鉆井工程_濮陽職業(yè)技術學院_第四章油氣井壓力控制.ppt

1、第四章概述了油氣井壓力控制、第一節(jié)井下各種壓力及其平衡檢測第二節(jié)溢流和第三節(jié)溢流的控制關井和壓力井在鉆井過程中對井眼內地層壓力的控制。 井控分類(1)一級井控：利用鉆井液密度，建立井內壓力平衡。 (2)二級井控制：發(fā)生溢流后，用井口防噴器停止壓力后，壓縮井，恢復井內的壓力平衡。 (3)三級井控制：噴井后的處理和壓力控制。 控井的基本要求：1)有效控制地層壓力，防止噴井；2 )防止漏井等復雜情況；3 )有效保護油氣層，第一節(jié)井下各種壓力及其平衡，一是井眼內各種壓力，一是地層孔隙壓力，二是地層破裂壓力，三是鉆井液的4 .環(huán)空循環(huán)壓力降在井底產生的附加壓力，5 .波動壓力為最大井底壓力一，井眼內的各

2、種壓力在正常鉆井時：鉆井時：最小井底壓力：二，井眼地層系統(tǒng)壓力平衡，1 .基本關系式，2 .約束條件，第一節(jié)井下各種壓力及其平衡(2)技術關鍵；(1)地層壓力的準確預測；(2)合理確定鉆井液密度，第一節(jié)井下各種壓力及其平衡；(2)不平衡的壓力鉆井；(1)概念是在井底有效壓力低于地層壓力的條件下進行鉆井作業(yè)。 在井下，允許地層流體進入井內的井口，用專用的井控制裝置控制處理循環(huán)井的流體。 主要目的是及時發(fā)現(xiàn)油氣層，有效保護，同時提高鉆井速度。 (2)關鍵技術1 )地層的細孔壓力和崩塌壓力的正確預測2 )鉆井液類型的選擇和密度等性能的控制3 )井口壓力的控制和在井中循環(huán)的流體的處理4 )鉆井過程的不

3、平衡5 )井底的有效壓力的修正和監(jiān)測6 )井壁的穩(wěn)定7 )完全井，三，零散第一節(jié)井下2 .溢流井底壓力小于地層壓力時，地層流體侵入井內，來自井口的鉆井液量比泵入量大，泵停止后鉆井液自動從井口溢出的現(xiàn)象。 3、井涌溢流進一步發(fā)展、循環(huán)或停泵后，鉆井液涌出井口的現(xiàn)象。 4 .井噴地層流體無法控制地噴出地面。 1、地層壓力把握不準確，降低修訂的鉆井液密度2 .降低鉆井液密度3 .鉆井按規(guī)定泥漿或井漏，不降低井內液面4 .發(fā)揮鉆孔吸引作用減少井底壓力5 .停止循環(huán)，環(huán)空循環(huán)的電壓下降消失2、氣體侵入特征氣體的壓縮性使氣體侵入具有以下特征： (1)侵入井內的氣體從井底向井口移動時，體積逐漸膨脹，越接近地

4、面膨脹越快，體積越大。 因此，看起來氣體侵入地面的鉆井液，只有很少的氣體侵入井底。 (2)瓦斯侵入后的鉆井液的密度因深度而異。 井口密度下降較大，但井底鉆井液柱壓力減少不大。 因此，在瓦斯侵入量少的情況下，只要及時排出瓦斯就沒有井噴的危險。三、氣體侵入、氣體侵入的途徑和方式巖石空隙中的氣體由于鉆孔碎屑進入井內的鉆井液，氣體層中的氣體由于濃度差通過蛋糕擴散到井內，當井底壓力小于地層壓力時，氣體層中的氣體大量流入或滲透到井內。第二節(jié)溢流及其檢測、三、瓦斯侵入、二、瓦斯侵入的特點(3)瓦斯侵入后關井時，瓦斯滑動并積聚在井口。 由于井口關閉，氣體在上升中不能膨脹，體積不變。 這種氣體仍然保持原來的井底

