井控技术

井控技术（精选10篇）

井控技术 篇1

摘要：近年来, 虽然我国的钻井井控技术得到了较快的发展, 但是在井控技术上仍然存在着许多我们还没有解决的问题。诸如:节流线长, 造成压力损失;天然气水合物;浅层气;破裂压力与孔隙压力安全窗口窄;防喷器内圈闭气等。针对这些没有解决的问题, 本文提出了相应的解决措施, 能够一定程度上解决这些技术难点, 以保证钻井井控技术的安全性。

关键词：井控技术,水合物,浅层气,安全性

随着我国科学技术的不断进步, 钻井井控技术也取得了较快的发展。但面临的问题依然非常严峻。众所周知石油钻井工艺是一项风险大、技术含量高、挑战性强的工程。有些低层构造比较特殊, 更使得钻井面临存在浅层气、天然气水合物、地基不稳定、地层破裂压力低等诸多问题。井控是保证钻井安全的重中之重, 与常规钻井相比, 这些地方的井控在工艺和设备上有更严格的特殊要求。所以, 针对出现的技术难点, 必须制定相应的解决措施, 确保井控作业的安全性。

1 钻井井控技术难点

1.1 节流管线长, 造成压力损失

我们知道在整个钻井过程中, 节流管线必须保证一定的长度, 这就导致了在压井循环时出现摩擦压力损失。节流管线内产生的压力损失, 加上地层破裂压力梯度低, 使得在压井时, 容易在开泵时造成薄弱地层破裂。如果气体充当了溢流体, 那么气体在进入或排出管线时, 体积迅速发生变化, 使得环空压力和节流管线内压力也迅速发生变化, 这时只能通过调节节流阀来增加套压, 保持压力稳定。但事实上, 对于操作者来说, 要想突然间做到迅速、精确的调节节流阀, 明显是有难度的。

1.2 天然气水合物

在钻井过程中, 由于压力高、温度低, 极易产生天然气水合物, 堵塞隔水管、连接器、防喷器和节流管线, 给井控作业带来一定的风险。所以, 在井控作业的各个环节, 都要考虑到天然气水合物可能产生的影响, 尽量避免事故的发生。

1.3 浅层气

浅层气主要是指地表以下1000米内的气体。这些气体产生的压力一般都比较高, 且随着下潜的距离增加, 井底压力和气体的潜在流量都是不断增加的。一旦发生事故造成浅层气井喷, 就会使气体迅速向上膨胀、扩展, 造成的影响非常大, 影响的范围非常广。

1.4 破裂压力与孔隙压力安全窗口窄

不同地方和深度的岩石密度不同, 所以当地层的深度相等时, 上面覆盖的岩石密度较小, 产生的地层表面压力就越低, 造成的破裂压力就越低。所以, 上面受到的破裂压力要远大于底层受到的破裂压力。这也就使得破裂压力与孔隙压力安全窗口窄, 造成隔水管钻井液安全增量、允许的最大关井套压和井涌余量随水深的增加而降低。越往下, 地层越疏松, 钻井井壁的稳定性也就越差, 使得井控作业难度不断加大, 甚至会导致井漏等事故的发生。

1.5 防喷器内圈闭气

防喷器内圈闭气是在处理气体溢流时, 在防喷器内残存的气体。在钻井井控技术工艺上, 圈闭气的压力是不可忽视的, 因为节流管线很长, 且圈闭气的压力大小与节流线内的静液柱压力相等。如果在压井结束后, 直接打开防喷器, 就会导致气体迅速在隔水管内膨胀, 造成井喷, 甚至会造成隔水管破裂。随着深度的增加压力增高, 产生的危害就会越大。

2 井控中几种主要难点的对策

2.1 天然气水合物的处理

解决天然气水合物带来的困扰, 必须实行预防和处理手段并行的办法。

重在预防, 主要有以下几点:

(1) 当钻水合物地层时, 最好采用无隔水管钻井方式;

(2) 在进行井控作业前, 通过井场灾害调查, 对浅层水合物部分进行评价, 在进行井位选择时, 应尽量避免水合物区;

(3) 在平时, 定期对BOP进行水合物抑制剂注射, 防止产生水合物;

(4) 采用合成油基泥浆和油基泥浆进行钻井操作, 这类泥浆含水量低、盐度高, 所以一般情况下不会产生水合物。在合成基泥浆不允许使用的场合, 可以用高盐度的水基泥浆代替;

(5) 针对不同场合, 采用不同的钻井工艺, 对施工设备进行改良等。

天然气水合物一旦产生将很难除去, 主要有以下四种方法解决:

(1) 加热法。在压力一定的情况下, 可以加入一定的循环热流体, 不断增高水合物周围的温度, 当温度比平衡温度还要高时, 水合物就会慢慢溶解;

(2) 机械法。就是采用一些机械力强力破坏水合物, 比如施工设备生成水合物时, 可以使用ROV将其除去;

(3) 化学方法。利用化学反应的原理, 注入水合物抑制剂, 使水合物与抑制剂直接接触, 慢慢溶解;

(4) 减压法。当温度一定的时候, 可以通过降低水合物表面压力, 使其小于水合物的平衡压力的方法, 将天然气水合物逐渐溶解。

2.2 浅层气的处理

浅层气的问题若处理不当, 就会造成井喷, 后果不堪设想。所以, 当在井控作业时遇到浅层气, 必须采取合理的措施进行处理。

(1) 井控作业无隔水管时, 要保证钻井液的密度小于压裂梯度。若存在浅层气, 则在保证地层不被破坏的情况下, 最大排量注入压井液压井。若这样仍不能压住井, 必须停止作业, 将工作平台移到安全区域。

(2) 井控作业有隔水管时, 隔水管主要起到导流的作用, 为钻井流体提供了一个环形回流空间。目前, 大多数钻井平台的导流系统都是将天然气引向下风, 减少火灾发生的几率, 但这种情况仅仅满足于小气量、低压的情况。当浅层气数量较大时, 也要采用加大钻井液的方法来压井。在保证地层不被破坏的情况下, 最大排量注入压井液压井。若这样仍不能压住井, 必须停止作业, 将工作平台移到安全区域。

(3) 钻领眼注意事项。在浅地层可以通过钻领眼的方法对其进行评价, 能够一定程度上规避浅层气风险。如果在钻领眼时遇到浅层气, 就需要最大排量注入压井液平衡压力, 如果气流仍然得不到控制, 就必须停止作业, 将工作平台移到安全区域, 待浅层气释放完毕后, 再回到井位继续作业。

2.3 防喷器内圈闭气的处理

压井结束后, 关闭的防喷器内残存了一部分气体, 这些压力较大的气体就是圈闭气。圈闭气的压力与节流管线内的静液柱压力相等, 并且随着钻井深度的增加而增大。处理圈闭气的方法主要有:

(1) 关闭下面的防喷器闸板, 隔离下部井眼;

(2) 从压井线一端注入压井液, 并且从节流线返出, 直到节流线和压井线内都充满压井液为止;

(3) 关闭压井线阀门, 使用油气分离器使节流线泄压;

