鉆井井控技術(shù)

1、井控技術(shù)發(fā)展歷程 是勘探開發(fā)技術(shù)的一個重要組成部分，是保證石油天然氣鉆井安全的關(guān)鍵技術(shù)。隨著世界、天然氣勘探開發(fā)活動的日益活躍，勘探領(lǐng)域從陸地到海洋，從淺部地層到深部地層，從老區(qū)到新區(qū)的迅速延伸，勘探開發(fā)技術(shù)有了日新月異的發(fā)展，同時，為了避免和減少井噴和井噴失控造成的巨大損失，井控技術(shù)也相應(yīng)有了發(fā)展。前 言150年代以前，由于鉆探工藝技術(shù)處于初期階段，錄井、地球物理測井、試油等技術(shù)落后，對油氣層的判斷往往失誤，因而鉆進過程中發(fā)生井噴，客觀上成為發(fā)現(xiàn)和暴露油氣層的可靠手段。在較長的時間內(nèi)，把井噴當(dāng)成好事，而予以肯定。加之當(dāng)時使用簡陋不配套的防噴器，不能承受高壓，無法有效地控制井噴，只能在發(fā)生井噴

2、時控制低壓放噴，以避免井口損壞、失控和著火的災(zāi)難。在當(dāng)時的條件下，“放噴防火”稱為井控工作的指導(dǎo)思想。260年代，為了避免井噴和井噴失控造成的巨大損失，國外的一些主要石油公司和研究機構(gòu)從探討異常高壓地層形成的原因著手，提出用地震資料、鉆井參數(shù)、錄井資料和測井資料等定量檢測和預(yù)報地層壓力異常的方法。還對井控工藝技術(shù)和裝備進行了深入研究，提出了平衡鉆井的概念和以穩(wěn)定的井底壓力排出溢流的各種壓井方法為主要內(nèi)容的工藝技術(shù)，研制了以電、液、氣為動力控制的，具有不同功能的各種先進的井控裝置，大大地增強了井隊監(jiān)測、控制和處理溢流的能力。到60年代末，已形成一套較系統(tǒng)的平衡鉆井及井控技術(shù)。3國內(nèi)各油氣田，過去

3、由于鉆井總體技術(shù)水平的限制和缺少先進的井控裝置，尤其是對井噴的危害缺乏統(tǒng)一的、正確的認識，曾發(fā)生過多次嚴重井噴、井噴失控和著火事故。那時的井控工作重點往往又放在事故的處理和恢復(fù)控制上，很少投入力量系統(tǒng)地研究平衡鉆井及井控技術(shù)，致使井控工作較長期地成為鉆井系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。直到“六五”期間，在總結(jié)各油田井控工作經(jīng)驗和吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成了國家科技攻關(guān)項目平衡鉆井及井控技術(shù)，把國內(nèi)的井控工藝技術(shù)、井控裝置和理論研究提高到一個新的水平。4 進入80年代后，在改革、開放政策的指導(dǎo)下，通過引進、消化、吸收和創(chuàng)新，加快了井控技術(shù)的發(fā)展。認識到“溢流是井噴的前兆，井噴就是事故，井噴失控是勘探開發(fā)作業(yè)

4、中災(zāi)難性事故，井噴后的壓井作業(yè)是對油氣層最大的污染和傷害；搞好平衡鉆井和井控工作是鉆井過程中有效地保護油氣層的重要措施，鉆井的全過程必須實施對油氣層有效的壓力控制”。 1988年制定了石油與天然氣鉆井井控技術(shù)規(guī)定，它標志著我國的井控技術(shù)已走向正規(guī)化、規(guī)范化和標準化。5歷年鉆井及井下作業(yè)井控技術(shù)規(guī)定制修訂情況1988年2月石油工業(yè)部第一次制定并實施了石油與天然氣鉆井井控技術(shù)規(guī)定（試行）1992年7月中國石油天然氣總公司修訂下發(fā)了石油與天然氣鉆井井控技術(shù)規(guī)定1999年2月中國石油天然氣集團公司修訂下發(fā)了石油與天然氣鉆井井控規(guī)定2002年11月集團公司修訂下發(fā)了石油與天然氣鉆井井控規(guī)定，第一次制定并

5、實施了石油與天然氣井下作業(yè)井控規(guī)定（試行）2004年7月集團公司修訂下發(fā)了石油與天然氣井下作業(yè)井控規(guī)定2006年5月集團公司修訂下發(fā)了石油與天然氣鉆井井控規(guī)定和石油與天然氣井下作業(yè)井控規(guī)定6集團公司井控工作大檢查情況從1988年到1998年每年都組織一次集團公司鉆井井控大檢查，有時是以油田互檢的方式進行1999年5月中石油和中石化聯(lián)合組織了井控管理和現(xiàn)場作業(yè)檢查2000年未進行集團公司范圍內(nèi)的鉆井井控大檢查工作2000年底至2001年中集團公司連續(xù)發(fā)生4起井噴失控事故2000年12月19日玉門窿5井井噴失控著火2001年4月29日塔里木迪那2井井噴失控著火2001年5月17日大港太10井井噴失