5、壓力。 這種壓力與泥漿柱的壓力重疊作用于井筒整體，容易引起井漏和地下井噴。 因此，瓦斯侵入后不能長時間關井。第二節(jié)溢流及其檢驗，1 .地層流體侵入的征象(1)泥漿罐液面上升(2)鉆井液的溢流量大于泵排出量(3)鉆井時無法注入泥漿或泥漿的注入量少于正常值(4)即使停止循環(huán)，井口也滿是泥。 (5)鉆孔速度突然加快或變空(6)鉆井液性能變化密度下降粘度上升或下降氣泡、氯離子、氣測烴類含量增加油花增多，油味、天然氣味、硫化氫味增濃的溫度上升。 (7)泵壓上升則下降，外伸減少則增大，4、溢出檢測、2節(jié)溢出及其檢測、4、溢出檢測、2、溢出檢測方法(1)鉆井液罐液面檢測法(2)鉆井液流量檢測法(3) 折流板

6、流量修正，2節(jié)溢出第3節(jié)溢出的控制-關井和壓力井，一、井控制裝置，第3節(jié)溢出的控制-關井和壓力井，一、井控制裝置，第3節(jié)溢出的控制-關井和壓力井，一、井控制，(1)硬斷井優(yōu)點：關井程序簡單，時間短，地層流體侵入量少。 缺點：發(fā)生“水擊”，使井口裝置、套管和地層受到的壓力急劇增加，可能超過井口裝置的額定壓力、套管的耐內壓強度和地層破裂壓力。 (2)軟關井溢流后，先打開節(jié)流閥，再關閉防噴器，然后再關閉節(jié)流閥。 優(yōu)點：可以避免“水擊”現(xiàn)象。 缺點：關井程序復雜，時間長，地層流體入侵量大。 第3節(jié)溢流的控制-關井和壓力井，(3)半軟關井溢流后，適度打開節(jié)流閥，然后關閉防噴器，再關閉節(jié)流閥。 其特征在于

7、“硬斷井”和“軟斷井”之間。 1 .關井方式和選擇，二、關井、關井方式的選擇：溢出速度不高或者井口裝置的受壓能力高時，可以使用“硬關井”。 否則，請選擇“軟關井”或“半軟關井”。 推薦采用“半軟關井”。 2、關井程序(“四七”操作程序)、(1)挖掘中發(fā)生溢出(2)下挖掘桿時發(fā)生溢出(3)發(fā)生挖掘沖壓時發(fā)生溢出(4)空井溢出，第三節(jié)溢出的控制第三節(jié)溢流的控制關井和壓力井、圍壓的概念：記錄的立壓、圍壓中，超過平衡地層壓力所需壓力的部分的壓力值，即產生圍壓的原因：關井或氣體在停止泵前滑動。釋放圍壓的方法：每次打開節(jié)流閥，一點點放出鉆井液(4080升)，觀察立管壓力的變化。 如果立管壓力沒有變化或稍微

8、變高，就表示沒有包圍壓力，此時記錄的立管壓力為關井立管壓力。 立管壓力降低時，持續(xù)排放挖掘液，直到立管壓力不再降低。 此時，封閉壓力被釋放，讀取的立管壓力成為真正的關井立管壓力。 三、關井立管壓力的測定、2 .鉆柱上未安裝背壓鈴時測定關井立管壓力、第三節(jié)溢流的控制-關井和壓井、3 .鉆柱上安裝背壓鈴時測定管井立管壓力、(1) 循環(huán)法用于已知的壓井泵速及其泵速的具體方法：1)關井后，套壓相對穩(wěn)定后，記錄套壓；2 )緩慢啟動泵，以壓井泵速度泵入鉆井液，同時調節(jié)節(jié)流閥，使套壓相對穩(wěn)定記錄當時的立管壓力3 )求出關井立管壓力：三、關井立管壓力的測定、第三節(jié)溢流的控制-關井和壓力井、三、關井立管壓力的測

9、定、三.對鉆柱施加壓力時測定管井立管壓力；(2)不循環(huán)法這種方法具體的做法： 1 記錄夾套壓力值2 )在完全關閉井的狀態(tài)下，緩慢地使泵動作，直到夾套壓力稍微上升()，記錄此時的立管壓力和夾套壓力。 3 )求關井立壓：第三節(jié)注意到溢流控制-關井和壓井，四、壓井鉆井液密度糾正，Pp=Pa Pha不能糾正地層壓力，環(huán)空鉆井液被地層流體污染，其密度難以確定。第三節(jié)溢流控制-關井與壓井、五、溢流類型判別、“u”形管原理：-泥漿罐鉆井液增量、氣油水、第三節(jié)溢流控制-。 通過循環(huán)，排除溢出，重建井眼地層系統(tǒng)的壓力平衡。 2、壓井原則1 )在壓井過程中，始終保持井底壓力略大于地層壓力。 2 )套壓不得超過井口