(4) 打开环形防喷器, 同时关闭分流器, 通过压井液不断循环排除剩余气体;

(5) 关闭环形防喷器, 通过压井液将节流线内的海水和气体排除。

3 结论

尽管钻井井控技术仍然面临着诸多的难点, 但通过本文的分析, 已经提出主要难点的解决措施, 对其它的难点也提出了相应的解决策略。对于天然气水合物的处理, 要采取预防和处理并行的手段, 具体问题具体分析。对浅层气的处理和防喷器内圈闭气的处理, 也具体针对几种特殊情况提出了相应的解决方案。另外, 要想更好的完成钻井井控作业, 还要注意以下几点:

(1) 钻井之前, 必须准确预测地层破裂压力和地层孔隙压力, 确定钻井液密度和井身结构。对浅层气出现的可能性做出准确分析和评价, 在选择井控井位时, 尽量避开浅层气位置, 减少浅层气伤害。

(2) 在施工过程中, 使用随钻测压和随钻测井等工具, 实时检测环空压力和地层的变化, 做到有溢流早发现、早控制。

(3) 根据施工场地的地层情况, 合理选取钻井液, 合理采取钻井工艺, 最大程度避免水合物的产生。

井控技术 篇2

【时效性】有效

【颁布单位】中国石油天然气总公司

【颁布日期】951118

【实施日期】96051

5【失效日期】

【内容分类】综合

【名称】石油天然气钻井井控安全技术考核管理规则

【标准号】ＳＹ5742-1995

【章名】全文

范围 石油天然气钻井井控安全技术考核管理规则

本标准规定了石油天然气钻井井控操作和管理人员的范围及安全技术培训考核的管理办法。

本标准适用于从事陆上和滩海石油天然气钻井的井控操作和管理人员。井控操作和管理人员的范围

2.1各管理（勘探）局及局级公司、指挥部主管钻井的副局长、总工程师、副总工程师及钻井 技术、安全部门和钻井生产调度系统的有关人员。

2.2钻井公司的经理，主管生产、安全的副经理、主任工程师、副主任工程师及直接从事钻井 生产指挥与管理的有关人员。

2.3钻井分公司（大队）的经理（大队长），主管生产、安全的副经理（副大队长）、工程 师、井控监督及直接从事钻井生产指挥与管理的有关人员。

2.4钻井队干部和司钻、副司钻、井架工、大班司钻、机械工长、安全员。2.5井控车间的主任、工程师及现场服务人员。培训 3.1一般规定 3.1.1钻井井控操作和管理人员，应接受井控安全技术知识教育，并按本标准培训。3.1.2初次取证的集中培训时间，钻井队井控操作和管理人员不得少于80学时，其他井控 管理人员、技术干部（包括井队技术员）不得少于120学时。

3.1.3取得操作合格证的人员，每两年进行一次复申培训，培训时间不得少于40学时，培 训内容以井控技术的新发展及复习井控操作程序为主。3.2培训部门应具备的基本条件

3.2.1经石油天然气总公司主管部门授权批准的培训部门才具有培训、考核和颁发井控操 作合格证的资格。

3.2.2教员应是专职的，具有钻井实践经验的，并经石油天然气总公司认可的培训单位或 国外培训单位正规的井控技术培训、考核的合格者。

3.2.3要有整套井控装置和专用工具、仪器、仪表，供学员实际操作。有条件的单位可配 备钻井井模拟装置。

3.2.4所使用的井控培训教材应经石油天然气总公司主管部门批准。3.3培训方法

由考核、发证部门组织集中培训。考核 4.1总则

4.1.1考核的考试内容分理论和实际操作两部分。理论考试和实际操作考试都应达到合格 要求。考试不合格者，可进行补考，补考不合格者，应重新培训。

4.1.2理论和实际操作考试均采用百分制。理论考试达到70分为合格，达到80分为优秀。实际操作考试达到80分为合格，达到90分为优秀。4.2理论考试的内容

井控操作和管理人员理论考试的内容见附录A（标准的附录）。4.3实际操作考试的内容

井控操作和管理人员实际操作考试的内容，主要是在钻井施工全过程发生井涌时所采取的 技术措施。考试命题，由培训考核部门根据考试现场确定。4.4考试方法

4.4.1理论考试采用闭卷方式。

4.4.2实际操作考试可在钻井施工现场或装有整套井控装置的教学场所进行。4.4.3实际操作考试时，要求由主考人负责考核。发证

理论和实际操作考试成绩均达到合格者，由培训单位颁发井控操作合格证。井控操作合格证 格式及填写要求见附录B（标准的附录）。复审

6.1复审考试内容分为理论和实际操作两部分。

6.2复审不合格者，可在两个月内再进行一次复审，仍不合格者，收缴操作合格证。未经 复审者，操作合格证作废。

6.3在两个复审期内，对成功地预防或处理井喷事故的人员，经所在单位审查，报经发证 部门批准后可以免试，但不得连续免试。

6.4对每次复审结果，由负责复审的井控培训部门主考人在操作合格证上签章。管理

7.1井控操作和管理人员的培训计划，由各管理（勘探）局及局级公司、指挥部主管教育 培训和钻井技术的部门负责编制。人员培训档案和业务管理，由各钻井公司主管钻井工 程技术的部门负责。

7.2井控操作合格证制度的执行情况，由各管理（勘探）局及局级公司、指挥部钻井技术 和安全部门负责监督检查。

7.3取得操作合格证的人员方准许从事钻井井控管理、指挥或操作。工作变迁

持证人员要保持相对稳定。调动工作时，经调入单位的井控培训发证部门审核同意，操作合 格证继续有效。

附录A（标准的附录）

井控操作和管理人员理论考试的内容 A1钻井队井控操作和管理人员的理论考试内容 A1.1井喷发生的原因

A1.2溢流的及时发现及应采取的措施和步骤。A1.3钻井作业中，各种情况下的井喷预防及处理。A1.4压井的方法。A1.5井喷失控的处理。

A1.6井控装置的结构、安装试压要求及一般的维护知识和故障排除。A1.7防火防爆和灭火基本知识。A1.8防含硫化氢等有毒气体中毒的知识。A1.9安全用电的专业知识。

A2其他井控管理人员、技术干部（包括井技术人员）的理论考试内容

A2.1井控基本理论。A2.2地层压力预测和检测。

A2.3溢流的及时发现及应采取的措施和步骤。A2.4钻井作业中，各种情况下的井喷预防及处理。A2.5几种压井方法及其计算。

A2.6压井作业中异常情况的判断处理及易出现的错误做法。A2.7井喷失控的处理。

A2.8井控装置的系列标准及选用要求。

A2.9井控装置的结构原理、安装试压要求、维护保养及故障排除。A2.10防火防爆和灭火基本知识。

A2.11天然气及硫化氢等有毒气体的浓度检测及安全作业要求。A2.12安全用电专业知识。

附录B（标准的附录）

井控操作合格证格式及填写要求 井控操作合格证用优质卡片纸印制，装在塑料封皮内；长为95mm，宽为65mm；照片为长 33mm、宽为22mm的免冠正面头像。培训单位公章要压照片的右下角盖印。