6、控（個體戶作業(yè)隊）2001年9月9日青海澀3-9井井噴失控著火。2001年11-12月由市場管理部牽頭組織了重組改制后的第一次鉆井井控大檢查，以及中國石油有史以來的第一次井下作業(yè)井控大檢查2002年到2006年每年都組織一次集團公司鉆井和井下作業(yè)井控大檢查72002年集團公司全年無井噴失控事故發(fā)生2002年1月召開了鉆井和井下作業(yè)井控工作檢查總結(jié)會2002年5月召開了井控技術(shù)交流會，并對石油與天然氣鉆井井控規(guī)定進行了初審2002年9月召開了石油與天然氣井下作業(yè)井控規(guī)定（試行）和石油與天然氣鉆井井控規(guī)定審定會2002年11月中國石油天然氣集團公司下發(fā)了石油與天然氣鉆井井控規(guī)定，第一次制定并實施了

7、石油與天然氣井下作業(yè)井控規(guī)定（試行）82003年發(fā)生了震驚中外的“1223”事故2003年2月18日大港中4-72井井噴失控著火（失控8小時10分）2003年12月23日四川羅家16井井噴失控、硫化氫泄露重大責(zé)任事故：導(dǎo)致243人死亡，奪取了人民的生命上萬人疏散，嚴重干擾了當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活秩序6名責(zé)任職工被判刑，受到法律制裁領(lǐng)導(dǎo)引咎辭職，集團公司造成了嚴重的負面影響造成嚴重的環(huán)境污染造成重大經(jīng)濟損失，死亡及醫(yī)療補償、地方環(huán)境賠償、事故處理直接和間接費用92004年至2005年2004年2-3月第一次組織集團公司海外井控檢查2004年12月建立集團公司井控巡視制度2005年6月國家安全生產(chǎn)監(jiān)管

8、總局第一次組織防井噴、防硫化氫安全專項檢查2005年12月第一次建立集團公司井控存在問題“消項制”整改制度2005年12月下發(fā)關(guān)于對井控工作存在問題進行整改的通知102005年底至2006年3月份又一次井噴事故爆發(fā)期2005年12月26日塔里木塔中823井井噴失控(高含硫化氫天然氣泄露)，無人員傷亡2005年12月30日冀東M101-P10井井噴失控，無人員傷亡2006年2月4日遼河黃26-34井井噴失控著火，無人員傷亡2006年3月25日四川羅家2井發(fā)生井漏事故，導(dǎo)致高含硫化氫天然氣地下井噴失控，地表泄露，四川油氣田啟動應(yīng)急預(yù)案，疏散群眾13860人，無人員傷亡112006年集中出臺了加強井

9、控工作的系列文件2006年4月制定下發(fā)了關(guān)于加強高壓高含硫高危地區(qū)勘探開發(fā)安全生產(chǎn)工作的緊急通知（中油辦字（2006）185號）2006年5月制定下發(fā)了關(guān)于進一步加強油氣田企業(yè)安全環(huán)保工作的意見 （中油工程字（2006）273號）2006年5月集團公司轉(zhuǎn)發(fā)了國家安監(jiān)總局關(guān)于加強高壓油氣田井控管理和防硫化氫中毒工作的意見 （中油質(zhì)安字（2006）307號）2006年5月修訂下發(fā)了石油與天然氣鉆井井控規(guī)定和石油與天然氣井下作業(yè)井控規(guī)定 （中油工程字（2006）247號）2006年5月下發(fā)了中國石油天然氣集團公司關(guān)于進一步加強井控工作的實施意見 （中油工程字（2006）274號）122006年集中出

10、臺了加強井控工作的文件2006年6月制定下發(fā)了中國石油天然氣集團公司井控裝備判廢管理規(guī)定 （中油工程字（2006）408號）2006年6月制定下發(fā)了中國石油天然氣集團公司井噴失控事故應(yīng)急預(yù)案 （中油辦字（2006）367號）2006年7月修訂完成中國石油天然氣集團公司井控培訓(xùn)教學(xué)大綱，組織集團公司井控培訓(xùn)教材的編寫2006年8月下發(fā)井筒工程設(shè)計資質(zhì)管理辦法2006年12月印發(fā)中國石油天然氣井噴事故案例匯編132007年制定下發(fā)集團公司欠平衡鉆井井控技術(shù)暫行意見2007年1月：在集團公司欠平衡鉆井井控技術(shù)研討會上，討論四川石油管理局起草的集團公司欠平衡鉆井井控技術(shù)規(guī)定（初稿）2007年3月：四川

11、石油管理局修改形成集團公司欠平衡鉆井井控技術(shù)規(guī)定（征求意見稿）2007年4月：征求有關(guān)單位意見，修改形成集團公司欠平衡鉆井井控技術(shù)規(guī)定（專家審查稿）2007年5月：召開專家審查會，形成集團公司欠平衡鉆井井控技術(shù)暫行規(guī)定2007年7月：計劃以集團公司文關(guān)于加強欠平衡鉆井井控技術(shù)管理（暫行）的意見下發(fā)142007年制定下發(fā)集團公司進一步加強井控管理工作的通知2007年8月：”8.10”長城公司委內(nèi)瑞拉項目著火后,集團公司領(lǐng)導(dǎo)指示,結(jié)合”6.5”和”8.10”兩起事故凸顯的問題及井控檢查提出的問題,起草進一步加強井控管理工作文件,強化井控管理工作. 2007年9月：”9.9”井噴事故后,按照集團公司