10、裝置的額定工作壓力和套耐內壓強度的80%，套壓和環(huán)空內鉆井液柱壓力之和不得超過裸眼地層的最小破裂壓力。 (1)壓井的概念和原則，第三節(jié)溢流的控制關井和壓井，1 .壓井排量，壓井采用低排量，通常采用正常排量的三分之一到二分之一的：主要原因是： (1)降低循環(huán)壓力。 (2)使壓井鉆井液的泵入速度和加重速度同步。 (二)壓井修正算，六，壓井理論和方法，第三節(jié)溢出的控制關井和壓井，2 .壓井作業(yè)時間，(1)壓井鉆井液從地面到達鉆頭的時間(分鐘)，(2)壓井鉆井液充滿的每單位長度的環(huán)空容積，L/m。 (二)壓井糾正、六、壓井理論和方法、第三節(jié)溢出控制關井和壓井、(二)壓井糾正、三、壓井立管壓力、六、壓井

11、理論和方法、壓井鉆井時的立管壓力(一)初期循環(huán)立管壓力、初期循環(huán)立管壓力方法2 :發(fā)生溢流關井，求出關井套壓后進行循環(huán)實測。 具體而言，1 )啟動泵，調整節(jié)流閥，使套壓與閉井套壓相等2 )在維持套壓的同時調整泵速達到壓力井排出量時，立管壓力為。第三節(jié)溢流的控制關井和壓井是初始循環(huán)壓力，即密度的原鉆井液循環(huán)時的壓損。 (2)完成循環(huán)立管壓力，井鉆井液到達井底時的立管壓力。 當循環(huán)壓力消耗與流體密度成比例時，存在終止循環(huán)壓力，即密度的壓力井液循環(huán)時的壓力消耗。 (二)壓井糾正，3 .壓井立管壓力，6，壓井理論和方法，第三節(jié)溢出控制關井和壓井，(三)壓井方法，司鉆法(二次循環(huán)法) :控制立管壓力的第

12、一循環(huán)周期，被原密度的鉆井液循環(huán)、污染工程師法(一次循環(huán)法、等待加重法) :關井等待井液加重后，一周內完成壓井作業(yè)。 在循環(huán)法：關井取得相關數(shù)據(jù)后，立即在循環(huán)的同時加權壓力井。 六、壓井理論與方法，第三節(jié)溢流的控制關井與壓井，(三)壓井方法1 .司鉆法壓井，(1)壓井程序的第一周期：六、壓井理論與方法，1，2第三節(jié)溢流的控制關井與壓井，1 .司鉆法壓井，(2)立壓第三節(jié)溢流控制關井和壓井，(3)壓井方法，1 .司鉆法壓井2 .工程師法壓井，(3)壓井方法，6，壓井理論和方法，第三節(jié)溢流控制關井和壓井，3 .邊緣循環(huán)加重法，(1) 發(fā)生溢流關井取得相關數(shù)據(jù)后，立即保持套管壓力，調整泵速達到壓力井

13、排放量。 此時，立管壓力等于或接近初期循環(huán)立管壓力。 2 )循環(huán)加重鉆井液，逐步提高鉆井液密度。 每次密度上升(0.01g/cm3)，循環(huán)到達鉆孔，循環(huán)立管壓力下降：3)鉆井液密度上升，到達鉆孔后立管壓力下降，然后維持立管壓力直到密度高的壓井液到達井口，壓井結束。 (三)壓井方法，六，壓井理論和方法，第三節(jié)溢流控制-關井和壓井，(二)立管壓力變化規(guī)律缺點是壓井工作時間最長，套管壓力峰值最大。 如果重晶石儲量不足，建議使用此方法。 工程法的優(yōu)點是壓井作業(yè)時間最短，套壓峰值最低。 缺點是關井的時間最長。 具備能夠迅速加重鉆井液的條件時，推薦使用該方法。 邊緣循環(huán)邊緣加權法的優(yōu)點是關井時間比工程師法短，能夠大幅度連續(xù)增加鉆井液密度。 缺點是糾正算法比較復雜，壓井循環(huán)時間長于工程法，套壓峰值高于工程法。 只有在儲存的高密