填写时，要求用钢笔或碳素笔书写，字迹要端正。考核结果可分为优秀、合格两种，由主考 人签字或盖章。

井控操作合格证的封面、首页和次页格式，见图B1~B3，次页中的序号1为初次培训，序号 2（包括2）以下为复审培训。

采用塑料封面，大红色底，金字；大红塑料封底，空白。

┏━━━━━━━━━━━━━━━┓ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 中国石油天然气总公司 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 井控操作合格证 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┗━━━━━━━━━━━━━━━┛ 图B1 合格证的封面格式

┏━━━━━━━━━━━━━━━┓ ┃ ┃ ┃ 井控操作合格证 ┃ ┃ ┃ ┃ ┌────┐ ┃ ┃ │ │ ┃ ┃ │ │ 姓名____ ┃ ┃ │ │ ┃ ┃ │ │ 职务____ ┃ ┃ │ │ ┃ ┃ └────┘ ┃ ┃ ┃ ┃ 单位_____________ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ____油井控字第_____号 ┃ ┃ ┃ ┗━━━━━━━━━━━━━━━┛

图B2 合格证的首页格式

┏━━┯━━━━━━━┯━━━━━━━━┯━━━━━┓ ┃序号│ 培训日期 │ 考 核 结 果 │ 主 考 人 ┃ ┠──┼───────┼────────┼─────┨ ┃ 1 │ │ │ ┃ ┠──┼───────┼────────┼─────┨ ┃ 2 │ │ │ ┃ ┠──┼───────┼────────┼─────┨ ┃ 3 │ │ │ ┃ ┠──┼───────┼────────┼─────┨ ┃ 4 │ │ │ ┃ ┗━━┷━━━━━━━┷━━━━━━━━┷━━━━━┛

塔河油田修井井控和防硫化氢技术 篇3

塔河修井队伍多为XJ-650以上大型修井机，一旦发生井喷事故，经济损失必然十分惨重。作为井控工作的一项内容，井场标准化是塔河工区必须首先做好的工作之一。井口与各种设备之间，各种设施相互之间必须符合标准的安全距离；污油罐摆放在施工季节的下风位置；发电机组，值班房摆放在上风位置，近临远程控制台。压井节流管汇在施工前连建正常，试压合格。井口及钻台有鼓风机用于疏散井口溢出的天然气，避免H2S聚集；井口、操作台、泥浆罐、污油罐、值班房均有H2S监测探头，24小时有人监守。井场有紧急避险的疏散场所，并在此发出警报信号。

二、井控及防H2S设备符合要求压力等级，有定期的校验合格证明

对于塔河油井，个别高产油井，井口压力可达近20MPa，在AD区有日产近千方的油井压力更高，井控管汇一般采用70MPa以上的压井、节流防硫管汇，液压防喷器也采用70MPa以上的配置。按照西北局要求，井控装置每半年必须强制进行校验，且出具有资质厂家的校验证明，对于过期未进行校验的施工队伍，不得开工。施工现场人员，必须佩带可燃气体监测仪及H2S气体监测仪。

三、施工设计中必须有相应的井控安全措施、H2S防护措施和应急预案

必须进行一次井控和防硫化氢演练，必须经过甲方开工验收后，方可开工。塔河工区施工，每一口大修井，都要进行开工验收。除对设施配置，人员取证，健康状况等进行验收外，更要对现场施工内容中的应急预案，井控和H2S防护措施进行查看，有时现场随时抽查井控和H2S演练情况。

四、压井综合技术

2007～2008年，塔河油田施工，基本采用平推法压井，分别从油管和环空推入同一压井液到油管管脚位置，然后开始挤压井到井底。这一方法的优点是，井场流落的油污较少，施工工艺简单方便，但这对于施工较长的井，施工中不断补充井筒液自然漏失量，补充了地层能量，施工后期，井口往往会出现井涌或溢流，不得不重新压井。压井时及修井施工中如何减少地层漏失，是井控工作的一个关键。对于每一个区块及井况，施工前，先了解这一区块的地层压力系数，及本井生产情况及地层压力，准确掌握了地层静压这一数值。地层漏失多少，可以诱发自喷？对于一个200m3井筒，如果采用平推压井法压井，压井后，在三天内补液超过100m3就可能出现溢流，要在四天或是更长的时间内，相对就比较安全。通过近几年在塔河修井的情况，大体的一个认识是：一次压井最好不超过300m3压井液用量，特别是对于100m3井筒容积的井，漏失量超过200m3，造成自喷的可能在80%以上。为了弥补平推压井完全挤入地层液这一方法的不足，在后来的压井方法上进行了改进，即用：反循环油管正推压井。随着塔河工区油井管网的完善，单井采油的减少，这一方法更具应用性，也得到塔河采油二厂的推广。这一方法是：计算好套管环空容积，然后用相应体积的压井液进行反循环压井，出口原油经水套炉加热后，进入管网系统。目前，这一方法有效地减少了压井液的漏失，不会造成井底压力的升高，对顺利修井也及为有利，得到了采油二厂的首肯和推广应用。

五、压井液中加入碱式碳酸锌中和硫化氢

塔河修井中， 90%以上井都含有H2S，在压井液中加入一定量的碱式碳酸锌可以有效防止硫化氢的溢出。2009年9月，施工的TP8井加深泵挂，本井天然气硫化氢含量32745.88 mg/ m3。托甫台区块，是塔河区块中H2S含量较高的井，其次是AD区。而施工的TP8井又是本区块中H2S含量较高的井。由于本井因产能不足而加深泵挂，我们采用比重1.14的油田地层水加入0.5％碱式碳酸锌，应用平推压井法进行了压井，压井前，先对套管环空天然气引到井场外70m点火烧掉，然后压井，为了减少井口天然气溢出，在施工中勤补液，并适当增加补液量，尽可能不让井口有天然气溢出，这样，就是在井口处，直接监测，H2S报警仪也不会报警。

六、施工中及时补液，随时防范，密切观察井口显示

修井施工中及时补液，是施工中防喷的一个有效方法，前面已经提到，要做到单井计算漏失量，根据单井漏失量的测量结果，勤补液，少补液。对于空井筒的情况下，更要及时补充。为防止井口H2S溢出，一直用鼓风机，对井口吹风。对于因故停止施工的井，在关好防喷器和上好旋塞阀的同时，装上油套压力表。按时西北局的要求，起下钻正常施工中，为防止井筒储集效应产生的井涌，一般不许关井，这就必须随时观察井口的溢气情况，及溢流情况，一旦出现特别的显示，随时报警并应急处理。

七、对机抽转自喷的生产井，务必对完井井口装置做好试压及验收工作

机抽转自喷的井，有酸化后施工井，有因注水后能量上升的井，也有因邻井注水，产量上升快的井。这类井的产量不够稳定，变数较多，像TK720就是因为邻井注水，产量在1周内迅速上升，且油压很高。为此，这类完井采油树（二厂回收其它井），必须之前重新做修复，试压工作，对于四通内BT密封，必须重新更换，经过试压。修井后，修井队伍对于注脂处，必须进行注脂试压。确保井口安全。