12、領(lǐng)導(dǎo)指示,在文件中加入對”9.9”事故的通報. 2007年9月：9月18日中油工程字2007472號文件下發(fā).15“8.10”長城公司委內(nèi)瑞拉項目著火 “ 9.9”井噴事故，經(jīng)濟損失224.17萬元.寶坻會議西608著火錄像.DAT2010年BP公司井噴事故。2007年 6.5吉林紅G+452井噴事故事故經(jīng)濟損失257.6萬元16井控工作現(xiàn)狀新的井控技術(shù)難題不斷出現(xiàn)天然氣勘探開發(fā)的范圍不斷加大，油氣藏埋深不斷加大，新的含氣區(qū)和高壓高產(chǎn)井不斷出現(xiàn)，大規(guī)模推廣欠平衡鉆井技術(shù)，特別是探井欠平衡鉆井,增加了井控風(fēng)險，安全環(huán)保敏感地區(qū)勘探開發(fā)等這些都提出了新的井控技術(shù)難題。海外業(yè)務(wù)給井控工作帶來新的挑戰(zhàn)

13、。國家和公眾對井控重視程度越來越高，要求我們進一步提高井控管理水平。17井控工作不得不警鐘長鳴提高認識，強化意識。井控工作方針：警鐘長鳴，分級管理，明晰責(zé)任，強化監(jiān)管，根治隱患。井控工作目標: 建立井控安全長效機制， 杜絕井噴失控事故， 實現(xiàn)井控本質(zhì)安全。18一、井控：就是實施油氣井壓力的控制。就是指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，保證鉆井或井下作業(yè)順利進行。井控是油田勘探、開發(fā)工中必須要考慮的問題。特別是鉆井、井下作業(yè)、試油等專業(yè)，更要重視這個問題。井控工作搞好了對準確錄取各種地質(zhì)資料；保護油氣層；提高采收率；延長油氣井的使用壽命；提高工作效益；實現(xiàn)安 全生產(chǎn)；都會

14、起到非常重要的作用。第一章 井控的基本概念19第一章 井控的基本概念二、井控的分級按井涌的規(guī)模和采取的控制方法之不同，將其分為三級：1、初級井控：僅用井內(nèi)液柱壓力來平衡地層壓力。沒有地層流體侵入井內(nèi)。2、二級井控：發(fā)生溢流關(guān)井后建立起來的地面回壓和井內(nèi)液柱壓力共同平衡地層壓力，重建井內(nèi)壓力平衡。3、三級井控：二級井控失敗后，利用專用的設(shè)備和技術(shù)重新恢復(fù)對井的控制。20三、與井控有關(guān)的幾個概念1、井侵：當(dāng)井底壓力小于地層壓力時，地層流體（油、氣、水）進入井內(nèi)的現(xiàn)象。2、溢流：井侵發(fā)生后，井口返出流體量大于泵入量，停泵后井口有外溢流體的現(xiàn)象。3、井涌：嚴重的溢流使地層流體涌出井口（一般不超過轉(zhuǎn)盤面

15、）的現(xiàn)象。4、井噴：地層流體無控制地進入井內(nèi)，使井內(nèi)液體噴出井口超過轉(zhuǎn)盤面的現(xiàn)象。（若高壓層流體進入低壓層稱地下井噴）215、井噴失控：井噴發(fā)生后，無法用常規(guī)的壓井方法壓井而出現(xiàn)敞噴的現(xiàn)象。這是鉆井事故。 總之，井侵、溢流、井涌、井噴、井噴失控反映了地層壓力與井底壓力失去平衡后所出現(xiàn)的各種現(xiàn)象及事故發(fā)展變化的不同嚴重程度。22四、井噴的危害1、打亂正常開發(fā)秩序，影響全局生產(chǎn)。2、使鉆井事故復(fù)雜化（噴、塌、卡）。3、引起火災(zāi)，地層坍塌，造成污染。4、傷害油氣層 ，破壞地下油氣資源。5、造成機毀人亡，油氣井報廢，帶來巨大的經(jīng)濟損失。6、涉及面廣，造成不良的國際國內(nèi)影響。23。五、井噴的原因1、井控

16、意識不強,思想麻痹,違章操作。2、地層壓力異常。設(shè)計鉆井液密度偏小。3、鉆井液柱高度下降。（要求起鉆時每起3-5柱鉆桿和1柱鉆鋌向井內(nèi)灌滿一次鉆井液）。4、鉆井液密度下降。5、起鉆產(chǎn)生抽吸壓力，造成誘噴。6、井身結(jié)構(gòu)不合理。對淺氣層的危害缺乏認識。7、處理措施不當(dāng)。24六、切實抓好井控工作 各級領(lǐng)導(dǎo)必須高度重視井控工作； 思想重視、措施得當(dāng)、嚴格管理、技術(shù)培訓(xùn)和裝 備配套； 各部門密切配合，常抓不懈； 充分認識，認真對待各種類型油氣層； 嚴格執(zhí)行井控管理規(guī)定。七、井控工作的內(nèi)容包括：設(shè)計中的井控要求，井控裝備，作業(yè)過程的井控工作，防火、防爆、防硫化氫等有毒有害氣體的安全措施，井噴及井噴失控的緊

