压井三部曲.docx

1、压井三部曲压井三部曲70172李志发所谓压井确实是发生溢流、井喷后，在井内从头成立钻井液液柱压力来平稳地层压力的工艺。压井分常规压井方式和特殊压井方式两大类。常规压井方式是指当溢流发生后，能正常实施关井程序并在井底成立循环，在向井内泵入压井液进程中，始终维持井底压力略大于地层压力，完成压井作业的方式。压井全进程中始终维持井底压力略大于地层压力这也是常规压井方式所必需遵循的大体原那么不论采纳什么方式压井，均应达到以下大体要求：（1）压井时的井底压力必需稍大于地层压力，并维持井底压力稳固，使地层流体在压井进程中和压井终止后不能再进入井内。 （2）在压井进程中，不该发生溢流失控造成井喷事故。 （3）

2、在压井时不能使井筒承压过大，要保证不压漏地层，幸免显现井下复杂情形或地下井喷。 （4）爱惜好油、气层，避免损害油、气层的生产能力。一、压井施工中的要紧职位分工司钻在内钳甲的配合下，要紧负责以下操作： a.活动钻具，避免卡钻； b.负责防喷器和液动阀的开、关； c.负责泵的开、关倒换； d.观看立管压力表。副司钻在井架工的配合下，负责钻井泵的保护治理，保证正常运转、排量均匀，负责高压管线上闸阀的开启和关闭。记录工依照指令调整节流阀，观看套管压力。外钳甲负责钻井液回收、除气，配合加重钻井液。地质技术员、搜集工记录随时刻转变的压井资料。包括立管压力、套管压力、注入量、回收量、密度、喷势等。泥浆工负责

3、压井液的供给并调整性能。 钻井技术员（工程师）负责把握压井进程的井下动态，依照立管压力指挥调整节流阀，定量操纵井底压力略大于地层压力，保证压井施工的顺利进行。队长全面指挥，依照施工需要组织人力、调整职位，保证压井施工平安。二、压井大体数据计算 关井立管压力是计算地层压力等数据的重要依据，准确记录能真实反映地层压力的关井立管压力值是很重要的。 关井之初，因井底压力小于地层压力，地层流体继续向井内流动，表现为关井立管压力慢慢增加。经一按时刻以后，关井立管压力增加到必然值时，井底压力与地层压力达到平稳，并趋于稳固，地层流体停止流动，这时在地面记录的关井立管压力才能真实反映地层压力。关井立管压力由上升

4、到趋于稳固所需的时刻，与地层的渗透性和地层流体的种类等因素有关。一样渗透性好的地层，大约需要1015分钟。渗透性差的地层所需时刻那么更长。关井后，钻柱中或装有钻具止回阀或未装钻具止回阀。因此，立管压力的求法也相应有所不同。 （1）钻柱中未装钻具止回阀时关井立管压力的求法 钻柱中未装钻具止回阀时，关井立管压力能够直接从立管压力表上读得，但要排除阻碍立管压力的因素，求得真实的关井立管压力。（2）钻柱中装有钻具止回阀时关井立管压力的求法 钻柱中装有钻具止回阀时，关井立管压力的求法通常有以下两种： 在已知小排量和对应泵压时的求法（循环法） 这种方式的应用条件是事前进行了低泵速测试，明白小排量循环时的泵

5、压。其求算方式如下： 缓慢启动泵并适当打开节流阀，循环中使套压等于关井情形下的套压值并维持不变；当排量达到估量的排量时，记录现在的循环立管压力T，停泵后关节流阀关井。 dTc 式中：c低泵速测试中小排量循环时的泵压。未进行低泵速测试时的求法（憋泵法）这种方式是在关井条件下，用小排量向井内憋注钻井液、顶开钻具止回阀的方式求立管压力。具体作法是： 缓慢启动泵，用小排量向井内注入钻井液，当钻具止回阀被顶开、套压由关井套压上升到某一值时停泵，同时记录套管和立管压力。考虑到压力传播滞后时刻，一样操纵立压不超过关井套压。 dd1a aa1a 式中：a关井套压； a井内憋压； a1停泵时记录的套压； d1停