八、冬季施工，井控设备及时巡查

小井眼钻井井控技术 篇4

关键词：小井眼,钻井,井控技术

小井眼,顾名思义是相对于常规井眼尺寸偏小的井眼结构,不同的国家定义不尽相同,有的认为是完钻井眼小于常规完钻井眼215.9mm(8讓讈″)的井眼,还有的认为是环空间隙小于25.4mm(1″)的井眼,而目前一般是把小于152.4mm(6″)的井眼定义为小井眼。小井眼可降低钻井成本,并有利于环保,目前小井眼成为一项热门钻井技术,随之而来的是如何控制小井眼钻井过程中井控的问题。

1 井控技术基本要素

1.1 基本参数及计算

1.1.1 内容积及计算

内容积是指钻柱(或管柱)的容积。

式中V内—内容积m3;

D柱内—钻柱(或管柱)内径mm;

H柱—钻柱(或管柱)长度m。

1.1.2 环空容积及计算

环空容积是井眼(或套管)与钻具之间的容积。

式中V环—单位环空容积m3;

D井—井眼直径mm。

1.1.3 排替量及计算

排替量是井内管柱排替井内流体的体积。

(1)管柱水眼畅通时

式中V排—排替量m3;

D柱内—钻柱(或管柱)内直径mm。

(2)管柱水眼堵塞时

说明:此时的管柱排替量等于管柱的外容积。

1.1.4 井底压力及计算

井底压力是井内液柱压力与其他垂直方向压力的矢量和。由于井内钻井液柱压力同时作用于井壁和井底,因此作业工况不同时,井底压力是不一样的。

井眼静止:P井底=P静液柱

正常循环:P井底=P静液柱+P环空损失

提钻时:P井底=P静液柱-P抽吸

下钻时:P井底=P静液柱+P激动

循环油气侵时:P井底=P静液柱+P环空损失+P节流回压

环空压力损失:

式中PV—钻井液塑性黏度mPa.s;

ρ—钻井液密度g/cm3;

Q—泵排量L/s;

D井、D柱外—井眼直径、钻柱(或管柱)内直径cm。

1.1.5 钻井液上返速度

式中v—钻井液上返速度m/s。

1.2 基本原理

1.2.1“U”形管原理及效应

“U”形管原理是压力平衡的基本原理。钻井作业是以“U”形管原理为依据,在钻井施工中,保持井底压力等于或略大于地层压力,即近平衡压力钻井。

当“U”形管压力达到平衡后,管底为一个压力平衡点,此压力为一个定值,可以通过任意一侧的压力获得。以“U”形管原理可以分析钻井时井内的各种压力平衡关系。

1.2.2 激动压力和抽吸压力

当钻井液在井内流动时,与井壁及管壁产生摩擦阻力,其方向与钻井液流动方向是相反的。提钻时,钻井液会向下流动补充钻具提出产生的空隙,产生向上的阻力称为抽吸压力,可以减少钻井液柱对井底的压力,大的抽吸压力,会诱使地层流体进入井筒。下钻时,钻井液会向上流动被挤出井筒,此时产生的阻力方向向下,会给地层施加一个额外的激动压力,大的激动压力,会造成井漏。

从对底层增加的压力来看,激动压力为正值,抽吸压力为负值,影响这2个压力的因素主要包括:起下管柱的速度、钻井液黏度、钻井液静切力、钻井液密度、井眼和管柱之间的环形空隙。

2 小井眼钻井的井控技术

2.1 小井眼的井控特点

2.1.1 环空间隙小,对溢流更敏感

以克拉玛依油田红浅井区观察001井为例:二开钻头尺寸为152.4mm,钻具尺寸为127mm,对比常规钻井钻头尺寸215.9mm,假设钻井液密度为1.20g/cm3,溢流物为水,溢流量为1m3,由式(2)、(6)计算得出:

常规井眼:

小井眼:

由上述计算可以得出下面2个结论:(1)相同溢流量情况下,小井眼井底压力降低值是常规井眼的4倍左右;(2)相同排量下,小井眼的上返速度是常规井眼的4倍多。

由上述计算及结论可以看出,小井眼与常规井眼相比,单位环空容积小,在相同溢流量下,流体在环空中占的高度高,上返速度快,对溢流有很强的敏感性。从井控控制来看,流体在井筒中侵入高度越高,控制难度越大。因此相同地层情况在发生溢流时,小井眼井更难控制,更容易失控。

2.1.2 小井眼钻井起钻作业时更容易产生抽吸,造成溢流或井喷的可能性越大

小井眼由于环空间隙小,在相同条件下,相同钻具的排替量在小井眼环空占的比例高,单位时间内,钻井液补充的速度快,产生的向上的阻力,即抽吸压力就会大,更容易抽吸造成溢流甚至井喷。

影响抽吸压力的因素有起钻的速度、钻井液的切力和黏度、钻头泥包情况等,其中最主要的是起钻速度,起钻速度在0.1m/s时,产生的抽吸压力位1.357MPa,当量钻井液比重是0.03g/cm3;起钻速度在1.0m/s时,产生的抽吸压力位3.770MPa,当量钻井液比重是0.084g/cm3。因此,控制起钻速度,能最大限度的减少抽吸压力。

2.1.3 循环压力损失大

循环压力损失包括:地面管汇、钻柱内、钻头水眼和环空压力损失。

以克拉玛依油田红浅井区观察002井为例,二开钻头尺寸为152.4mm,钻具尺寸为127mm,对比常规钻井钻头尺寸215.9mm,假设钻井液密度为1.20g/cm3,塑性黏度26mPa.s,排量28L/s,由式(5)计算得出:

常规井眼环空压力损失:

小井眼环空压力损失:

由上述计算可以得出,相同条件下,小井眼环空压力损失比常规井眼环空压力损失大得多,超过60多倍。在小井眼中,环空压力损失可占到泵压的90%,甚至更多,而在常规井眼中,环空压力损失仅为泵压的10%左右。另有小井眼中钻柱的旋转对环空压降的影响也很大,随着钻柱的高速旋转,环空压降会显著增加。

环空压力损失越大,钻井过程中要平衡相同地层压力,需要的钻井液柱压力就会越小,钻井液的密度就会越小,当停止循环静止时,液柱压力则不能平衡地层压力;当液柱压力能平衡地层压力时,循环时,过大的循环压力损失,会导致井漏,先漏后喷,致使井控复杂。

2.2 小井眼溢流检测技术

常规钻井溢流检测主要是通过观测钻井液罐液面的增量。这种检测方法的灵敏度主要取决于液面报警仪和坐岗人员的责任心,一般要等到钻井液罐的增量达到2m3以上才能检测到井涌。

