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(duì)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(cè),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(jí)井控,3、

2、二級(jí)井控,4、三級(jí)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(jí)井控,一級(jí)井控是依靠適當(dāng)?shù)你@井液（或壓井液）密度來(lái)控制住地層孔隙壓力，使得沒(méi)有地層流體侵入井內(nèi)，井涌量為零，沒(méi)有溢流產(chǎn)生。,返回,二級(jí)井控,二級(jí)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(guò)程。,返回,三級(jí)井控,二級(jí)井控失敗，井涌量增大，失去了控制，發(fā)生了井噴，這時(shí)依靠井控技術(shù)和井控設(shè)備恢復(fù)對(duì)井的控制，達(dá)到初級(jí)井控狀態(tài)，叫做三級(jí)井控。

3、,返回,當(dāng)?shù)貙涌紫秹毫Υ笥诰讐毫r(shí)，地層孔隙中的流體(油、氣、水）將侵入井內(nèi)，通常稱(chēng)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(dòng)外溢，這種現(xiàn)象稱(chēng)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(wú)控制地涌入井筒，噴出地面的現(xiàn)象稱(chēng)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(wú)法用常規(guī)方法控制井口而出現(xiàn)敞噴的現(xiàn)象稱(chēng)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(méi)有灌滿(mǎn)。,3、不能及時(shí)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(shí)處理或處理 措施不當(dāng).,6、鉆井液中混油過(guò)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(jì)不合理。,10、空井時(shí)間過(guò)長(zhǎng)又無(wú)人觀察井口,11、地質(zhì)設(shè)計(jì)未能提供準(zhǔn)確的地層孔隙壓力資料。,12、相鄰注水井不停或未減壓。,13、對(duì)淺氣層的危害性缺乏足夠的認(rèn)識(shí)。,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?chē)Ъ胰f(wàn)戶(hù)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(bào)廢,帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。,6、涉及面廣,在國(guó)際、國(guó)內(nèi)造成不良的社會(huì)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(dòng)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(hào)是 pa，1pa 是1m2面積上受到1N的力時(shí)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?kù)o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(jì)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(shuō)壓力梯度是11.77kPa /m, 也可以說(shuō)當(dāng)量密度是1.20 g / cm 3, 也可以說(shuō)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(chēng)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(gè)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(jì)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(chēng)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(chēng)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(shí)地層水

9、密度為n，則地層壓力當(dāng)量密度e,當(dāng)e = n時(shí)，等于1.07g/cm3為壓力正常,當(dāng)e n時(shí)，大于1.07 g/cm3為異常高壓,當(dāng) en時(shí)，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(duì)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(shí)，所能承受的壓力。,破裂壓力通常以梯

