常规井控_精品文档.ppt

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常规井控技术主要内容：

主要内容：

井眼与地层压力系统井眼与地层压力系统井涌的原因、征兆与检测方法井涌的原因、征兆与检测方法关井方式与关井程序关井方式与关井程序侵入流体性质的判别侵入流体性质的判别压井压井-恢复压力平衡的方法恢复压力平衡的方法第一部分第一部分井眼与地层压力系统井眼与地层压力系统一、井眼与地层压力体系一、井眼与地层压力体系11、井眼内的各种压力、井眼内的各种压力

（1）上覆岩层压力P0=0.00981*H*（1-）ma+f（MPa）HH井深井深，mm地层孔隙度地层孔隙度，%ma地层骨架密度地层骨架密度，g/cm3f地层流体密度地层流体密度，g/cm3上覆岩层压力一般由密度测井或声波测井资料求得。

上覆岩层压力一般由密度测井或声波测井资料求得。

密度测井：

密度测井：

GG00=HHiifm/HHiig/cm3g/cm3声波测井：

声波测井：

fm=Tma-2.11*（T-Tma）/（Tf+T）

（2）地层孔隙压力地层孔隙压力pp=0.00981PH（MPa）P-地层孔隙压力的当量泥浆密度，g/cm3。

H-井深，m。

（3）地层破裂压力地层破裂压力f地层破裂压力的当量泥浆密度，g/cm3。

Kss构造应力系数Srt岩石的抗拉强度（4）钻井液液柱压力钻井液液柱压力Ph=0.0098mHHH-环空液柱垂直高度，m。

m泥浆密度（5）井内波动压力井内波动压力抽吸压力：

抽吸压力：

psb=0.00981sbH（MPa）激动压力：

激动压力：

psg=0.00981sgH（MPa）ssbb-抽吸压力系数，g/cm3。

一般应控制在ssbb=0.0360.0360.08.0.08.g/cmg/cm33。

ssgg-激动压力系数，g/cm3。

一般应控制在ssgg=0.024=0.0240.10.1g/cmg/cm33。

实际操作过程中，当泥浆密度在1.5g/cm3,粘度在50mPa.s时，如果起钻速度在1.5m/s左右,则抽吸压力系数可达0.1g/cm3以上。

（6）环空循环压降环空循环压降a=pa/（0.00981H）a环空压降的当量泥浆密度，g/cm3。

（7）井底有效压力井底有效压力正常钻进时：

正常钻进时：

phe=ph+pa起钻时：

起钻时：

phe=ph-psb下钻时：

下钻时：

phe=ph+psg最大井底压力：

最大井底压力：

phemax=ph+pa+psg最小井底压力：

最小井底压力：

phemin=ph-psb22、井眼与地层压力关系井眼与地层压力关系安全钻井的压力平衡条件安全钻井的压力平衡条件：

ppphepf或或phefphepp，地层流体侵入井眼；地层流体侵入井眼；phe=pp，平衡压力钻井；平衡压力钻井；phepf，压裂地层，发生井漏；压裂地层，发生井漏；ppphepf，过平衡压力钻井；过平衡压力钻井；phepp，地层流体有控制地进入井眼，地层流体有控制地进入井眼，欠平衡压力钻井。

欠平衡压力钻井。

第二部分第二部分井涌的原因、征兆与监测方法井涌的原因、征兆与监测方法井涌（井涌（又称为又称为溢流、静侵）溢流、静侵）：

地层流体（油、气、水）侵入井内，井口返出的钻井液量大于泵入量，或停泵后钻井液从井口自动外溢的现象。

一、地层流体侵入井内的原因一、地层流体侵入井内的原因1、地层压力掌握不准，使设计的钻井液密度偏低；2、地层流体（油、气、水）侵入，使钻井液密度降低；3、起钻未按规定灌泥浆，或井漏使井内液面降低；4、起钻速度过快，引起抽过大，地层流体侵入井内；5、停止循环时，环空循环压降消失，使井底压力减小。

统计表明，近70%的井涌或井喷发生在起钻（或起完钻）过程中二、气侵二、气侵11、气侵的途径与方式、气侵的途径与方式岩石孔隙中的气体随钻碎的岩屑进入井内钻井液；气层中的气体由于浓度差通过泥饼向井内扩散；当井底压力小于地层压力时，气层中的气体大量流入或渗入井内。