6、泵时记录的立压。.计算压井液密度 计算压井液密度的公式有二： （1）依照地层压力计算mk102p/He （2）依照关井立管压力计算mkm102d/He e钻井液密度附加平安值，克/立方厘米，一样取：油井e 气井e 钻柱内容积1： 1（12L1222n2n ）/4 钻柱外容积2： 2 （h12p12）L1（h22p22） 2（hn2pn2）n ）/4总容积：12 式中：钻具内径，米； h井径或套管内径，米； p钻具外径，米； 钻具或井段长度，米。 所需压井液量一样取总容积的2倍。所需加重材料量，查钻井手册可得。 注满钻柱内容积所需的时刻，即压井液由地面抵达钻头所需的时刻1： 11/60Q 式中：

7、压井时的排量，升/秒，一样为正常钻进排量的1/21/3。 在压井循环时，要通过立管压力来操纵井底压力，要把立管压力作为井底压力计来利用，因此，在压井之前必需计算出循环时的立管总压力。（1）初始循环立管总压力 初始循环立管总压力是指用加重前的原钻井液和已确信的压井排量循环时的立管总压力。在压井循环时，为知足井底压力与地层压力平稳和钻井液流动，立管总压力必需克服关井立管压力和循环系统的流动阻力。故有： Tidcie式中：Ti初始循环立管总压力；ci钻柱内外及钻头钻头喷嘴处的流动阻力；e井底附加平安压力，取兆帕。要求得Ti值，必需先求得ci值。由于压井时的排量比正常循环时的排量小，因此不能用正常钻进

8、时的ci值。确信ci值的方式，最好用实测法。当钻至高压油气层时，要求井队在天天的白班用选定的压井排量或不同的小排量进行循环实验，测得相应的立管压力值即ci值。在压井时就可用来计算Ti值。另一种方式是通过循环钻井液直接实测ci值。具体测法是：缓慢启动泵并打开节流阀，操纵套压等于关井套压不变，当排量达到压井排量时，记录立管压力，然后停泵、关井。所记录的立管压力减去d就能够够为是ci值。 还可用近似计算公式计算： ci（Q/Q1）21 式中：Q1溢流前正常钻进的排量，升/秒； 1Q1所对应的循环泵压，兆帕。（2）终了循环立管总压力 终了循环立管总压力是指压井液进入环空后，用已选定的压井排量循环时的立

9、管总压力。钻井液在同一系统内循环时，循环系统的流动阻力与钻井液的密度成正比。因此，咱们能够用原钻井液循环时的流动阻力ci求得压井液循环时的流动阻力cf：cf mkci /m在用压井液循环时，随着压井液在钻柱中下行，钻柱内的液柱压力慢慢增加，关井立管压力慢慢减小，当压井液达到井底时，钻柱内的压井液液柱压力已能平稳地层压力，关井立管压力那么降为零，且压井液已考虑了附加平安当量钻井液密度，压井液液柱压力已有一个e附加值。故： Tf cf mkci /m 按关井套压的限制条件确信。 为保证压井进程中最大套压不超过井口平安许诺压力，需计算压井最大套压。压井方式不同，计算公式不同，该计算放在各压井方式中。

10、三、压井方式的选择常规压井方式经常使用的常规压井方式有司钻法和工程师法两种。司钻法和工程师法压井各有其优缺点。相对来讲，工程师法压井套压及套管鞋处地层承压低，有利于井口装置和井下地层的平安，且压井总施工时刻相对短，有利于压井施工及施工设备的平安；司钻法压井前的关井时刻短，有利于井下的平安（不易发生卡钻），有利于减少天然气溢流滑脱对井口压力上升的阻碍。 针对以上特点，压井方式的一样选择原那么是： 1.如井队储蓄有足够的加重钻井液或加重材料，配制压井液所需时刻不长，那么应选用工程师法压井。2.如井队未储蓄足够加重钻井液，也没有足够的加重材料，配制压井液所需时刻长，那么可采纳司钻法用原钻井液先排除溢