17、急處理，井控培訓(xùn)及井控管理制度等方面。 25第二章 井下各種壓力及相互關(guān)系近平衡鉆井：以起鉆時的井底壓力等于地層壓力條件下的鉆井。以井底壓力稍大于或等于地層壓力下的鉆井技術(shù)平衡鉆井：以鉆進時的井底壓力等于地層壓力條件下的鉆井。欠平衡鉆井: 做井控工作一級井控意義重大。搞好一級井控必須首先掌握所鉆井的地 層壓力和地層破裂壓力剖面，以及根據(jù)地層壓力 和地層破裂壓力設(shè)計出合理的井身結(jié)構(gòu)；其次還 必須掌握井眼內(nèi)各種壓力及這些壓力所形成的井 底井力。只有在此基礎(chǔ)上，處理好它們之間的關(guān)系才能合理控制井底壓 力大于地層壓力，實現(xiàn)近平衡壓力鉆井和各種作業(yè)。一、壓力、指單位面積上所受到的力。壓力的單位： 帕 、

18、千帕 、 兆帕26二、靜液壓力1、定義：由靜止液體自身重力所造成的壓力。2、計算公式：m .（Kpa）三、壓力梯度指每增加單位垂直深度（或高度）壓力的增加值。計算公式：G=P/H=9.827四、地層壓力1、定義：指巖石孔隙中流體所具有的壓力。2、正常地層壓力：指從地表到某一深度地層，由地層水自身重量所造成的壓力。3、異常地層壓力（1）異常高壓：壓力梯度超過正常地層壓力梯度的地層。（2）異常低壓：壓力梯度底于正常壓力梯度的地層。284、地層壓力的表示方法（1）用壓力的具體數(shù)值表示。（2）用壓力梯度表示。（3）用當(dāng)量鉆井液密度表示。（4）用壓力系數(shù)表示（即：地層壓力與淡水柱壓力的比值。五、上覆巖層

19、壓力指某一深度巖層以上的巖石和孔隙中的流體總重量對該巖石所造成的壓力。六、井底壓力1、定義：指地面和井內(nèi)各種壓力作用在井底的總壓力。292、井內(nèi)主要包括的力：靜液柱壓力、環(huán)空流動阻力、抽吸壓力、激動壓力、地層壓力。3、在不同的鉆井作業(yè)中井底壓力的變化（1）、鉆進時井底壓力=靜液壓力+環(huán)空流動阻力+巖屑進入到泥漿中增加的力+送鉆產(chǎn)生的激動壓力。（2）、靜止時井底壓力=鉆井液的靜液壓力30（3）、起鉆時井底壓力=靜液壓力+抽吸壓力+泥漿液面下降壓力。（4）、下鉆時井底壓力=靜液壓力+激動壓力（5）、發(fā)生溢流關(guān)井井底壓力=關(guān)井立壓+靜液壓力=關(guān)井套壓+環(huán)空液柱壓力31七、鉆井液密度的確定根據(jù)起鉆時的

20、井底壓力等于地層壓力設(shè)計。井底壓力=地層壓力=靜液壓力+抽吸壓力+泥漿液面下降壓力由上式可得：靜液壓力=地層壓力抽吸壓力泥漿液面下降壓力32由于：泥漿密度=Pm/9.8H 地層壓力當(dāng)量鉆井液密度=Pp/9.8H 附加鉆井液密度=（抽吸壓力+液面下降壓力）/9.8H所以：鉆井液密度=地層壓力當(dāng)量鉆井液密度+附加鉆井密度注：地層壓力當(dāng)量鉆井液密度是靜止時能平衡地層壓力所相當(dāng)?shù)你@井液密度。33我國規(guī)定附加鉆井液密度油井：0.050.10 克/立方厘米 或1.5-3兆帕氣井：0.070.15 克/立方厘米 或3-5兆帕34八、井底壓差定義：指井底壓力與地層壓力的差值表達式：P=PbPp九、影響抽吸、激

21、動壓力的因素1、管柱的起下速度及鉆柱的長度.2、鉆井液的密度、粘度、切力3、環(huán)空間隙4、環(huán)空節(jié)流（鉆頭泥包）5、慣性力 35二級井控是一級井控失敗后對油氣井壓力的重新控制。 二級井控的主要任務(wù)是及時發(fā)現(xiàn)溢流，迅速關(guān)井和用壓井工藝重建井內(nèi)壓力平衡，恢復(fù)正常生產(chǎn)。第三章 溢流的發(fā)現(xiàn)及關(guān)井36第一節(jié) 溢流的發(fā)現(xiàn)一、溢流原因井底壓力小于地層孔隙壓力是導(dǎo)致發(fā)生溢流的根本原因，而引起井底壓力小于地層壓力的原因則是多方面的，泥漿密度不夠a、對地層壓力掌握不準.b、開發(fā)區(qū)注水起鉆時不灌或不認真灌泥漿a、為避免起鉆噴泥漿而不灌或少灌泥漿.b、無人坐崗觀察井口或泥漿罐液面，不檢查核對起出管材體積與灌入泥漿體積是否

22、相等。過大的抽汲壓力。a、所下管材結(jié)構(gòu)及工具與井眼配備不適當(dāng)，導(dǎo)致環(huán)空間隙太小b、起鉆，尤其在油氣層井段起鉆速度過快。c、泥漿性能差，特別是高粘、高切情況時井漏人為因素37 及時發(fā)現(xiàn)溢流，迅速控制井涌是防止井噴的關(guān)鍵。井涌越小，越易控制，控制操作越安全。要求反映迅速，行動果斷。二、鉆進時溢流的發(fā)現(xiàn)(預(yù)兆)鉆井液池液面升高停泵鉆井液外溢鉆井液出管口流速增加鉆速突快或放空循環(huán)泵壓下降及泵速增加鉆具懸重發(fā)生變化（增加）鉆井液性能發(fā)生變化，油水侵、天然氣侵油水侵：密度下降、粘度下降；天然氣侵：密度下降、粘度上升；38鉆速突快或放空a、鉆速突快的原因：1）地層壓力大于井底壓力，處于欠平衡狀態(tài)鉆井；2）鉆

