍,油井,0.05,0.1 g/cm,3,氣井,0.07,0.15 g/cm,3,六、壓井液密度計(jì)算,壓,102P,油層,H,1,利用地層壓力確定壓液密度,e,e,0.05,0.10,2,利用關(guān)井地面壓力確定壓液密度,壓,102P,關(guān)油,H,原,原,為原作業(yè)流體密度,七、壓井液用量計(jì)算,G,1,V,2,3,1,2,1,加大壓井液所需加重劑的計(jì)算,G,加重劑所需量,Kg,V,加重前壓井液體積,m,3,1,加重劑密度,g,cm3,2,加重后壓井液密度,g/ cm3,3,加重前壓井液密度,g/ cm3,七、壓井液用量計(jì)算,Q,V,1,2,1,2,降低壓

28、井液密度所需水量的計(jì)算,Q,降低壓井液密度所需水量,m3,V,原壓井液體積,m,3,1,原壓井液密度,g,cm3,2,稀釋后壓井液密度,g/ cm3,水的密度密度,g/ cm3,七、壓井液用量計(jì)算,t,H,V,1,V,2,Q,3,壓井液循環(huán)一周所需的時(shí)間,Q,泵的排量,L/min,V,1,井筒的容積,L/m,V,2,管柱外容積,L/m,H,井深(管柱長(zhǎng)度,m,t,循環(huán)一周所用的時(shí)間,七、壓井液用量計(jì)算,12.7Q,D,2,d,2,4,壓井液上返速度,Q,泵的排量,L/min,壓井液上返速度,m/s,D,井筒外徑,cm,d,管柱外徑,cm,七、壓井液用量計(jì)算,V=pD,2,H/4,5,井筒容積,

29、V,井筒容積,m,3,壓井液上返速度,m/s,D,井筒內(nèi)徑,m,H,井深,m,現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算公式,V=D,2,H/2,D,井筒尺寸,in,壓井,壓井目的,恢復(fù)井眼與地層之間的壓力平衡,使井內(nèi)泥漿液柱壓力不低于地層孔隙壓力,壓井的基本工藝過(guò)程,將配制好的具有一定密,度的鉆井液,采用合適的泵速和泵壓注入井內(nèi),替換出井內(nèi)被污染的泥漿,壓井過(guò)程中應(yīng)遵循的基本原則,在整個(gè)壓井過(guò),程中,通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開啟度保持井底壓力,不變,井底常壓法,1,灌注法,灌注法是向井筒內(nèi)灌注一段壓井液,井筒液,柱壓力就能平衡地層壓力的壓井方法。此方法,多用在壓力不高、工作簡(jiǎn)單、時(shí)間短的井下作,業(yè)上。特點(diǎn)是壓井液與油層不直接接觸,作

30、業(yè),后很快投產(chǎn),可基本消除對(duì)產(chǎn)層的損害,八、壓井方式(灌注法、循環(huán)法、擠壓法,2,循環(huán)法,1,一次循環(huán)壓井法,工程師法,等待加重法,關(guān)井等侯配制壓井重鉆井液,然后開啟節(jié),流閥并開泵注入壓井液;在一個(gè)循環(huán)周內(nèi)用重,泥漿將原來(lái)鉆井液替出,恢復(fù)地層,井眼系,統(tǒng)的壓力平衡,八、壓井方式(灌注法、循環(huán)法、擠壓法,施工工序,緩慢開泵,迅速開節(jié)流閥及下游的平板閥,調(diào)節(jié)流閥,使套,壓保持關(guān)井時(shí)的套壓;逐漸達(dá)到壓井排量,保持不變;這時(shí),不再保持套壓不變,應(yīng)調(diào)節(jié)流閥,使油壓接近初始油壓,在加重修井液由地面到達(dá)油管鞋這段時(shí)間內(nèi),調(diào)節(jié)節(jié)流閥,控制油壓,按照“油壓控制進(jìn)度表”變化,即由初始油壓降,到終了油壓,繼續(xù)循環(huán),

31、加重修井液返出油管鞋,在環(huán)空上返,調(diào)節(jié)節(jié)流,閥,使油壓保持終了油壓不變,直到加重修井液返出地面,停泵關(guān)井,檢查油、套壓是否為零。如果為零,說(shuō)明壓井成,功。開井循環(huán)調(diào)整修井液,恢復(fù)正常作業(yè),一次循環(huán)法壓井的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),壓井作業(yè)時(shí)間短,壓井時(shí)的套壓低,不易壓漏薄弱地層,缺點(diǎn),關(guān)井等候壓井的時(shí)間長(zhǎng),對(duì)易卡鉆,地層增加了卡鉆的可能性,八、壓井方式,2,二次循環(huán)壓井法,司鉆法,發(fā)現(xiàn)溢流關(guān)井后,先用原鉆井液循環(huán)一周排除井內(nèi)受污染,鉆井液。然后用配制好的重鉆井液進(jìn)行第二次循環(huán),建立地,層,井眼系統(tǒng)的壓力平衡,施工工序,第一循環(huán)周:用原修井液循環(huán)排除溢流,緩慢開泵,迅速打開節(jié)流閥及下游的平板閥,調(diào)節(jié)節(jié)流閥,使套壓保持關(guān)井套壓不變,一直保持到壓井排量,排量逐漸達(dá)到選定排量,保持不變,調(diào)節(jié)節(jié)流閥油壓等于,初始循環(huán)油壓,并在整個(gè)循環(huán)周保持不變,溢流排完,停泵關(guān)井,則應(yīng)油壓等于套壓,在排溢流的過(guò),程中應(yīng)配制加重修井液,準(zhǔn)備壓井,第二循環(huán)周,用加重修井液壓井,重壓力平衡緩慢開泵,迅速開,節(jié)流閥下游的平板閥,調(diào)查節(jié)流閥,保持套壓不變,排量逐漸達(dá)到壓井排量并保持不變。在加重修井液,從井口到達(dá)油管鞋這段時(shí)間內(nèi),調(diào)節(jié)節(jié)流閥,控制,套壓等于關(guān)井套壓不變。油壓逐漸下降到終了循環(huán),油壓,加重修井液出油管鞋

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