11、流，其后再压井。 经常使用的常规压井方式有司钻法和工程师法两种。下面别离加以介绍。 司钻法又称两步法，它是分两步完成：第一步（第一循环周），用原浆循环，排除井内受侵污的钻井液；第二步（第二循环周），用压井液循环压井。压井的具体步骤如下： （1）计算压井所需的大体数据在压井施工前，必需依照关井前跋文录的有关数据，迅速、准确的计算出压井所需的大体数据。按前面介绍的方式计算。 最大套压及套管鞋处最大承压计算： 为保证压井作业的平安，压井前需计算压井进程中最大套压和套管鞋处所经受的最大压力值，以避免套压超过井口最大平安许诺压力值和压漏地层。最大套压amax的计算 天然气溢流压井的最大套压出此刻溢流物顶

12、部抵达井口时，其计算公式为：amax（bmw）/2（bmw）24bhwGmss/bb 1/2/2 式中：w气柱重量压力，兆帕； hw井底气柱高度，米； s、b井口、井底天然气温度，； s、b井口、井底天然气紧缩系数。 在近似计算时，、转变的阻碍可忽略不计。套管鞋处最大承压计算公式hmaxb（h）mw /2b（h）mw 24bhwGmhh/bb 1/2/2 式中：hmax套管鞋处地层所受最 大压力，兆帕； 套管鞋井深，米； h、h别离为套管鞋处的温度和紧缩系数。（2）填写压井施工单依照计算出的各项压井数据和关井前跋文录的数据，认真、准确地填好压井施工单，作为进行压井施工的依据，这是一项很重要的工

13、作。压井施工单的格式：压井作业单 钻井公司： 井 队： 井 号： 日 期：压井作业中立压、套压转变曲线 溢流、压井情形描述溢流及压井情况简述井号：日期：制表：审定：基本参数井深（H）：钻头深度：套管鞋深度：钻头尺寸：钻杆尺寸长度：钻铤尺寸长度：套管尺寸钢级：钻杆容积（Vd）：环空容积（Va）：井筒容积：Vd + Va =套管抗内压强度80%：裸眼薄弱地层破裂压力：井口装置额定工作压力：最大允许关井压力：溢流关井关井立管压力（Pd）：关井套压（Pa）：溢流量（V）：井底溢流高度：hw = V/ Va =钻井液密度（m）:地层压力：Pp = Pd + m H =压井数据附加当量钻井液密度（e）：压

14、井液密度：m 1 =（Pp / H）+e =压井流量（Q）：初始循环压力（Pci）：终了循环压力（Pcf）：压井中井底附加安全压力（P）：初始循环立管总压力：PTi = Pd + Pci +P =终了循环立管总压力：PTf = Pcf =压井液到达钻头时间：Tb = Vd /60Q =压井液从井底到达套管鞋时间：Th =压井液从井底到达地面时间：T1 = Va /60Q =（）压井 第一步（第一循环周）： 大体作法是通过节流阀用原钻井液循环，调剂节流阀的开度，操纵立管压力不变，以维持在井底压力不变的条件下，将环空内受侵污的钻井液排至地面。具体步骤及操作方式： 缓慢启动泵并适当打开节流阀，使套压

15、维持关井套压值。 当排量达到选定的压井排量时，维持排量不变循环。调剂节流阀使立管压力等于初始循环立管总压力Ti，并在整个循环周内维持不变。循环中当立管压力超过Ti时，应适当开大节流阀降压。反之，应关末节流阀升压。注意：在调剂节流阀的开大或关小和立管压力呈下降或上升之间，由于压力传递需要必然的时刻，因此存在着操作与压力传递迟滞现象。其迟后时刻取决于液柱传递压力的速度和井深，液柱传递压力的速度大约为300米/秒。如在井深3000米的井中，调剂节流阀后的压力要通过约20秒钟才能呈此刻立管压力表上。在实际施工中，调剂节流阀开度的速度应缓慢，精心操作，就可幸免压力猛升猛降，进而排除迟后现象的阻碍。环空受