10、度或密度來(lái)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(lái)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(dòng)阻力、侵入井內(nèi)的地層流體的壓力、激動(dòng)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(shí): 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(shí): 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(shí): 井底壓力=環(huán)空靜液壓力+抽吸壓力 5.下鉆時(shí): 井底壓力=環(huán)空靜液壓力+激動(dòng)壓力,不同鉆井作業(yè)時(shí)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(chēng)為超平衡，負(fù)值的壓差稱(chēng)為欠平衡。,九、壓差,返回,在壓力的推動(dòng)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(shí)，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(dòng)壓力和抽吸壓力,繼續(xù),激動(dòng)壓力和抽吸壓力是類(lèi)似的概念，激動(dòng)壓力是正值，抽吸壓力是負(fù)值。如圖所示,激動(dòng)壓力：下鉆或下套管時(shí)，由于鉆頭下行擠壓該處鉆井液,使鉆井液流動(dòng)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(dòng)大多數(shù)的防噴設(shè)備，包括防噴器。驅(qū)動(dòng)力來(lái)自液壓泵的液體或儲(chǔ)能器中的氮?dú)狻?十一、泵壓、液壓,返回,一、名詞解釋?zhuān)?1、靜液壓力： 2、壓力梯度： 3、地層破裂壓力： 4、抽吸壓力、激動(dòng)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(shí)； 3、起下鉆時(shí)；,思考題,返回,1、壓實(shí)作用 2、構(gòu)造運(yùn)動(dòng) 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(shí)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(shí)，不會(huì)產(chǎn)生異常壓力；在滲透通道被封閉時(shí)，封閉在下部的地層孔隙壓力會(huì)成為異常高壓。或者說(shuō)，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(dòng)是地層自身的運(yùn)動(dòng)。它引起各地層之間相對(duì)位置的變化。由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，圈閉有地層流體的地層被斷層、橫向滑動(dòng)、褶皺或侵入所擠壓。促使其體積變小，如果此流體無(wú)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(dòng),繼續(xù),構(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(yè)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(wú)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(shí),則在構(gòu)造斜上部，可能會(huì)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(dòng)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(cè),返回,二、井涌的檢測(cè),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(shí)井內(nèi)未灌滿(mǎn)壓井液或鉆井液,2、過(guò)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(shí)，灌入壓井液或鉆井液體積小于起出鉆柱體積，會(huì)使井內(nèi)液柱高度下降，從而引起井底壓力降低，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致溢流與井噴。,1、起鉆時(shí)未灌滿(mǎn)漿,灌壓井液或鉆井液原則如下,繼續(xù),（1）至少起出35個(gè)立根的鉆桿，或起出一個(gè)立根的鉆鋌時(shí)，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(guò)30米。,（2）通過(guò)鉆井液管線(xiàn)向井內(nèi)灌，不能用壓井管線(xiàn)灌鉆井液，防止壓井管線(xiàn)和閥門(mén)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(xiàn)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(guò)鉆井液管線(xiàn)灌入可能直接從出口管流出，從而誤認(rèn)為井筒已灌滿(mǎn)。,灌壓井液或鉆井液原則,返回,（4）小修時(shí)要邊起邊灌，保持液面在井口。,2、過(guò)大的抽吸壓力,（1）抽吸壓力的影響因素,（2）減少起鉆時(shí)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(dòng)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(dòng)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(zhǎng)，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(shí)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(shí)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(jì)井身結(jié)構(gòu),盡量準(zhǔn)確的估計(jì)地層壓力;,(2) 分析臨近井資料,特別是發(fā)生過(guò)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(bào)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(cè)資料，以便在鉆井過(guò)程中應(yīng)用dc指數(shù)法檢測(cè)地層壓力，對(duì)地層壓力取得一個(gè)合理的估計(jì)值；,(4) 密切監(jiān)控?cái)鄬踊虻貙幼兓闆r；,(5) 安裝適當(dāng)?shù)牡孛嫜b置，以便及時(shí)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(shí)，井涌就可能發(fā)生。,4、循環(huán)漏失,1）設(shè)計(jì)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(yàn)地層，測(cè)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(shí)選擇最佳方法。 3）在下鉆時(shí)，將壓力激動(dòng)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(shí),設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)，壓差式灌注設(shè)備損壞。,1）中途測(cè)試控制不好。,2）鉆到臨近井里去了。,3）以過(guò)快的速度鉆穿含氣砂層。,4）射孔時(shí)控制不住。,6、其它原因,返回,（1）下鉆時(shí)的溢流顯示 （2）鉆進(jìn)時(shí)的溢流顯示 （3）起鉆時(shí)的溢流顯示 （4）空井時(shí)的溢流顯示,返回,二、井涌的檢測(cè),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(shí)井眼仍外溢壓井液或鉆井液。,（1）下鉆時(shí)的溢流顯示,返回,（2）鉆進(jìn)時(shí)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(zhǎng)條帶棱角， 巖屑數(shù)量增加。,1）機(jī)械鉆速增加。,2）頁(yè)巖密度減小。,間接顯示,4）轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，當(dāng)井底壓力低于地層壓力時(shí)，就會(huì)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(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)溢流的顯示是什么？ 4、鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生溢流有什么直接顯示？ 5、起鉆時(shí)溢流的顯示是什么？ 6、空井時(shí)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(chǎng)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(zhǎng),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(shí)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(shí)的套壓值較小，有利于實(shí)現(xiàn)安全壓井。,關(guān)井時(shí)最關(guān)鍵的問(wèn)題是： 1、關(guān)井要及時(shí)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(cè)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(chǔ)備、重晶石儲(chǔ)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(tīng)到報(bào)警長(zhǎng)鳴信號(hào)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(tái)，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(bào)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(lái)不及上報(bào)請(qǐng)示，可與司鉆等人員協(xié)商，果斷迅速處理，同時(shí)向上級(jí)主管部門(mén)報(bào)告。,工作時(shí)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(tái)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(kāi)關(guān)活動(dòng)閘板防噴器一次，每?jī)芍汇@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(bào)警喇叭是否靈活好用。,工作時(shí)職責(zé)：見(jiàn)下一節(jié)的四、七動(dòng)作。,接班檢查：,2、司鉆,返回,接班檢查：,1）檢查儲(chǔ)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(duì)每個(gè)控制對(duì)象操作檢查一次。對(duì)環(huán)形防噴器每?jī)芍汇@頭檢查一次。,3、副司鉆,3）檢查加重料、重鉆井液儲(chǔ)備量是否滿(mǎn)足要求。,工作時(shí)職責(zé)：見(jiàn)下一節(jié)的四、七動(dòng)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(shí)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(dòng)鎖緊操縱桿、節(jié)流管匯、放噴管線(xiàn)的固定及清潔衛(wèi)生是否符合要求。,工作時(shí)職責(zé)：見(jiàn)下一節(jié)的四、七動(dòng)作。,2）各閥門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)閉是否符合規(guī)定要求。見(jiàn)圖檢查立壓表、套壓表、溢流監(jiān)測(cè)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(mén)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài),開(kāi),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(shí)職責(zé)：見(jiàn)下一節(jié)的四、七動(dòng)作。,3）止回閥接頭等內(nèi)防噴器工具無(wú)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(wú)裸線(xiàn)，照明燈 閘刀開(kāi)關(guān)及電機(jī)防爆，有保護(hù)罩。,工作時(shí)職責(zé)：見(jiàn)下一節(jié)的四、七動(dòng)作。,接班檢查：,2）消防器材、工具，齊全完好。,6、場(chǎng)地工,返回,1）鉆入油氣層后，要保證機(jī)房及周?chē)鸁o(wú)油 污，排氣管通冷卻水， 消除一切火災(zāi)隱 患。 2）聽(tīng)到溢流報(bào)警信號(hào)后，先啟動(dòng)2號(hào)、3號(hào) 車(chē)、 運(yùn)轉(zhuǎn)正常后再關(guān)停1號(hào)車(chē)。 3）密切注視鉆臺(tái)，