23、遇高滲透性、高孔隙度的地層；3）鉆遇溶洞則會放空。b、遇到鉆速突快應(yīng)采取的措施：是停鉆循環(huán)至少一個遲到時間，觀察并勤量測鉆井液性能，若發(fā)現(xiàn)地層流體侵入鉆井液，則說明發(fā)生溢流，應(yīng)迅速關(guān)井。若沒有地層流體侵入，可恢復(fù)鉆進，繼續(xù)監(jiān)視鉆井液的變化及鉆井液池液面變化情況，以便及時發(fā)現(xiàn)溢流。c、鉆速突快的標準：隨地層不同而不同，一般認為，鉆速比正常鉆速快5-6倍時，為鉆速突快。鉆遇鉆速突快地層，地質(zhì)錄井員應(yīng)及時通知司鉆停鉆觀察，檢測是否發(fā)生溢流。39二、起下鉆時溢流的發(fā)現(xiàn)1、如果起鉆時起出鉆具的體積大于鉆井液灌入井內(nèi)的體積說明發(fā)生了溢流。2、如果下鉆時下入鉆具的體積小于鉆井液反出體積說明發(fā)生了溢流。檢測起

24、鉆產(chǎn)生抽汲溢流的方法1、短程起下鉆法 從井內(nèi)起出5-10柱鉆桿，然后再下入井內(nèi)，開泵循環(huán)至少一個遲到時間，觀察測量返出的鉆井液，如發(fā)現(xiàn)鉆井液內(nèi)有油、氣，則說明發(fā)生了抽汲溢流，這時不能起鉆，應(yīng)適當(dāng)提高鉆井液密度。直到起鉆不發(fā)生抽汲溢流為止。 2、核對灌入井內(nèi)的鉆井液量 如果灌入井內(nèi)的鉆井液量小于起出的鉆具排替量（鉆具體積）時，則說明發(fā)生了抽汲溢流。這時應(yīng)視井上情況，立刻關(guān)井排溢流或把鉆具下至井底排溢流，然后適當(dāng)調(diào)整鉆井液密度。40三、空井時溢流的發(fā)現(xiàn)空井時如發(fā)現(xiàn)井口有外溢鉆井液現(xiàn)象說明發(fā)生了溢流。起完管柱應(yīng)將井內(nèi)灌滿壓井液，并觀察井口是否有外溢。41第二節(jié) 關(guān) 井及早發(fā)現(xiàn)溢流，迅速果斷關(guān)井是井控

25、工作的關(guān)鍵一、及時發(fā)現(xiàn)溢流并迅速關(guān)井的優(yōu)點1、控制住井口使井控工作處于主動，有利于安全壓井。2、制止溢流繼續(xù)進入井內(nèi)。3、保持井內(nèi)較多的鉆井液，減小關(guān)井和壓井時的套壓值。4、可較準確確定地層壓力和壓井鉆井液密度。42二、關(guān)井方法（1）硬關(guān)井：發(fā)現(xiàn)溢流后立即關(guān)防噴器的關(guān)井方法。其優(yōu)點關(guān)井速度快關(guān)井時間短，溢流量小，但井口設(shè)備受沖擊力大。（2）軟關(guān)井：發(fā)現(xiàn)溢流后，首先打開放噴閥，再關(guān)防噴器，再關(guān)節(jié)流閥的關(guān)井方法。優(yōu)點是井口設(shè)備受沖擊力小，但關(guān)井速度慢，關(guān)井時間長，溢流量大。43三、關(guān)井程序一旦發(fā)現(xiàn)溢流，就應(yīng)迅速果斷作出關(guān)井決定，關(guān)井動作快慢及關(guān)井程序是否正確，是控井成敗的關(guān)鍵。鉆井井控四、七動作：

26、發(fā)、停、搶、開、關(guān)、關(guān)、看。1、鉆進時發(fā)生溢流的關(guān)井程序（1）發(fā)：發(fā)出報警信號（時間不少于20秒）。（2）停：停止鉆進。（3）搶：搶提方鉆桿，停泵。（4）開：開液動平板閥。（內(nèi)3號）（5）關(guān)：關(guān)防噴器（先關(guān)環(huán)形，后關(guān)半封閘板）。（6）關(guān)：先關(guān)節(jié)流閥（試關(guān)井），再關(guān)節(jié)流閥下游的平板閥。（關(guān)井后打開環(huán)形防噴器）。（7）看：讀取套壓、立壓、測量溢流量，向值班干部及甲方監(jiān)督報告，講評。442、起下鉆桿時發(fā)現(xiàn)溢流的關(guān)程序（1）發(fā)：發(fā)出報警信號。（2）停：停止起下鉆桿作業(yè)。（3）搶：搶接回壓閥。（4）開：打開液動平板閥（內(nèi)3號）。（5）關(guān)：關(guān)防噴器（先關(guān)環(huán)形，后關(guān)半封閘板）。（6）關(guān)：先關(guān)節(jié)流閥（試關(guān)井）