16、侵污的钻井液排空后，应停泵、关节流阀关井。现在关井套管压力应等于关井立管压力。 第一步操作进程中，应同时配制压井液，预备压井。第二步（第二循环周）： 大体作法是通过节流阀用压井液循环，调剂节流阀的开度，操纵立管压力，以保证在井底压力不变的条件下将压井液替入井内，并在一个循环周内把井压住。具体步骤是： 缓慢启动泵，并适当打开节流阀，操纵套压等于第一步终止后的关井套压（关井立压）。 当排量达到选定的压井排量时，维持排量不变循环。压井液由井口抵达钻头的这段时刻内，要通过调剂节流阀操纵套压等于关井立压加e不变。立管压力由初始循环立管总压力Ti降到终了循环立管总压力Tf。也可按“立管压力操纵数据表”操纵

17、。继续循环，压井液进入环空后，调剂节流阀，操纵立管压力等于终了循环立管总压力Tf不变，直到压井液返出地面。压井液返出地面后，停泵、关节流阀关井。检查立管压力和套管压力是不是为零，若是都为零，说明井内已成立起新的压力平稳，压井成功。（5）压井中立管和套管压力的转变规律 压井中操纵立管压力的目的是为了达到维持井底压力不变。可是在操纵立管压力的进程中，必然会引发套管压力的转变。把握立管和套管压力在压井进程中的转变规律，不仅有助于明白得压井原理，把握压井方式，而且对分析判定压井施工情形，保证压井顺利进行是十分必要的。立管和套管压力的转变规律 立管压力的转变规律 在第一循环周（2）内，立管压力维持不变，

18、即Tidcie 在第二循环周内，压井液由井口抵达钻头的时刻（221）内，由于钻柱内的压井液不断增多，压井液液柱压力慢慢增大，关井立管压力那么慢慢减小，立管循环压力也随着下降。当压井液抵达钻头时，压井液液柱压力与地层压力达到平稳，关井立管压力降为零。循环立管总压力那么由Ti慢慢降到Tf。 压井液在环空上返直到返出地面（21221）这段时刻内，立管压力维持Tf不变。套管压力的转变规律 套管压力的转变比较复杂，在压井进程中，环空的井底压力等于套管压力、钻井液液柱压力和溢流液柱或气柱压力之和。而在压井进程中又要求井底压力不变。因此，在压井进程中环空的钻井液液柱高度和溢流物所占的高度发生转变时，必然引发

19、套管压力的转变。溢流的种类不同，引发的套管压力转变也不同。注意：在第一循环周进程中，当天然气顶部上返至接近井口时，其体积迅速膨胀，套管压力迅速升高，这是正常现象。在那个时刻，不要开大节流阀降压，仍应操纵立管压力不变。不然会造成井底压力减小，使地层流体再次进入井内，致使压井失败。工程师法又称等待加重法或一次循环法：用配制好的压井液循环，在一个循环周内完成排除溢流和压井的作业。压井的具体步骤是： （1）计算压井所需的大体数据，并配制压井液。最大套压计算： 工程师法排除天然气溢流，当压井液抵达钻头和溢流顶部抵达井口时，各产生一个套压峰值，其中较大者那么为最大套压。在其它条件相同时，压井液与原钻井液密

20、度差越大，那么最大套压值越大，在压井液抵达钻头时可能显现最大套压值；其它条件相同时，溢流量越大，那么最大套压值越大，在溢流顶部抵达井口时可能显现最大套压值。压井液抵达钻头时，套压峰值的计算公式 abbmwbxxwm/（bYmw）bb 式中：ab压井液抵达钻头时的套压峰值，兆帕； b井底压力，兆帕； 钻柱内原钻井液在环空所占高度，米； x、x别离为溢流物底面上升后的温度（）和紧缩系数。溢流顶部抵达井口时套压峰值的计算公式asbmm（mkm）wbsswm/（bmmkm w）bb 式中：as溢流顶部抵达井口时的套压峰值，兆帕； m压井液环空返高，米； mk压井液静液柱压力梯度，兆帕/米； s、s别离