小井眼钻井溢流时,反应时间短,不能单纯依靠钻井液罐增量来检测溢流,必须应用新的方法来提高检测精度和灵敏度,可采用的主要方法有:(1)出入口流量实时监测溢流检测方法。在钻井液入井口和返出口上安装电磁流量计,实时记录入口、出口的流量,并绘成实时曲线,可从曲线的变化来及时发现溢流,灵敏度较高;(2)钻井液流出量、立管压力实测与预测对比检测方法。实时采集钻井液流出量和立管压力,记录实测值,利用井筒动态模型预测钻井液流出量和立管压力,将实测值与预测值进行对比,根据两者之间的偏差及时判断是否发生了溢流;(3)其它溢流检测方法。钻井液流量波测量方法;钻井泵压力波的往复传播时间测量方法,此方法是根据波在气体中的传播速度比在钻井液中慢,发生气侵时传播时间会急剧增加。

2.3 小井眼压井方法

由式(2)可知,小井眼环空体积小,对溢流敏感,从发生溢流到发现溢流的时间短,并且小井眼环空压力损失很大,可占到泵压的90%,因此小井眼压井一般不能采用常规压井方法,通常采用动态压井法。

2.3.1 动态压井法(动平衡压井法)

利用循环钻井液时产生的压力损失来控制地层压力。以克拉玛依油田红浅井区观察003井为例,二开钻头尺寸为152.4mm,钻具尺寸为127mm,钻井液密度为1.20g/cm3,塑性黏度26mPa·s,由式(5)计算得出:

(1)排量为24L/s时:

当量循环密度:ρ当=0.13H柱/g H柱=1.3(g/cm3)

(2)排量为28L/s时:

当量循环密度:ρ当=0.17H柱/g H柱=1.7(g/cm3)

由上述计算可以看出,通过改变排量,可以改变环空压力损失,从而控制小井眼的井底压力,进而控制溢流,而不需要加重钻井液。

2.3.2 动态压井的现场实施

(1)实时环空压力损失监测:钻井过程中,通过改变泵排量,记录下不同排量下的实测环空压力损失,以备动态压井时使用;(2)钻进溢流时控制:现场检测到发生溢流时,应立即增大循环排量,通过增大对井底的压力,来平衡地层压力,阻止地层流体进一步侵入井筒;在不停钻的情况下,可通过提高钻具的转速来增大环空压力损失来控制溢流。

2.3.3 动态压井法的优点

动态压井法与常规压井的等待加重法和司钻法相比有以下几个优点:不用加重钻井液;可以尽快地实施压井作业;可最大限度地减小套管鞋处的压力。

常规压井是利用节流套压(井口回压)来增大井底压力,井内任意深度处所受的压力等于该深度以上钻井液柱压力与井口套压之和。而动态压井时,由于环空压力损失是均匀作用在整个井壁上的,井壁上任意深度处所受的压力等于该深度以上钻井液柱压力与环空压降之和。因此,对裸眼井段而言,动态压井比常规压井对井壁产生的压力要小。

2.3.4 动态法压井应注意事项

(1)采用动态压井法时,取全地层压力预测值和不同排量下的环空压力损失。影响环空压力损失大小的因素包括:钻井液泵的功率、井径、井深、钻井液性能、钻柱直径等;(2)动态压井主要依靠环空压力损失来平衡地层压力,由于影响环空压力损失的因素较多,因此不容易控制、量化,可能容易压漏地层,从而造成井控的进一步复杂。

所以小井眼压井的方法,也应根据现场具体情况来确定。具体考虑的因素包括:压井过程中施加给井眼内薄弱地层的最大静压力;循环压力损失;井内薄弱地层处的破裂压力。

比较压井最大静液柱压力与循环压力损失之和与地层破裂压力之间的大小,以确定是否可以利用动态压井法压井。

2.4 小井眼钻井的井控技术措施

(1)合理设计井身结构,确保高的地层承压能力;(2)合理选用钻井液性能,满足近平衡压力钻井;(3)起钻时应做到连续灌浆或按井控实施细则规定灌浆;(4)严格控制起下钻速度,及时调整钻井液性能;(5)利用有效的溢流检测方法,及时发现溢流;(6)标准化安装井控装置,确保发生溢流或井喷时能迅速控制井口,能在最短时间内恢复井内压力平衡;(7)井场储备一定量加重钻井液和加重材料;(8)根据井深、钻具的不同,选择合适的循环排量。

3 结束语

小井眼由于其井眼尺寸小的特殊性,在钻井作业过程中,应区别于常规井井控进行处置,制定针对性的井控技术措施,尤其是提高溢流检测的及时性、准确性,早发现、早关井、早处置,做到“发现溢流,及时关井;疑似溢流,关井检查;预测溢流,关井循环”。

参考文献

[1]钻井手册(甲方)编写组.钻井手册(甲方)(上册)[M].北京:石油工业出版社,1990,59-144.

[2]石油天然气钻井井控编写组.石油天然气钻井井控[M].北京:石油工业出版社,2008,26-93.

[3]陈庭根,管志川.钻井工程理论与技术[M].东营:石油大学出版社.2000,142-165.

井控题 篇5

1、硫化氢是一种什么样的气体？

答：无色气体、可燃烧、剧毒气体。

2、硫化氢为什么易在低洼处聚集？

答：硫化氢的相对密度是1.19，比空气重，所以易在低洼处聚集。

3、硫化氢气体的物理性质有那些？

答：硫化氢是一种可燃无色、剧毒、弱酸性气体；低浓度时具有典型臭鸡蛋味（注意：不能用气味作警示），相对密度1.19，比空气重，易在低洼处聚集；易溶于水、原油中，溶解度随温度升高而降低；燃烧时带蓝色火焰，并产生有毒的SO2气体；硫化氢在空气中爆炸极限为4.3－45.5％（体积比）。

4、硫化氢的主要来源是什么？

答：在热作用下，石油中的有机硫化物分解产生出硫化氢（H2S）；石油中烃类和有机质通过储集层水中硫酸盐的高温还原产生硫化氢；地层中硫化氢气体；修井泥浆高温分解出硫化氢；纸浆厂、橡胶制造业、食品加工厂、化粪池、下水道、沼气池。