22、气侵的特点及危害、气侵的特点及危害

（1）侵入井内的气体由井底向井口运移时，体积逐渐膨胀，越接近地面，膨胀越快。

因此，在地面看起来气侵很严重的钻井液，在井底只有少量气体侵入。

（2）一般情况下，气体侵入钻井液后呈分散状态，井底泥浆液柱压力的降低是非常有限的。

只要及时有效地除气，就可有效避免井喷。

（33）当井底积聚相当体积的气体形成气柱时，随着气柱的上升（滑脱上升或循环上升），在井口未关闭的情况下，环境压力降低，体积膨胀变大，替代的钻井液量越来越多，使井底压力大大降低，更多的气体将以更快的速度侵入井内，最终导致井喷。

（44）气侵关井后，气体将滑脱上升，在井口积聚。

但体积变化并不大。

使气体几乎仍保持原来的井底压力。

这个压力与泥浆柱压力叠加作用于整个井筒，容易导致井漏和地下井喷。

3、气侵情况下的气液两相流的流动特点、气侵情况下的气液两相流的流动特点气体进入井眼后，井内为气液两相流，由于二者密度不同，气体将会滑脱上升，在泡状流时，气体的滑脱速度不大，一般为150300m/h；在段塞流时的滑脱速度约为18003000m/h。

在井口开口的情况下，随着气体的不断上升，气体逐渐膨胀，在一定气侵量时，气体会由泡状流逐渐向段塞流和环状流发展。

44、井内气体上升时的体积及压力变化、井内气体上升时的体积及压力变化（11）井口开启）井口开启根据波耳定律：

P1V1=P2V2（按等温过程）可知气体从井底上升到一半高度时，由于气体压力减小一半，气体体积将会增大一倍。

随着气体体积的不断增大，井底的液柱压力逐渐减小，导致更多的气体侵入井内，形成恶性循环，最终可能引起井喷。

如深度为4km的井，当井底侵入1m3的气体时，随气体的上升，其体积的变化如图所示：

当气体上升到390m处时其体积等于其上的环空体积，也就是说，其上部的泥浆全部被顶出井外。

如果泥浆上返速度为0.8m/s，当外溢量为4m3时发现井涌（气体到达1km处），则从发现到喷出，大约只需78分钟时间。

因此，人们常说井喷会突然发生。

（22）井口关闭）井口关闭在井口关闭的情况下，气体在滑脱上升的过程中保持体积不变，因此其压力亦保持不变，此情况下，井口和井底的压力都会逐渐增加，当气体到达井口时，井口承受的压力为地层压力，井底的压力为2倍于地层压力。

此情况下可能压漏地层，发生井下井喷。

因此，在井内的气体上升过程中，应逐渐有控制地进行放压，使套压小于允许套压。

注意事项：

注意事项：

1、起钻初期一定要控制起钻速度；2、起钻时注意及时灌浆；3、尽可能防止长时间空井；4、在含气量比较大的地区或气田要有高度的警惕性，下钻时，可采用分段循环的方法排除侵入井内的气体。

5、发生井漏时要预防井喷；6、发现井涌后应及时关井，切不可采用循环观察的方法来确定井内的情况。

7、在发生井涌时，不要开着井口抢下钻，或者企图把钻头提到套管鞋内。

以免造成井喷。

举例：

举例：

P181P181三、地层流体侵入的检测三、地层流体侵入的检测11、地层流体侵入的征兆、地层流体侵入的征兆

（1）钻速（钻时）加快、蹩跳钻、钻进放空；

（2）泥浆池液面升高；（3）钻井液返出量多于泵排量；（4）钻井液性能发生变化；密度降低；粘度上升或下降；气泡、氯根离子、气测烃类含量增加；油花增多，油味、天然气味、硫化氢味增浓；温度升高；泥浆电导率增大或减小。

（5）泵压上升或下降，悬重减小或增大；钻遇高压层时，井底压力突然升高，导致悬重减小，泵压升高；地层流体侵入钻井液后，钻井液密度降低，浮力减小，悬重增大，泵压减小。

（6）起钻时灌不进泥浆或泥浆灌入量少于正常值；（7）停止循环后，井口仍有泥浆外溢。

22、地层流体侵入井眼的检测方法、地层流体侵入井眼的检测方法

（1）泥浆池液面检测利用泥浆池液面传感器。

（2）钻井液返出流量检测利用泥浆出入口流量计。

（3）声波检测根据声波在液体、气体和气液两相流中传播速度的不同检测气侵的程度。

声波在水中的传播速度为1500m/s，在空气中的传播速度为340m/s，在气液两相流中的传播速度可以低于每秒几十米。

（4）利用综合录井仪实时监测第三部分关井方式与关井程序控制溢流主要包括两个步骤：

控制溢流主要包括两个步骤：

阻止地层流体继续侵入井眼-关井；一、关井方式一、关井方式利用井口防喷器将井口关闭，井口防喷器产生的回压与环空泥浆液柱压力之和平衡地层压力，阻止地层流体的继续侵入。