21、为溢流顶面抵达井口时的温度 （）和紧缩系数。 m由下式计算：mbb24mk（）（bmw）bssw/bb1/2/2mk bmk（mkm）w（2）填写压井施工单 （3）压井 压井的大体作法仍是通过调剂节流阀的开度，操纵立管压力，维持井底压力不变的原那么下，用压井液循环压井。具体步骤及操作方式是： 缓慢启动泵并适当打开节流阀，使套压等于关井时的套压值。当排量达到选定的压井排量时，维持排量不变，调剂节流阀的开度使立管压力等于初始循环立管总压力。 压井液由地面抵达钻头的这段时刻内，通过调剂节流阀操纵立管压力，使其依照“立管压力操纵表”转变，即由初始循环立管总压力降到终了循环立管总压力。继续循环，压井液在

22、环空上返，调剂节流阀，使立管压力维持终了循环立管总压力不变，当压井液抵达地面后，停泵、关节流阀关井。检查套管和立管压力是不是为零，假设为零，说明压井成功。特殊压井方式 不能在压井的全进程中遵循压井大体原那么的压井称为特殊压井。针对不同的特殊井控问题，常采纳以下几种特殊压井方式：起下钻中发生溢流（钻具不在井底）后的压井、井内无钻具（空井）的压井、又喷又漏的压井、井内钻井液喷空的压井等。一、起下钻中发生溢流后的压井 在起下钻进程中，常常由于抽汲或未及时灌钻井液使井底压力小于地层压力而引发溢流发生。在起下钻进程中发生溢流后，因钻具不在井底，给压井带来很多困难，必需依照不同情形采纳不同方式进行操纵。

23、在起下钻中，如发觉轻微的溢流显示，应当即抢装钻具止回阀，然后迅速下钻并争取下到井底，关井观看。依照情形采取操纵回压循环排除溢流，或调整钻井液密度，然后再用常规压井方式压井。 如溢流较严峻，那么应停止起下钻作业迅速关井。在这种情形下，压井的方式有： 发生溢流关井后，由于一样溢流在钻头以下，直接循环无法排除溢流，可采纳在钻头以上井段替成压井液临时把井压住后，开井抢下钻杆的方式压井。钻具下到井底后，用司钻法排除溢流即可恢复正常。具体方式如下： （1）确信临时压井液密度 接方钻杆确信关井立压d（如溢流发觉及时，关井立压等于关井套压），然后确信替压井液时应操纵的钻头处压力bo。bodmoe 那么：mk1

24、102bo/hm102（de）/h 式中：mk1第一次压井液密度，克/立方厘米； mo钻头以上原钻井液柱压力，兆帕； e井底附加平安压力，一样取35兆帕； m原钻井液密度，克/立方厘米； 钻头所处垂直井深，米。 考虑到压井后下钻时刻和天然气溢流滑脱对液柱压力的阻碍，e可适当取大一点。（2）替压井液的压力操纵方式 替压井液进程中操纵钻头处压力为mo不变，直到钻头以上全数替成压井液为止，其压井操纵方式实质上确实是工程师法的具体应用，只是将钻头处当做“井底”。施工步骤为： 确信压井排量，实测钻井液流动阻力ci； 计算立管总压力： Tidcie Tfmkci /m压井循环：压井液进入环空前，维持压井排

25、量不变，调剂节流阀操纵套压为关井套压加e不变；压井液进入环空后，调剂节流阀操纵立压为Tf（也可直接由压井液到钻头时的立压确信）不变，直到压井液返至地面，至此替压井液终止，现在关井套压应为零。 （3）井口压力为零后，开井抢下钻杆，力争下钻到底，下钻到底后，那么用司钻法排除溢流，即可恢复正常。如下钻途中，发生井涌，那么重复上述步骤，再次压井后下钻。 这种方式是：关井后，操纵套压在平安许诺压力范围内，等候天然气溢流滑脱上升到钻头以上，然后用司钻法排除溢流，即可恢复正常。 天然气滑脱速度：g（a1a）/m 天然气滑脱到钻头之上所需时刻： mg 式中：g天然气滑脱速度，米/小时； a关井套压，兆帕； a