27、，再關(guān)節(jié)流閥下游的平板閥。（關(guān)井后打開環(huán)形防噴器）。（7）看：接方鉆桿讀取套壓、測量溢流量，向值班干部及甲方監(jiān)督報告，講評。453、起下鉆鋌時發(fā)現(xiàn)溢流的關(guān)井程序（1）發(fā)：發(fā)出報警信號。（2）停：停止起下鉆鋌作業(yè)。（3）搶：搶接防噴單根及回壓閥。（4）開：打開液動平板閥（內(nèi)3號）。（5）關(guān)：關(guān)防噴器（先關(guān)環(huán)形，后關(guān)半封閘板）。（6）關(guān)：先關(guān)節(jié)流閥（試關(guān)井），再關(guān)節(jié)流閥下游的平板閥，（關(guān)井后打開環(huán)形防噴器）。（7）看：接方鉆桿讀取套壓、測量溢流量，向值班干部及甲方監(jiān)督報告，講評。 464、空井時的關(guān)井程序根據(jù)溢流嚴重情況，決定是否搶下鉆桿或采取直接關(guān)井。直接關(guān)井程序：（1）發(fā)：發(fā)出報警信號。（2）

28、停：停止其它作業(yè)。（3）開：打開液動平板閥（內(nèi)3號）。（4）關(guān)：關(guān)防噴器（全封閘板）。（5）關(guān)：關(guān)節(jié)流閥（試關(guān)井），再關(guān)節(jié)流閥下游的平板閥。（6）看：讀取套壓、測量溢流量。向值班干部及甲方監(jiān)督報告，講評。 474、空井時的關(guān)井程序搶下鉆桿關(guān)井程序：（1）發(fā)：發(fā)出報警信號。（2）停：停止其它作業(yè)。（3）搶：搶下鉆桿及搶接回壓閥。（4）開：打開液動平板閥（內(nèi)3號）。（5）關(guān)：關(guān)防噴器（先關(guān)環(huán)形，后關(guān)半封閘板）。（6）關(guān)：關(guān)節(jié)流閥（試關(guān)井），再關(guān)節(jié)流閥下游的平板閥。（關(guān)井后打開環(huán)形防噴器）。（7）看：接方鉆桿讀取套壓、測量溢流量，向值班干部及甲方監(jiān)督報告匯報，講評。 。48說明：關(guān)節(jié)流閥試關(guān)井成功后

29、，地層流體要繼續(xù)進入井內(nèi)，使關(guān)井立壓、套壓增加，待井底壓力重新建立平衡后，井口壓力才穩(wěn)定，大約需要1015分鐘。所以，錄取立壓、套壓時要待1015分鐘才能錄取。49第四章 天然氣溢流的特點氣體的特點：密度小、重量輕、擴散性強、體積隨溫度壓力的變化而變化。天然氣是氣體，故具有上述特點50一 、天然氣進入井內(nèi)的方式1、巖石破碎，孔隙中的天然氣釋放進入井內(nèi)。2、鉆遇裂縫或溶洞時，由于鉆井液密度大于天然氣密度，被鉆井液置換進入井內(nèi)。3、當(dāng)鉆穿高壓油氣層時，由于地層中所含氣體的密度（可以理解為濃度）大于井內(nèi)鉆井液中所含氣體的密度，天然氣要通過泥餅進入井內(nèi)。514、當(dāng)井底壓力小于地層壓力時，在壓差的作用下

30、，使大量的天然氣進入井內(nèi)。也可以說是發(fā)生了天然氣溢流。 天然氣在井內(nèi)鉆井液中有氣泡、氣柱兩種存在形式，對鉆井液柱壓力影響不同。52第二節(jié) 天然氣進入井內(nèi)對井內(nèi)液柱壓力的影響一、以微氣泡的形式存在泥漿中對井內(nèi)液柱壓力的影響根據(jù)氣體的性質(zhì)，氣體的體積隨溫度、壓力的變化而變化，所以整個井筒的鉆井液密度不均勻自上而下逐漸增大，井口的鉆井液密度最小。53井口鉆井液密度降低值由下面公式計算 2.3（1a）Ps Ps 9.8 m Hm= a Ps54結(jié)論 一天然氣進入井內(nèi)，以微氣泡的形式存在鉆井液中，對井內(nèi)液柱壓力影響不大，但要加強地面除氣，防止受侵鉆井液再次進入井內(nèi)。55二、以氣柱的形式存在井底對井內(nèi)液柱

31、壓力的影響1、在開井情況下由于起鉆產(chǎn)生抽吸壓力或井內(nèi)靜止時間過長，使天然氣抽入或擴散進入井底形成氣柱，在密度差的作用下沿井筒上升，速度約為150450米/秒氣體在上升過程中，由于所受壓力減小體積增大。56其膨脹規(guī)律遵循波義耳氣態(tài)方程：即P1V1=P2V2=P3V3=-PnVn571MPa7.063258結(jié)論二發(fā)生天然氣溢流，在開井情況下，氣柱在上升運移過程中，井內(nèi)液柱壓力逐漸下降，當(dāng)氣柱上升到井口時，井內(nèi)液柱壓力降低到最小值。592、在關(guān)井情況下在關(guān)井情況下，氣柱滑脫上升，速度約為270360米/秒。氣柱在上升過程中，體積要增大，井內(nèi)鉆井液必須有處去，因為關(guān)井，氣柱的體積不發(fā)生變化，根據(jù)氣態(tài)方