5、什么是阈限值？硫化氢的阈限值是多少？

答：阈限值：几乎所有工作人员长期暴露都不会产生不利影响的某种有毒物质在空气中的最大浓度。

答：硫化氢的阈限值是15 mg/m3（即：15毫克/立方米）。

6、什么是硫化氢的安全临界浓度？

答：工作人员在露天安全工作8小时可接受的硫化氢的最高浓度。

7、硫化氢的安全临界浓度是多少？ 30 mg/m3（即：30毫克/立方米）。

8、什么是硫化氢的危险临界浓度？

答：达到此此硫化氢浓度时，对生命和健康会产生不可逆转的或延迟性的影响。

根据SY/T6610-2005标准: 硫化氢的危险临界浓度为150 mg/m3(即：150毫克/立方米)。

9、硫化氢对金属材料腐蚀的形式有氢脆、硫化物应力腐蚀开裂和电化学失重腐蚀。

10、针对现场硫化氢浓度情况应采取的相应应急措施是什么？

答：当浓度达到15mg/m3(即：15毫克/立方米)预警时，作业人员应检查泄漏点，准备防护用具，迅速打开排风扇，实施应急程序；

当浓度达到30mg/m3(即：30毫克/立方米)时迅速打开排风扇，疏散下风口人员，作业人员应戴上正压式空气呼吸器防护设备，进入紧急状态，立即实施应急方案。

11、进行检修和抢险作业时应怎样进行检测防护？

答：进行检修和抢险作业时，必须携带硫化氢监测仪和戴上正压式空气呼吸器。

12、硫化氢中毒的早期抢救措施有哪些？

答：硫化氢中毒的早期抢救措施有：

1）进入毒区前，抢救者首先戴上防毒面具。2）立即把中毒者抬至空气新鲜的地方。

3）如果中毒者已经停止呼吸和心跳，应立即不停地进行人工呼吸和胸外心脏按压，直至呼吸和心跳恢复，有条件可用呼吸器。

4）如果中毒者没有停止呼吸，保持中毒者处于休息状态，有条件可进行输氧气。

13、在有硫化氢井作业应怎样设置风向标志：

答：施工前，必须在井架上和安全保护区都要安装风向标或“风飘带”，要求风向标安装在人员容易看到的地方，工作人员应养成随时转移到上风口方向的位置工作的习惯。

14、什么是井控？

答：指对油气井压力的控制；分为一级井控（初级井控）、二级井控、三级井控。

15、什么是一级井控（又称初级井控）？

答：仅用修井液液柱压力就能平衡地层压力的控制；此级井控状态的表现是：没有地层流体侵入井内，井涌量为零，自然也无溢流产生。

16、什么是二级井控？

答：是指仅靠井内修井液液柱压力不能控制住地层压力，井内压力失去平衡，此级井控状态的表现是：地层流体侵入井内，出现井涌，地面出现溢流，此时要依靠关闭地面井控设备建立的回压和井内液柱压力共同平衡地层压力，依靠井控技术排除气侵修井液，处理掉井涌，恢复井内压力平衡，使之重新达到初级井控状态。

17、什么是三级井控？

答：是指二级井控失败后，井涌量大且失去控制而发生的井喷（即：井喷失控），此时，要利用专门的设备和技术重新恢复对井的控制，使其达到二级井控状态，然后再进一步恢复到初级井控状态。三级井控就是平常说的井喷抢险。

18、什么是井喷失控？

答：井喷发生后，无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象，井喷失控就是井下作业中恶性事故，在实际工作中必须予以杜绝。

19、什么是井侵？

答：井底压力小于地层压力时，地层流体（油、气、水）进入井筒的现象。

20、什么是溢流？

答：当井侵发生后，井口返出的修井液比泵入的量多，停泵后井口修井液有外溢的现象。

21、什么是井涌？

答：溢流进一步发展，钻井液或压井液涌出井口的现象。

22、什么是井喷？

答：地层流体（油、气、水）无控制地进入井内，使井内流体喷出井口。

23、什么是软关井？

答：发现溢流后，先打开放喷阀（套管闸门），然后关闭防喷器，再关节流阀。

24、什么是硬关井？

答：发现溢流后，立即关闭防喷器。

25、造成井喷失控后的危害有那些？

答：井喷失控后主要有以下6个方面的危害：

①打乱全面的正常生产、工作秩序，影响全局生产。

②极易引起火灾和地层坍塌，造成机毁人亡、油气井报废等严重事故，带来巨大的经济损失。

③使修井事故复杂化。

④严重伤害油气层、破坏地下油气资源。

⑤油气无控制喷出地面进入空中，造成环境污染，影响周围人民的生命财产。

⑥在国际、国内造成不良的社会影响，对企业的生存与发展极为

不利。

26、井喷失控的原因有那些？.答：井喷失控的原因有：

1）井控意识不强，违章操作。①井口未装防喷器；

②不能及时发现溢流或发现溢流后处理措施不当，不能及时正确关井；

③井控设备安装、试压不符合要求及存在质量问题； ④井口老化，出现刺漏等现象；

⑤空井时间过长，无人观察井口同时又未座井口采油树； ⑥洗井不彻底。

2）高速起管柱（特别是带有大直径工具，如：封隔器、通井规等等）产生过大抽汲力。

3）起管柱不及时灌注或没有灌注修井液。

4）施工设计中设计的压井液密度偏小或现场施工时压井液密度不够，导致井筒液柱压力不能平衡地层压力。

5）井身结构设计不合理及完好程度。

6）地质设计方案未能提供准确的地层压力资料。

7）发生井漏后，液柱压力降低，当液柱压力低于地层压力就会发生井侵、井涌乃至井喷。

8）注水井不停注或未放压。

27、什么是井控设备？

答：井控设备是指实施油气井压力控制技术的一整套专用设备、仪表与工具。

28、井控设备的作用有那些？

答：井控设备的作用有： ①预防井喷，②及时发现溢流，③迅速控制井口，④处理复杂情况。

29、井控设备包括那些？

答：井控设备包括：防喷器、采油（气）树、射孔闸门、简易防喷装置、内防喷工具、防喷器控制台、压井与节流管汇及相匹配的闸门、变扣、螺栓等等。

30、目前我公司使用的防喷器规格有几种？

答：目前我公司使用的防喷器规格有：

21MPa半封闸板防喷器、35MPa半封闸板防喷器和35MPa双闸板液压防喷器

31、目前我公司使用的旋塞阀有几种？

答：目前我公司使用的旋塞阀有： ①35MPa双公扣油管旋塞阀 ②35MPa正扣钻杆旋塞阀 ③35MPa反扣钻杆旋塞阀。

32、井控设备在使用中有什么要求？

答：井控设备在使用中的要求主要有以下几点：

①井控设备在使用前、使用中和使用后必须有专人负责检查与保养，保证处于维护状态。

②正常情况下，严禁将防喷器当采油树使用。

③不连续作业时，井口必须有控制装置；严禁在未完全打开防喷器闸板的情况下进行起下作业。

④半封防喷器闸板尺寸必须与井内管柱尺寸一致。

⑤半封闸板防喷器封井后不能转动井内管柱，不宜上下活动管柱。

⑥防喷器在不使用期间应保养后妥善保管。

⑦发放到现场的防喷器每月应收回井控车间进行一次全面检修、试压，特殊情况（如高压井施工前、现场使用过程中发现防喷器存在问题等）必须立即收回井控车间进行检修、试压。

⑧液动防喷器的控制手柄应有标识，不准随意扳动。

33、施工现场对采油树的保养与使用有什么要求？

答：施工现场对采油树的保养与使用的要求有：

①施工时拆卸的采油树部件要清洗、保养、妥善保管。②当油管挂坐入大四通后应将顶丝全部顶紧。③双闸门采油树在正常情况下使用外闸门，有两个总闸门时先使用上面的闸门，备用闸门保持全开状态，定期向阀腔内注入润滑密封脂；对高压油气井和出砂井不得用闸门控制放喷。