26、1关井小时的套压，兆帕； m原钻井液静液压力梯度，兆帕； 天然气从井底滑脱到钻头之上所需时刻，小时； m钻头离井底距离，米。 通常，天然气在井内钻井液中的滑脱上升速度大致为270360米/小时。 强行下钻确实是在关井条件下，利用环形防喷器将钻具下至井底的方式。 用环形防喷器进行强行下钻，套压不得超过7兆帕，并利用18斜坡接头钻具，起下钻速度不得大于/秒。利用此法时，在下钻进程中要操纵好环形防喷器的压力，要使密封胶皮有一个轻微的“呼吸”动作，钻杆接头要超级缓慢地通过环形防喷器，通过钻杆本体时环形防喷器不能发生泄漏。下钻前必需先算出每柱钻杆入井应放出的钻井液体积，下钻中要通过节流阀放出钻井液，放出

27、钻井液的体积应等于下入钻杆的体积。 若是在强行下钻进程中天然气向上运移，放出钻井液的体积还应增加因天然气上升膨胀而增加的体积。 强行下钻到井底后，依如实际情形确信压井方式，然后进行压井。二、井内无钻具的空井压井 溢流发生后，井内无钻具或只有少量的钻具，但能实现关井。这种情形一般是由于起钻时发生强烈的抽汲或起钻中未按规定灌够钻井液，使地层流体进入井内，或因进行电测等空井作业时，钻井液长期静止而被气侵，不能及时除气所造成。 在空井情形下发生溢流后，不能再将钻具下入井内时，应迅速关井，记录关井压力。然后用以下方式处置： 其大体原理是操纵必然的井口压力以维持压稳地层的前提下，间歇放出钻井液，让天然气在

28、井内膨胀上升，直至上升到井口。 操作方式是：先确信许诺的套压升高值，当套压上升到许诺的套压值后，通过节流阀放出必然量的钻井液，然后关井，关井后气体又继续上升，套压再次升高，再放出必然量的钻井液，重复上述操作，直到气体上升到井口为止。 气体上升到井口后，通过压井管线以小排量将压井液泵入井内，使套压升高到某一预定值后，当即停泵。待钻井液沉掉队，再释放气体，使套压降低值等于注入钻井液所产生的液柱压力。重复上述步骤，直到井内充满钻井液为止。 所谓压回法，确实是从环空泵入压井液把进入井筒的溢流压回地层，专门是含硫化氢的溢流。此法适用于空井外溢、井涌初期、天然气溢流未滑脱上升或上升不很高、套管下得较深、裸

29、眼短、只有一个产层且渗透性专门好的情形。具体施工方式是： 以最大许诺关井套压作为施工的最高工作压力挤入压井液。挤入的压井液能够是原钻井液或稍重一点的钻井液，挤入的钻井液量至少等于关井时循环池增量，直到井内压力平稳取得恢复。利用压回法要慎重，不具有上述条件的溢流最好不要采纳。由于塔中地域高含硫的特殊情形，依照关于进一步增强井控工作的补充规定（十六条补充规定），本地域首选压回法。三、又喷又漏的压井 即井喷与漏失同存于一裸眼井段中的压井。这种情形需第一解决漏失问题，不然，压井时因压井液的漏失而无法维持井底压力略大于地层压力。依照又喷又漏产生的不同缘故，其表现形式可分为上喷下漏，下喷上漏和同层又喷又漏。 上喷下漏俗称“上吐下泻”。这是因在高压层以下钻遇低压层（裂痕、孔隙十分发育）时，井漏将在用钻井液和储蓄钻井液消耗殆尽，井内得不到钻井液补充，使井内液柱压力降低而致使上部高压层井喷。其处置步骤是： （1）在高压产层以下钻遇井漏，应当即停止循环，间歇按时定量反灌钻井液，尽可能维持必然