28、接受司鉆各項(xiàng)指令。,7、柴油機(jī)司機(jī),返回,8、發(fā)電工,1）聽(tīng)到溢流報(bào)警信號(hào)，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(tái)燈、機(jī)泵房燈。,返回,井下作業(yè)井控崗位職責(zé),一、班長(zhǎng),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(chǎng)井控崗位職責(zé)分工,一、班長(zhǎng) 1、發(fā)現(xiàn)井噴預(yù)兆、溢流或接到溢流報(bào)告立即發(fā) 出警報(bào)。 2、組織全班按關(guān)井程序迅速控制井口。 3、負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)液動(dòng)放噴閥，開(kāi)關(guān)防噴器，確認(rèn)防噴 器開(kāi)關(guān)是否到位。 4、負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程控制臺(tái)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(shí)：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(shí)報(bào)警。 2、起下管柱：聽(tīng)到警報(bào)，游車(chē)不上行，立即從二 層臺(tái)下來(lái)，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(tái)下來(lái)，觀察液面變化情況 。 4、對(duì)于起下作業(yè)使用通井機(jī)操作的隊(duì)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(shí)：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(pán)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(shí)：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(pán)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(shí)：坐崗觀察大罐內(nèi)壓井液面變化情況，并填寫(xiě)坐崗記錄，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警，聽(tīng)到報(bào)警后，打開(kāi)套管閘門(mén)，確認(rèn)防噴器關(guān)閉后，試關(guān)井，記錄并向班長(zhǎng)匯報(bào)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(xiě)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(zhǎng)匯報(bào)。,返回,六、作業(yè)機(jī)司機(jī) 1、發(fā)生溢流時(shí)，根據(jù)班長(zhǎng)指示發(fā)出長(zhǎng)笛信號(hào)或報(bào)警，具體操作要領(lǐng)如下： 井下施工作