32、程，氣柱的壓力也不發(fā)生變化，此過程中井內(nèi)壓力不斷升高。60結(jié)論三發(fā)生天然氣溢流關(guān)井后，氣柱滑脫上升過程中，井底、井口、井內(nèi)各部位的壓力逐漸升高，當(dāng)氣柱上升到井口時達到最大值。61注意；發(fā)生溢流關(guān)井后，井隊一定要派人看井，當(dāng)井口壓力上升到某一數(shù)值時，應(yīng)適當(dāng)打開節(jié)流閥，放壓，并記錄所放出的鉆井液體積。（3）井口套壓的控制依據(jù)A、 井口防噴器的額定工作壓力。、套管抗內(nèi)壓強度的80 。、地層的破裂壓力三者中最小的為依據(jù)。但一般情況下，套管鞋處的破裂壓力最小。62三、關(guān)井后天然氣上升的處理方法、立管壓力法其原理是通過節(jié)流閥，間斷放出一定數(shù)量的鉆井液，使天然氣膨脹，氣體壓力降低。通過立管壓力控制天然氣的膨

33、脹和井底壓力，使井底壓力略大于地層壓力，以防止天然氣再進入井內(nèi)，又不壓漏地層。操作方法；先確定一個比關(guān)井立壓高的允許立壓值，再確定一個放壓值，推薦放壓值千帕，當(dāng)井口壓力上升到，打開節(jié)流閥放出鉆井液，立壓下降到時關(guān)節(jié)流閥。當(dāng)立壓再次上到時重復(fù)上述操作。63注：通過節(jié)流閥放出鉆井液后，立管壓力表不能立即發(fā)生變化，要待一段時間，壓力在鉆井液中的傳播速度為300米/秒。、容積法其原理是依據(jù)井底壓力，環(huán)空靜液壓力和井口套壓的變化關(guān)系，控制井底壓力略大于地層壓力，讓氣體上升膨脹 。操作方法：64先確定一個比關(guān)井套壓高的允許套壓值d1，再確定一個放壓值，推薦343-686千帕。利用公式將放壓值轉(zhuǎn)換為放出鉆井

34、液體積，當(dāng)井口套壓上升到Pd1+P時打開節(jié)流閥放出V體積的鉆井液關(guān)節(jié)流閥。當(dāng)井口套壓再次上升到Pd1+P時，重復(fù)上述操作。放出鉆井液體積計算公式/(.m)65、天燃氣上升到井口的處理方法一般情況下采用頂部壓井法，即從井口注入鉆井液置換井內(nèi)氣體來降低井口壓力，保證井底壓力稍大于地層壓力。操作方法：（）、通過反循環(huán)管線向環(huán)空注入一定量的鉆井液，允許套壓上升某一值，（以最大關(guān)井套壓+環(huán)空液柱壓力地層破裂壓力為原則）66（2）、當(dāng)鉆井液在重力的作用下沉落后，通過節(jié)流閥緩慢釋放氣體，套壓降到某一數(shù)值時關(guān)節(jié)流閥。（套壓的下降值應(yīng)等于注入鉆井液的靜液柱壓力）。（3）、重復(fù)上述操作至井內(nèi)充滿鉆井液為止。67第

35、三節(jié) 壓井工藝什么叫壓井：就是通過專用設(shè)備和技術(shù)，控制一定的地面壓力，向井內(nèi)注入一定的鉆井液，使井內(nèi)液柱壓力與地層壓力相平衡的工藝過程。一、壓井原理以“u”型管原理為依據(jù)，利用地面節(jié)流閥產(chǎn)生的阻力。即控制一定的地面壓力（立壓、套壓）和井內(nèi)鉆井液柱壓力所形成的井底壓力來平衡地層壓力。68 壓力平衡關(guān)系： Pd+Pmd=Pa+Pma=PbPp注：在壓井過程中，要始終保持這個關(guān)系式，保證整個壓井過程中不產(chǎn)生新的溢流。但也不能使地面壓力過大而壓漏地層。69二、壓井參數(shù)計算1、關(guān)井立管壓力的確定（1）、鉆進時發(fā)生溢流關(guān)井立壓的確定鉆進時發(fā)生溢流關(guān)井，壓力有一個建立平衡的過程，所以，關(guān)井后不能馬上讀取立壓

36、、套壓值。應(yīng)待關(guān)節(jié)流閥試關(guān)井成功后10-15分鐘再讀取。但也不要時間過長，否則氣柱因滑脫上升使井口壓力升高而造成立壓套壓不準。70（2）、鉆桿中裝有回壓凡爾求關(guān)井立壓A、已知壓井排量和相應(yīng)低泵速泵壓求關(guān)井立壓 Pci 壓井排量一般為鉆進排量的1/2-1/3求關(guān)井立壓的操作過程：接方鉆桿用原漿緩慢啟動泥漿泵，同時調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使套壓保持關(guān)井套壓不變，71當(dāng)排量達到壓井排量時，調(diào)節(jié)節(jié)流閥，保持套壓不變，記錄此時的循環(huán)立管壓力PTi，停泵關(guān)節(jié)流閥。計算關(guān)井立管 壓力 PTi = Pci + Pd Pd=PTiPci72B、用頂開回壓凡爾法求關(guān)井立壓 Pd 操作過程：(1)接方鉆桿用原漿緩慢啟動泥漿泵(