1、硬关井、硬关井发现溢流后，在节流阀未打开的情况下关闭防喷器。

关井时间短，可以尽快阻止地层流体侵入。

特点：

易产生水击、易损坏井口装置或压漏薄弱地层；适用于井涌速度不高、井口装置承压能力高的情况。

2、软关井、软关井发现并涌后，先适当打开节流阀（34圈），再关闭防喷器，然后再关闭节流阀。

特点：

关井时间长，地层流体侵入量多。

使用于井涌速度较高、井口装置承压能力较低、裸眼井段有薄弱地层的情况。

3、半软关井、半软关井发现井涌后，先适当打开节流阀，再关防喷器。

或边开节流阀边关防喷器。

特点：

适用于井涌速度较高、井口装置承压能力较低、裸眼井段有薄弱地层的情况。

二、关井程序二、关井程序（关井步骤）关井步骤）1、钻进时发生井涌

（1）立即停止钻进，发出报警信号，停转盘、上提方钻杆到钻杆接头露出转盘面；

（2）停泵；（3）适当打开节流阀；（4）关防喷器先关环型、再关闸板；（5）关节流阀，试关井，注意套压不能超过极限套压；（6）及时向队长和技术人员报告；（7）认真记录关井立压、关井套压和泥浆池增量。

2、起下钻杆时发生井涌

（1）发出报警信号并立即停止起下钻作业；

（2）抢接回压阀（或投钻具止回阀）；（3）适当打开节流阀；（4）关防喷器先关环型、再关闸板；（5）关节流阀，试关井，注意套压不能超过极限套压；（6）及时向队长和技术人员报告；（7）认真记录关井立压、关井套压和泥浆池增量。

3、起下钻铤时发生井涌

（1）发出报警信号，抢接回压阀（或投钻具止回阀）；，

（2）抢接钻杆；（3）适当打开节流阀；（4）关防喷器先关环型、再关闸板；（5）关节流阀，试关井，注意套压不能超过极限套压；（6）及时向队长和技术人员报告；（7）认真记录关井立压、关井套压和泥浆池增量。

4、空井时发生井涌

（1）发出报警信号；

（2）适当打开节流阀；（3）关防喷器先关环型、再关闸板；（4）关节流阀，试关井，注意套压不能超过极限套压；（5）打开环型防喷器；（6）及时向队长和技术人员报告；（7）认真记录关井立压、关井套压和泥浆池增量。

三、关井中应注意的几个问题1、关防喷器时要先关环型防喷器，再关闸板防喷器；2、关节流阀时，速度不要太快，注意套压不要超过允许值；3、关闸板防喷器时，应使钻具处于悬吊状态，不能坐在转盘上，以防止钻具不居中而封不住；4、如确实需要向井内下入钻具，不能在泥浆外溢的情况下敞着井口抢下钻，而应采用上下两个闸板防喷器强行下钻；5、当关井套压大于允许关井套压时，则不能把节流阀全关死，应在保持尽可能高的套压下进行节流循环。

四、侵入井内流体性质的判断四、侵入井内流体性质的判断发生井涌关井后，应当判断侵入井内的流体性质。

侵入的流体可能是油、气、水或者是其混合物。

精确确定流体的类型是比较困难的（由于井径不规则、泥浆池增量计算不准确等因素），因此只能近似判断流体的类型。

计算时应首先根据泥浆池增量，算出侵入流体在环空内的高度:

Hi=Vmd/Van（m）式中：

Vmd_泥浆池增量,m3Van环形空间每米高度所具有的体积，m3/m根据U形管原理可得：

Pc+0.00981m=Pc+0.00981m（H-Hi）+0.00981mHii=m-（Pc-Ps）/（0.00981Hi）式中：

Pc关井套管压力，MPa；Ps关井立管压力,MPa；m井内泥浆密度，g/cm3i侵入井内流体的密度，g/cm3一般：

i=0.120.36g/cm3,气体；0.360.6g/cm3，为油与气或水与气的混合物；0.60.84g/cm3,油、水或油水混合物。

第四部分第四部分压井压井