31、業(yè)時(shí)：發(fā)出警報(bào)，停止施工，將井口第一根鉆桿（或油管）接頭提出轉(zhuǎn)盤(pán)面0.5米以下，停泵，搶裝旋塞閥。 起下管柱：發(fā)出警報(bào)，搶裝旋塞閥或根據(jù)班長(zhǎng)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(zhǎng)正確關(guān)開(kāi)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(jì)算。 6、組織壓井，詳細(xì)記錄，取全取準(zhǔn)資料，綜合上報(bào)。,八、小隊(duì)?wèi)?yīng)建的井控活動(dòng)記錄 1、干部24小時(shí)值班記錄。 2、防噴演習(xí)記錄。 3、班前井控會(huì)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(kāi)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(guò)大壓力加于薄弱地層上的風(fēng)險(xiǎn)，增加地層壓裂的危險(xiǎn)，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(guò)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(shí)間長(zhǎng)，從發(fā)現(xiàn)氣侵到關(guān)井，會(huì)有更多的地層流體進(jìn)入井內(nèi)。,返回,2、無(wú)液控閥及司鉆控制臺(tái),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(dòng)作示意圖,無(wú)液控閥及司鉆控制臺(tái),四、空井時(shí)發(fā)生溢流,一、鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生溢流,二、起下鉆桿時(shí)發(fā)生溢流,三、起下鉆鋌時(shí)發(fā)生溢流,返回,四七動(dòng)作簡(jiǎn)易示意圖,一、鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生溢流,繼續(xù),發(fā)信號(hào),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),返回,四.七動(dòng)作簡(jiǎn)易示范圖,二、起下鉆桿時(shí)發(fā)生溢流,發(fā)信號(hào),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),返回,四.七動(dòng)作簡(jiǎn)易示范圖,三、起下鉆鋌時(shí)發(fā)生溢流,發(fā)信號(hào),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),繼續(xù),返回,四.七動(dòng)作簡(jiǎn)易示范圖,四、空井時(shí)發(fā)生溢流,發(fā)信號(hào),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(kāi),關(guān),關(guān),

34、看,總結(jié)：,繼續(xù),一、鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生溢流,四.七動(dòng)作圖解,繼續(xù),二、起下鉆桿時(shí)發(fā)生溢流,四.七動(dòng)作圖解,繼續(xù),三、起下鉆鋌時(shí)發(fā)生溢流,四.七動(dòng)作圖解,繼續(xù),四、空井時(shí)發(fā)生溢流,四.七動(dòng)作圖解,返回,返回,沒(méi)有安裝防噴器的井關(guān)井程序,井下作業(yè)時(shí)發(fā)生溢流關(guān)井程序,安裝防噴器的井,一、起下管柱時(shí)發(fā)生溢流關(guān)井程序,班長(zhǎng)、司機(jī),繼續(xù),司機(jī)、二、三崗位,一、起下管柱時(shí)發(fā)生溢流關(guān)井程序,班長(zhǎng)、二、三、一崗位,一、起下管柱時(shí)發(fā)生溢流關(guān)井程序,繼續(xù),資料員,一、起下管柱時(shí)發(fā)生溢流關(guān)井程序,套管閘門(mén),繼續(xù),班長(zhǎng),一、起下管柱時(shí)發(fā)生溢流關(guān)井程序,繼續(xù),資料員,一、起下管柱時(shí)發(fā)生溢流關(guān)井程序,套管閘門(mén),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(shí)發(fā)生溢流關(guān)井程序,返回,二、井下施工作業(yè)時(shí)發(fā)生溢流,班長(zhǎng)、司機(jī),發(fā)信號(hào),繼續(xù),司機(jī)、一、二、三崗位,繼續(xù),二、井下施工作業(yè)時(shí)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(shí)發(fā)生溢流,二、井下施工作業(yè)時(shí)發(fā)生溢流,資料員,套管閘門(mén),繼續(xù),班長(zhǎng),繼續(xù),二、井下施工作業(yè)時(shí)發(fā)生溢流,二、井下施工作業(yè)時(shí)發(fā)生溢流,資料員,套管閘門(mén),繼續(xù),7）看,壓力變化及溢流量,返回,二、井下施工作業(yè)時(shí)發(fā)生溢流,一、二崗位、資料員,三、空井時(shí)發(fā)生溢流,繼續(xù),井下作業(yè)時(shí)發(fā)生溢流關(guān)井程序,三、空井時(shí)發(fā)生溢流,班長(zhǎng)、司機(jī),發(fā)信號(hào),繼續(xù)

36、,司機(jī)、一、二、三崗位,二、空井時(shí)發(fā)生溢流,繼續(xù),三、空井時(shí)發(fā)生溢流,司機(jī)、二、三崗位,繼續(xù),三、空井時(shí)發(fā)生溢流,資料員,套管閘門(mén),繼續(xù),三、空井時(shí)發(fā)生溢流,班長(zhǎng),繼續(xù),三、空井時(shí)發(fā)生溢流,資料員,套管閘門(mén),繼續(xù),三、空井時(shí)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(méi)有安裝防噴器的井： 在起下管柱時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流：要立即打開(kāi)四通兩側(cè)的閥門(mén)，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(hào) 停止起下管柱搶接油管掛開(kāi)套管閘門(mén) 座油管掛座采油樹(shù)（均勻上緊井口螺栓） 關(guān)套管閘門(mén)、試關(guān)井 看油、套壓力；

