井控基础知识及其注解 下载本文

的1.2倍)。

6) 按要求试压,并做地层破裂压力试验。

2、日常作业

日常作业中加强监测、设备保养、定期试压并举行放喷演习等。

3、钻开油气层前

井口装置试压,套管试压等。

4、钻开油气层中

1) 调整钻井液性能;

2) 钻入油气层2-3m应停止钻进并循环,以确认井筒内钻井液密度是否合适;每班至少应做一次低泵速实验,如果进尺较多、钻井液性能发生变化或钻具组合改变,需及时补做低泵速实验,低泵速实验泵速通常为正常钻进排量的1/4-1/3;

3) 每班填写井控原始数据和压井施工单,管线阀门及设备检查等。

5、钻开油气层后

此阶段除了要做好钻开油气层中的各项工作外,还需要遵循安全起下钻原则。 1) 满足以下条件才能进行段起下钻

① 调整钻井液性能,至少循环两周,使钻井液密度均匀; ② 气全量值要小于5%且处于下降趋势; ③ 停泵观察,15min无溢流。 2) 短起下钻,测气体上窜速度

短起下钻作业时间(包括起钻、静止和观察总时间)不得少于4h,过短的短起下钻不能反应实际的气体上窜速度。气体上窜速度大于50m/h则不能起钻。 3) 起下钻

裸眼起下钻速度不大于0.5m/s,降低抽吸压力和激动压力的影响。

三、溢流的处理

1、发生溢流应采取的措施

1) 钻台停止当前作业;

2) 发出井涌信号,按照关井程序立即关井; 3) 高队安排当班人员就为;

4) 根据现场情况及井口压力资料,确定压井方案及实施措施;

5) 上报等。

2、关井原则

1) 关井要及时,关井越早,溢流量越少,越容易控制; 2) 油水井应采取软关井,气井应采取硬关井; 3) 情况紧急可关闭剪切闸板(不要随便玩奥);

4) 关井套压不得大于最大允许关井套压。最大关井套压不得大于a井口装置承压能力,b套管抗内压强度的80%,c薄弱地层的破裂压力,三者中的最小值。

3、关井方式

1) 软关井

当溢流发生后,先打开液动放喷阀,(上提钻具到何时高度)再关闭环形防喷器,再关闭闸板防喷器,关闭液动放喷阀,最后打开环形防喷器。

优缺点:“液击”效应小,关井时间长,溢流量大。(适合油水井) 2) 硬关井

当溢流发生后,(上提钻具到合适高度)在节流管线压井管线都关闭的情况下,关闭环形防喷器,再关闭闸板防喷器,再打开环形防喷器。

优缺点:操作简单,关井快,以流量小;“液击”效应大,可能损坏井口装置或憋漏地层。

4、关井程序

以半潜式平台钻井时关井程序为例。 1) 停钻并发出井涌信号;

2) 上提钻具到合适的关井位置,调节钻柱补偿器到中位; 3) 停泵停顶驱;

4) 打开节流端的水下事故安全阀;

5) 关闭防喷器(先关环形,关闸板,最后打开环形); 6) 关闭节流阀,确认已关井且无回流; 7) 报告钻井总监和高队;

8) 记录关井后10-15min的关井立压和关井套压以及循环池钻井液的增量。

5、浮阀钻具关井立压的确定

由于钻具内有浮阀,关井立压无法直接读取,测定关井立压有以下三种方法: 1) 关井后,以尽可能低的泵速开泵,当套压刚开始上升时,立刻停泵,此

时的立压即为关井立压;若套压上升过多,则关井立压为立压减去套压上升的值。

2) 调节节流阀,保持套压恒定,以尽可能低的泵速开泵,此时立压不断上

升,当立压停止上升时,立刻停泵关井,此时的立压即为关井立压。 3) 打开节流阀,一预定的压井泵速(低泵速)开泵,调节套管压力等于关

井套压,记录此时的立管压力,此值减去低泵速循环压力即为关井立压。

四、压井作业 1、压井基本原理

压井是有异常的二级井控状态向一级井控状态转化的过程,通过控制井口回压、排除受污染的钻井液和泵入压井液重新达到井筒内液柱压力与地层孔隙压力平衡的过程。 1) 井底常压法

压井过程中,既要保证能压住地层流体,又不能压漏地层,这就需要在压井过程中,始终保持井底压力恒定(允许在一个合理的范围内小幅波动)。 2) “U”型管原理

根据“U”型管原理,把一口井的循环系统想象成一个“U”型管,将环空(到井底)认为是“U”型管的一端,钻柱(到井底)认为是“U”型管的另一端,两端的连接处是井底,“U”型管的底部是一个平衡点。

在压井过程中,一端的压力存在主动变化时,则通过调节“U”型管另一端压力使其保持恒定,从而达到保持井底压力恒定。

2、井控计算

井涌数据有关井立压、关井套压和泥浆池增量(即溢流量)。

压井液密度=原浆密度+关井立压/(垂深*0.052)psi

(可以再附加一个安全余量)

理解:关井时,钻杆内原浆未受污染,且钻杆内到井底是一个平衡的压力体系,钻杆内原浆液柱压力+立管压力,与井底压力相平衡,将压力转化成密度,即对应的压井液密度。

初始循环压力=低泵速压耗+关井立压

理解:在压井液出钻具前,井筒内的原浆和一定量(不变的)的地层流体,

因而循环时要保证套压不变;压井液出钻具后,钻具内全是压井液,因而此时要保持立压不变。

初始循环时,钻杆内全是原浆,原浆在压井泵速下的循环压力即为低泵速压耗,关井时有立压的存在,故需要附加上关井立压

终了循环压力=低泵速压耗*(压井液密度/原浆密度)

理解:终了循环压力/压井液密度=gh

低泵速压耗/原浆密度=gh 两式合推处终了循环压力。

P=ρgh是指静态是的压力,而此处是循环时的压力,两者是有区别的,该推导方法并不严谨,只是为了便于理解。

100冲压力降=(初始循环压力-终了循环压力)/压井液从地面到钻头所需

冲数*100

3、压井方法

常规的压井方法有工程师法(等待加重法)、司钻法和边循环边加重法,对于特殊情况还有硬顶法和置换法等压井方法。

溢流或者井喷发生之后,选取什么样的压井方式,要根据溢流或井喷态势、井况和现场条件来决定。选取的原则是能使井底压力保持恒定,并迅速平衡地层压力;同时还要考虑井口装置、套管及地层薄弱处的承压能力。综合上述条件,选取作业时间最短,施工难度最小的方法。

有时候虽然发生了溢流,关井后,关井立压和套压都为0,如无仪表故障或阀门开关失误等非正常情况,则说明溢流不严重或溢流时有抽吸压力引起的,打开节流阀,用原浆循环排除受污染钻井液就可以了。 1) 工程师法

工程师法又叫等待加重法,发生溢流或井喷后,先关井,等待压井液配置好后,用一个循环周完成压井作业。

其具体施工步骤如下:

① 发生溢流后按照正常的关井程序关井,记录关井立压、关井套压和泥浆

池增量,计算所需压井液密度,并填写压井施工单。 ② 配置压井液,并实施压井作业。

③ 开泵,泵速缓慢提高到压井泵速(即低泵速实验泵速),调节节流阀,使

套压等于关井套压,此时立压为初始循环立压。