37、水泥車)向井內(nèi)注少量原鉆井液,觀察立壓.套壓的變化;當(dāng)回壓爾凡被頂開, 套壓由初始關(guān)井套壓上升到某一數(shù)值時,同時記錄此時的立壓Pd1和套壓 Pa1 停泵。73(2)計算 Pd Pa=Pa1-Pa Pd=Pd1-Pd Pd= Pa 同一系統(tǒng)壓力增加值相等 Pd=Pd1- Pa Pd1 Pa= Pd均為已知742 計算地層壓力 地層壓力=9.8原漿密度 液柱高度+附加鉆井液密度計算壓井鉆井液密度 壓井液密度=地層壓力/9.8H +附加鉆井液密度=m+Pd/9.8H+ e754 計算鉆具內(nèi)容積V1 環(huán)空容積V2總?cè)莘e V1+ V2 V1=鉆具內(nèi)容積系數(shù)Vd鉆具長度V2=環(huán)空容積系數(shù)Va井眼長度容積系

38、數(shù)是每米容積。765、計算壓井循環(huán)時的立管壓力（1） 初始循環(huán)立管壓力 PTi發(fā)生溢流后用原漿壓井排量循環(huán)時的立管壓力。低泵速泵壓：Pci的取得，是用打鉆排量的二分之一至三分之一的立管壓力。77（2）終了循環(huán)立管壓力 PTf就是用重漿壓井排量循環(huán)的低泵速泵壓在其他條件相同的情況下鉆井液的流動阻力即循環(huán)力壓與鉆井液成正比終了循環(huán)立壓=低泵速泵壓Pci壓井鉆井液密度原鉆井液密度787 計算最大允許關(guān)井套壓 前面已經(jīng)講了關(guān)井最大套壓的確定應(yīng)依據(jù)井口防噴器額定工作壓力，套管抗內(nèi)壓強度的80。地層破裂壓力三者之中最小的為依據(jù)，但在一般情況，地層破裂壓力最薄弱，以破裂壓力為依據(jù)計算允許關(guān)井套壓。我們作壓裂

39、實驗時所得到的立管壓力值即為最大關(guān)井套壓。79三 、 壓井方法1發(fā)生溢流關(guān)井后地面壓力的幾種情況和處理（1）Pd=Pa=0 這種情況說明雖然發(fā)生溢流但原鉆井液柱壓力環(huán)空和鉆桿內(nèi)都能平衡地層壓力可打開防噴器循環(huán)除氣。 (2) Pd=Pa0 這種情況可能是圈閉壓力。如消除圈閉壓力后都為零按（1）處理；如消除圈閉壓力或者根本不存在圈閉壓力按司鉆法第二循環(huán)周壓井。80如何消除圈閉壓力從節(jié)流閥中放出少量鉆井液 關(guān)節(jié)流閥，觀察立壓、套壓的變化，如果都下降，說明有圈閉壓力。繼續(xù)放鉆井液，直到立壓不下降。套壓會有升高。注意；放鉆井液時也要考慮到壓力的滯后現(xiàn)象。81（3）Pd=0 Pa 0 說明原漿液柱壓力能平

40、衡地層壓力，環(huán)空侵入了地層流體處理 ：按司鉆法第一個循環(huán)周處理（4）Pd0 Pa 0 Pa Pd如消除圈閉壓力后還是Pa Pd 0 按常規(guī)的壓井方法壓井。即司鉆法壓井和工程師法壓井。822 司鉆法壓井司鉆法又稱二次循環(huán)法:在兩個循環(huán)周內(nèi)完成壓井工作:第一個循環(huán)周用原漿排除溢流,第二個循環(huán)周用重壓井.壓井操作步驟(1)發(fā)現(xiàn)溢流用正確的關(guān)井程序關(guān)井(2)計算壓井所需數(shù)據(jù)83(3)填寫壓井施工單(4)配制重壓液 2倍的V總（5）、 壓井第一個循環(huán)周用原鉆井液循環(huán)排溢流接方鉆桿用原漿緩慢啟動泥漿泵同時調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使套壓保持關(guān)井套壓不變。84當(dāng)排達到壓井排量時保持排量不變，調(diào)節(jié)節(jié)流閥。使立管壓力達到初始循環(huán)立管總壓力Pti。（3）繼續(xù)循環(huán) 排量不變，溢流排出井口過程中，調(diào)節(jié)節(jié)流閥保持初始循環(huán)立管總壓力Pti不變。溢流全部排出井口后，停泵關(guān)節(jié)流閥。這時Pd=Pa為關(guān)井立壓值， 第一個循環(huán)周結(jié)束。85 第二個循環(huán)周 用重鉆井液壓井用重漿緩慢啟動鉆井泵同時調(diào)節(jié)節(jié)流閥使套壓保持第一個循環(huán)周結(jié)束時的套壓不變。當(dāng)排量達到壓井時,調(diào)節(jié)節(jié)流閥;重漿由地面到達鉆頭過程中，保持第一個循環(huán)周結(jié)束時套壓不變。86（循環(huán)立壓由初始循環(huán)立壓Pti下降到終了循環(huán)立壓Ptf）重漿到達鉆頭使立壓達到Ptf（終了循環(huán)立壓）重漿由鉆頭沿環(huán)空返回地面過程中,調(diào)節(jié)節(jié)流閥使立管壓力保持終了循環(huán)立壓不變，重漿到