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

38、搶,下管柱 裝旋塞閥,班長(zhǎng),司機(jī)、一、二、三崗位,資料員,班長(zhǎng),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(hào)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(kāi)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(guò)程中，氣泡上面的壓井液液柱高度越來(lái)越小。氣體所受的液柱壓力也越來(lái)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(shí)氣體體積膨脹到最大。見(jiàn)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(gè)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(shí)，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(guò)程說(shuō)明：（1）氣體在井內(nèi)上升時(shí)體積一直在膨脹，但增加量較小，直到靠近地面時(shí)才迅速增加，這時(shí)壓井液池液面才增加比較明顯； （2）氣體膨脹上升對(duì)井底壓力的影響很小，只是到靠近地面時(shí)，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(shí)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(huì)使井底壓力小于地層壓力。 3）鉆淺氣層時(shí)，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(xiàng),返回,二、井內(nèi)氣體的運(yùn)移,1、井內(nèi)氣體的運(yùn)移,2、開(kāi)井時(shí)的氣體運(yùn)移,

41、3、關(guān)井時(shí)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(gè)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(gè)向上運(yùn)移的趨勢(shì)。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(guò)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(guò)幾個(gè)小時(shí)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(huì)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(kāi)井時(shí)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(dòng)。結(jié)果是氣體

42、中的地層壓力向地面移動(dòng)。這個(gè)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(gè)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(jiàn)下圖,3、關(guān)井時(shí)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(guò)最大允許值，引起地層破裂，造成地下井噴。此時(shí)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(jì)算環(huán)空井底壓力。 2、氣泡在井內(nèi)會(huì)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(wèn)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(shí)，注意哪些事項(xiàng)？ 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(guò)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(shí)又不使控制壓力過(guò)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(chēng)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(gè)平衡點(diǎn)，此處的壓力只能有一個(gè)值，這個(gè)值可以通過(guò)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(dòng)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(xiàn)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(kāi)始時(shí)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(kāi)始上返時(shí)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(shuō)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(shí)的立壓,返回,初始立管壓力是循環(huán)開(kāi)始時(shí)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(shí)正常排量的某一個(gè)排量下測(cè)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(duì)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(cè)法 當(dāng)鉆入高壓油氣層時(shí)，要求每天早班用選定的壓井排量進(jìn)行循環(huán)實(shí)驗(yàn)，測(cè)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(bào)表上。便于壓井時(shí)查用。,繼續(xù), 如果采用正常鉆進(jìn)時(shí)的大排量進(jìn)行壓井，壓井時(shí)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(guò)鉆井泵的額定工作壓力。, 如果采用正常鉆進(jìn)時(shí)的大排量進(jìn)行壓井，開(kāi)關(guān)節(jié)流閥時(shí)，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(shí)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(shí)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(kāi)始上返時(shí)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(jiàn)例題,4）發(fā)生井涌關(guān)井后循環(huán)新漿時(shí)立壓的變化,繼續(xù),1）正常鉆進(jìn)時(shí)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(jiàn)：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(shì),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(shì),A、當(dāng)新漿在鉆桿內(nèi)下行時(shí)，套壓基本不變（侵入的流體全部排出）。 B、當(dāng)新漿通過(guò)鉆頭在環(huán)空上返時(shí)，套壓逐漸減小。 C、當(dāng)新漿通過(guò)節(jié)流閥后，套壓為零。,返回,1）正常鉆進(jìn)時(shí)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(jiàn)：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(gè)。,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(jí)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(chēng)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(shí)所能承受的壓力。,見(jiàn)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(kāi)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(jì)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(jì)算例題,返回,為了減少抽吸帶來(lái)的液柱壓力下降,應(yīng)當(dāng)增加一個(gè)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(guò)壓井鉆井液密度,同時(shí)也是區(qū)別各種類(lèi)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(lèi),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(jì)算,2) 定量泥漿加重 時(shí)需加重材料的計(jì)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(jiàn)例題,1)配制一定量加重泥漿所需加重材料的計(jì)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(jì)算,返回,式中 G1-定量泥漿加重時(shí)所需加重材料的重量； v0-原鉆井液容積。見(jiàn)例題,2）定量泥漿加重時(shí)所需加重材料的計(jì)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(jì)算,返回,為了對(duì)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(jiàn)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(jì)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(gè)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(gè)第一次循環(huán)里可以保持不變，保持井底常壓，或者說(shuō)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(gè)井內(nèi)。在壓井鉆井液送到鉆頭的過(guò)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(kāi)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(gè)循環(huán)。例1、例2,返回,已知低泵速泵壓等于4.