第一章、井控设备系统 ................................................................................................................... 2 一、井控设备系统组成 ................................................................................................................... 2 二、井控设备功用 ........................................................................................................................... 2 三、防喷器型号和规范 ................................................................................................................... 3 1、防喷器公称通径的选择 ............................................................................................................. 3 2、防喷器压力等级的选择 ............................................................................................................. 3 3、组合形式..................................................................................................................................... 3 第二章、井控工艺 ........................................................................................................................... 3 一、溢流产生的主要原因和征兆 ................................................................................................... 3 1、溢流产生的原因 ......................................................................................................................... 3 2、溢流的征兆 ................................................................................................................................. 4 二、溢流的预防 ............................................................................................................................... 4 1、钻井设计..................................................................................................................................... 4 2、日常作业..................................................................................................................................... 5 3、钻开油气层前 ............................................................................................................................. 5 4、钻开油气层中 ............................................................................................................................. 5 5、钻开油气层后 ............................................................................................................................. 5 三、溢流的处理 ............................................................................................................................... 5 1、发生溢流应采取的措施 ............................................................................................................. 5 2、关井原则..................................................................................................................................... 6 3、关井方式..................................................................................................................................... 6 4、关井程序..................................................................................................................................... 6 5、浮阀钻具关井立压的确定 ......................................................................................................... 6 四、压井作业 ................................................................................................................................... 7 1、压井基本原理 ............................................................................................................................. 7 2、井控计算..................................................................................................................................... 7 3、压井方法..................................................................................................................................... 8 4、低泵速磨阻选择 ....................................................................................................................... 10 5、深水井控相关概念 ................................................................................................................... 10

在钻井进入某一地层之前，地层中各种压力保持着自身的平衡。在钻进进入各种地层的过程中，不断破坏地层中各种压力的平衡关系。

地层压力、地层破裂压力、地层坍塌压力与井筒压力之间具有非常重要的关联。当井筒压力小于地层压力，地层中的流体会进入井筒；当井筒压力小于地层坍塌压力，井壁岩石会发生坍塌；当井筒压力大于地层破裂压力，会压漏地层，导致井漏发生。

钻井过程中，对井内压力实施的控制，通常称为井控。井控的任务主要有两方面，第一、通过控制井内钻井液密度，使井底压力和底层压力保持在一个相对平衡的状态；第二、当地层流体侵入井筒超过一定量后，通过井口装置的控制及调整井内钻井液密度，将井内侵入的地层流体安全排出，并建立新的适合井底压力和地层压力的关系，确保安全钻进。

第一章、井控设备系统

一、井控设备系统组成

1、 井口装置及控制系统，包括液压防喷器及控制系统、四通、套管头法兰短节

等。

2、 井控管汇，包括节流管汇、压井管汇、放喷管汇及放喷管线等。 3、 钻柱内防喷工具，包括浮阀等。

4、 井控仪表，包括综合录井仪、液面监测仪、溢流报警仪及各种压力表等。 5、 钻井液净化、灌注装置。 6、 特殊的专用设备及工具。

二、井控设备功用

1、 及时发现溢流。在钻井过程中，能够对地层压力、钻井参数和钻井液量进行

实时监测，以便及时发现溢流显示，尽早采取控制措施。

2、 能够关闭井口。溢流发生后，通过操作井控设备实现迅速关机，及时密封钻

具内孔和环空，防止发生井喷，并通过建立足够的井口回压，实现对地层的二次控制。

3、 井内流体可有控制的排放。实施排污或压井作业，在向井内泵入钻井液时能

够维持足够的井底压力（与地层压力保持在一个相对平衡的范围内），同时从井口安全排出受污染的钻井液。

4、 径向正（反）注液。允许先钻杆内或环空泵入钻井液、压井液或其他流体。

5、 允许带压操作。必要时，在带压情况下，能够将钻具强行下入井中或从井中

起出钻具。

三、防喷器型号和规范

防喷器的最大工作压力是指防喷器安在井口上投入工作后所能承受的最大井口压力，最大工作压力反映了防喷器强度指标。

防喷器工程通径是指防喷器的上下垂直通孔直径，通径是防喷器尺寸的指标。 根据相关规定，我国防喷器的最大工作压力共分为6个等级：13.8MPa（2000psi）、20.7 MPa（3000psi）、34.5 MPa（5000psi）、69 MPa（10000psi）、103.5 MPa（15000psi）和138 MPa（20000psi）。

根据相关规定，防喷器公称通径有10个等级，目前我国常用的有：9in、11in、13-5/8in、21-1/4in等。

防喷器型号由产品代号、通径尺寸和额定工作压力组成。例：FH18-34.5表示公称直径为179mm、最大工作压力为34.5 MPa的环形防喷器。

1、防喷器公称通径的选择

防喷器公称通径的选择要保证后续套管和井下工具等能顺利通过。

2、防喷器压力等级的选择

防喷器压力等级的选择应与裸眼井段中最高地层压力相匹配，确保必要时封井可靠，不至应井口承压不够而导致井口失控。“三高井”应在常规井控设计的基础上提高一个压力等级。

3、组合形式

1) 深井、超深水井、高油气比井及“三高井”，至少要配备一个环形防喷器、

单闸板防喷器、双闸板防喷器和钻井四通（水下防喷器无钻井四通），其中应安装一个剪切闸板防喷器。

2) 地层压力大于35MPa且小于70MPa的开发井，应配备环形防喷器、两个单闸

板防喷器或一个双闸板防喷器和钻井四通。

第二章、井控工艺

一、溢流产生的主要原因和征兆 1、溢流产生的原因

溢流产生的根本愿意是井筒液柱压力小于地层孔隙压力，其主要表现形式有：

1) 钻井液密度过低； 2) 起钻灌浆不及时； 3) 井漏导致井筒液面下降； 4) 起钻抽吸作用； 5) 气侵等。

2、溢流的征兆

井侵是溢流的前奏，井侵发生后，在地面上会有相应的显示。 1) 直接征兆

① 钻井液返出量增加； ② 循环池液面增加； ③ 起钻灌浆量减少；

④ 停泵后钻井液从返出口自动外溢等。 2) 间接征兆

⑤ 钻井液密度降低； ⑥ 钻速增加； ⑦ 大钩悬重增加； ⑧ 泵压下降；

⑨ 其它征兆，如钻井液性能变化、气测值升高、返出有油花等。

二、溢流的预防

溢流的预防主要分为五个阶段。

1、钻井设计

1) 井位选择，尽量避开浅层气；

2) 根据邻井资料和地震资料，做好地层压力预测； 3) 根据三压力曲线优化井身结构；

4) 根据地层压力，选择合理的钻井液密度，并附加安全余量（油水井通常附加0.05-0.10g/cm3，气井通常附加0.07-0.15g/cm3）；

5) 根据地层孔隙压力，优选井控设备（油水井防喷器最大工作压力不低于最大地层孔隙压力，气井防喷器最大工作压力不低于最大地层孔隙压力