34、SFZ18-35防喷器的字母、数字各代表什么？

答：S—代表手动；F—代表防喷器，Z—代表闸板，18—公称通径为180mm(毫米)。35—最大工作压力是35MPa(兆帕)。

SFZ18-35型防喷器：是指公称通径为180毫米、最大工作压力为35兆帕的手动闸板防喷器。

35、SFZ18-21防喷器的字母各代表什么？

答：S—代表手动；F—代表防喷器，Z—代表闸板，18—公称通径为180mm(毫米)。21—最大工作压力是21MPa(兆帕)。

SFZ18-21型防喷器：是指公称通径为180毫米、最大工作压力为21兆帕的手动闸板防喷器。

36、什么是压力？

答：物体单位面积上所受的垂直力，物理学上称为压强。

37、什么是静液柱压力？

答：静止液体重力产生的压力。它仅取决于流体的密度和液柱的垂直高度，与井眼尺寸无关。

38、什么是压力梯度？

答：每增加单位垂直深度压力的变化值。

39、什么是地层压力？

答：地下岩石孔隙中流体所具有的压力。40、什么是井底压力？

答：地面和井内各种压力作用在井底的总压力。

41、什么是泵压？

答：泵车克服井内循环系统中摩擦损失所需的压力。

42、什么是油管压力？

答：油气从井底流动到井口后的剩余压力，简称油压。

43、什么是套管压力？

答：油管与套管环形空间内，油和气在井口的压力，简称套压。

44、溢流产生的原因有那些？

答：溢流产生的原因有：

1）井筒液柱压力小于地层压力；

2）起管柱时井内未灌修井液、灌注量不足或未及时灌注； 3）起管柱产生过大抽吸力； 4）循环漏失；

5）修井液密度不够； 6）地层压力异常。

45、及时发现溢流的方法有几种？

答：及时发现溢流的方法有以下几种：

1）起下钻过程中溢流的发现

①起管柱时，如果发现起出管柱体积大于灌注修井液体积 ②下管柱时，若下入井内管柱体积小于修井液返出井口的体积

2）压井过程中溢流的发现

①进口排量小于出口排量，出口液体中气泡增多

②进口液体密度大于出口密度，密度有下降的趋势。3）空井时井口有外溢修井液的现象 4）钻塞、冲砂、侧钻施工时溢流的发现

①修井液液面升高

②出口修井液流速加快 ③悬重下降 ④循环泵压下降

⑤修井液性能发生变化

A、油侵时，密度降低，粘度降低。B、气侵时，密度降低，粘度升高。

46、什么是压井？

答：压井是指用具有一定性能和数量的液体，泵入井内，并使其液柱压力相对平衡地层压力的过程。

47、压井的方法有几种？

答：压井的方法有：

1)循环压井 2）挤注法压井 3）灌注法压井

48、井下作业井控工作的内容包有哪些？

答：井下作业井控工作的内容有以下六个方面： 设计的井控要求，井控装备，作业过程的井控工作，防火、防爆、防硫化氢措施和井喷失控的紧急处理、井控培训及井控管理制度六个方面。

49、井控的关键环节是什么？

答：及时发现溢流是井控技术的关键环节，在作业过程中要有专人观察井口，以便及时发现溢流。50、对井控操作证持有者什么要求？

答:井控操作持证者每两年由井控培训中心复培一次，培训考核

不合格者，取消（不发放）井控操作证。60、井控工作有几项管理制度？

答:根据《井下作业井控实施细则》规定，井控工作有以下十项管理制度：

1）井控分级责任制度 2)井控操作证制度

3)井控装置的安装、检修、现场服务制度 4)防喷演习制度

5)井下作业队干部24小时值班制度 6)井喷事故逐级汇报制度 7)井控例会制度。8）井控监督检查制度 9）井控奖惩制度

10）井控整改“消项制”和整改情况上报制度

61、冀东油田公司石油与天然气井下作业井控实施细则有几章多少条？

答：冀东油田井下作业井控管理实施细则有8章60条。62、什么叫“三高”？

答：“三高”是指：高压油气井、高含硫油气井、高危地区油气井。

63、针对现场硫化氢浓度情况应采取的相应应急措施是什么？

答：当浓度达到15mg/m3(即：15毫克/立方米)预警时，作业人员应检查泄漏点，准备防护用具，迅速打开排风扇，实施应急程序；

当浓度达到30mg/m3(即：30毫克/立方米)时迅速打开排风扇，疏散下风口人员，作业人员应戴上正压式空气呼吸器防护设备，进入紧急状态，立即实施应急预案。

64、井下作业井控的“四.七”动作中的“四”和“七”各代表什么？

答：“四”代表起下管柱、起下大直径工具、循环冲洗钻进、空井筒四种工况；

水平井井控压井技术 篇6

一、压井原理

水平井压井是依据的“U”形管压力平衡原理。把地层——井眼系统看成一个压力系统, 如图1所示, 钻柱与环形空间视为连同的“U”形管, 其底部视为井底地层。在排溢流和压井循环过程中, 利用地面节流回压和井内流体的液柱压力所产生的井底压力来平衡地层压力, 在整个过程中始终保持井底压力始终略大于地层压力, 并保持不变。随着注入井内钻井液的增加, 节流压力逐渐减小, 压井液到达井口时, 节流压力降为零, 井眼与地层之间就建立了平衡。

(1) 关井静态时井眼系统的压力平衡关系

式中:Pd-----关井立管压力, Mpa;

Pmd-----钻柱内钻井液静液压力, Mpa;Pp-------地层压力, Mpa;

Pa--------关井立管压力, Mpa;

Pma-------环形空间静液柱压力, Mpa。 (2) 节流压井循环时井眼系统的压力平衡关系

式中:Pc----井眼系统的循环压耗, Mpa;

Pcd-----钻柱、钻头内循环压耗, Mpa;

Pca------环形空间循环压耗, Mpa。

从上两式中可以看出:关井静止与循环压井状态相比, 节流循环压井时作用于井底的压力只多环空流动阻力Pca, 通常Pca不大, 即使在最大排量下也不超过1.5 Mpa。实际上Pca使井底压力增加, 压井时有利于平衡地层压力, 在这个计算中可忽略不计。上式可简化为:

若泵速不变, Pcd也不变, 因此可以通过控制立管压力来控制井底压力不变, 实现排溢流和压井循环作业。

二、水平井压井计算

从以上的分析可以看出, 在压井过程中要实现井底压力略大于地层压力必须准确的控制立管压力。而影响立管压力的因素主要是Pd和Pc。

1、关井立管压力的确定Pd

1) 当钻柱中装有压力传递孔的钻具止回阀时, 可以直接从立管压力表上读出。

2) 当钻柱中装有不带压力传递孔的钻具止回阀时, 测定立管压力的方法有两种:不循环法和循环法。

a.不循环法

此种方法是在不知道压井泵速和该泵速下的循环压力时采用:

(1) 缓慢启动泵, 向钻具内泵入少量钻井液, 并观察立压及套压的变化;

(2) 当套压超过关井套压0.5---1 Mpa时, 说明钻具止回阀被顶开。此时停泵, 记录这时的立管压力和套管压力。则:

式中:△Pa-----套压升高值, Mpa;

Pa1-------停泵时记录的套压值, Mpa;

Pa--------关井套压, Mpa;

Pd--------关井立压, Mpa;

Pd1-------停泵时记录的立压值, Mpa。

b.循环法

在已知压井泵速和该泵速下的循环压立时采用:

(1) 缓慢启动泵, 同时迅速打开节流阀及上游的平板阀, 调节节流阀使套压等于关井套压。

(2) 当排量达到压井排量时, 调节节流阀使套压恰好等于关井套压, 记录循环立管压力PT, 停泵, 关节流阀及上游的平板阀。

(3) 计算关井立管压力

式中:PT----测量的循环立管总压力, Mpa;

Pci-----以压井排量循环时的立管压力 (动压力损失) , Mpa。

2、水平井压井基本数据的计算

1) 确定地层压力

式中:Pp------地层压力, Mpa;

ρm----没有被溢流污染的钻井液密度, g/m3;

H-------垂直井深, m。

2) 计算压井钻井液密度

(1) 根据地层压力确定压井钻井液密度

式中:ρm1----压井钻井液密度, g/m3。

(2) 根据关井立压确定压井钻井液密度

为了在压井过程中保持较小的循环立压, 附加钻井液密度可在压井结束后增加。

3) 填写压井施工单

根据手册查出每米钻柱内容积、环空容积、钻具排替量、井眼容积和已记录的数据, 计算出下列数据填写压井施工单。

a.注满钻柱内容积所需时间或冲数

式中:Td-----注满钻柱内容积所需时间或冲数, s (or strokes) ;

Vd-----钻具水眼每米容积或冲数, l/m (or strokes/m) ;

QK-----压井排量, l/s;

Hc------测量井深, m。

为了准确的控制井底压力, 在填写压井施工单时必须计算出压井钻井液到达造斜点和及稳斜点所需的时间或冲数。

b.注满环空所需时间或冲数

式中:Th------注满环空容积所需时间或冲数, s (or strokes) ;

Vh------环空每米容积或冲数, l/m (orstrokes/m) 。

c.注满钻柱内和环空容积所需时间或冲数

式中:T-------注满钻柱内和环空容积所需时间或冲数, s (or stroks) 。

d.加重钻井液量

式中:V------在用钻井液总量, l;

Vr-----在用地面钻井液体积, l。

加重钻井液量通常为在用钻井液总量的1.5----2倍。

e.求低泵速压耗 (动压力损失) Pci

(1) 实测法求低泵速压耗

压井排量一般选用正常钻井排量的1/3----1/2。作为防喷措施之一, 要求井队在钻进到可能的高压层之前, 每天早班用压井排量进行循环测试Pci。由于井径和实际井眼曲线的不规则性水平井的水平段在发生气侵时用小排量很难一次将气体驱除出来, 故一般应选用二次循环压井法。第一次循环在条件允许的情况下应选用尽可能大的排量排溢流, 这样有利于将水平段的气体排除。所以每次在测Pci时至少应增加4/5、3/5两个点的排量, 并把所测数据记录到班报表上。若引起流动阻力的因素改变, 应及时补测Pci。

(2) 利用正常钻进时的泵压与排量的关系求解Pci

式中:Pn------正常钻进时的泵压, Mpa;

Qn------正常钻进时的排量, l/s (or strokes/min) ;

Qci------低排量, l/s (or strokes/min) 。

f.初始循环立管压力和终了循环立管压力

井底压力可通过改变节流阀或井口压力的办法来控制。但是, 井底压力的变化是通过立管压力来监控的。为维持适当的井底压力, 就必须确定初始循环立管压力和终了循环立管压力。初始循环立管压力是循环开始时所需的压力, 终了循环立管压力是压井液通过钻头在环空上返时的压力, 在压井过程中这两个压力的控制对保持适当的井底压力是十分必要的。

(1) 初始循环立管压力PTi

(2) 终了循环立管压力PTf

g.造斜点和稳斜点循环立管压力

造斜点和稳斜点循环立管压力是指压井钻井液由井口通过钻具内到达造斜点和稳斜点时的立管压力。

(1) 压井钻井液到达造斜点时的循环立压PZ

A.造斜点动压力损失PZd

式中:HZ----造斜点测深, m;

HZC---总测深, m;

PZd-----造斜点动压力损失, Mpa。

B.造斜点剩余关井立压PZS

式中:PZS-----造斜点剩余关井立压, Mpa;

HZC---造斜点垂深, m。

(2) 压井钻井液到达稳斜点时的循环立压Pw

A.稳斜点动压力损失Pwd

式中:Pwd------稳斜点动压力损失, Mpa;

Hw-------稳斜点测深, m。

B.稳斜点剩余关井立压Pw S

式中:Pw S-----稳斜点剩余关井立压, Mpa;

Hw C---稳斜点垂深, m。

h.确定最大允许关井套压[Pa]

最大允许关井套压是指在不蹩坏防喷设备、套管和裸露地层的条件下一口井所能承受的最大井口压力。任何情况下关井, 其关井最大允许套压不得超过井口装置额定工作压力、套管抗内压强度的80%和薄弱地层破裂压力所允许关井套压三者中的最小值。井口装置额定工作压力、套管抗内压强度可从手册中查得。一般情况下, 地层是最薄弱的, 而套管鞋处的地层破裂压力为最小值。

式中:[Pa]------最大允许关井套压, Mpa;

Pf----------套管鞋处地层破裂压力, Mpa;

Hf---------套管鞋处破裂地层垂深, m。

三、水平井压井施工

由于井径和实际井眼曲线的不规则性决定了水平井的水平段在发生气侵时用小排量很难一次将气体驱除出来, 故一般应选用二次循环压井法。第一次循环用尽可能大的排量将溢流排除, 第二次循环就可用压井排量压井, 这样既可以把侵入井内的溢流排除, 又可以实现安全压井。

1、压井步骤

1) 准备压井所需数据:录取、查表与计算。

2) 填写压井施工单:将准备的数据填入压井施工单, 并绘出立管压力控制进度曲线, 作为控制节流阀的依据。

3) 压井

第一次循环:用原钻井液循环排溢流

a.缓慢开泵, 迅速打开节流阀及上游的平板阀, 调节节流阀使套压保持关井套压不变。一直保持达到选定的排量。

b.泵排量逐渐达到选定排量时, 保持排量不变, 调节节流阀使立管压力等于选定排量所对应的循环立管总压力。在整个循环周中保持不变。调节节流阀时应注意压力传递的滞后现象, 液柱压力传递速度大约300m/s。

c.溢流全部排完, 停泵, 关井, 则套压与立压应相等, 都等于关井时的立管压力。在排溢流的过程中应调整或配制压井钻井液。

第二次循环:用压井钻井液压井, 重建井内压力平衡。

a.缓慢开泵, 迅速打开节流阀及上游的平板阀, 调节节流阀使套压保持排完溢流后的关井套压不变。

b.泵排量逐渐达到压井排量时, 压井钻井液从井口到钻头这段时间内, 控制节流阀, 使套管压力保持不变 (Pa=Pd) 。也可按压井施工单控制操作。立管总压力由PTi逐渐下降到PTf。

C.加重钻井液返出钻头水眼进入环空, 调节节流阀, 控制立管压力等于终循环立管总压力PTf不变, 直到加重钻井液返出井口, 停泵关井, 此时立压、套压为零, 则说明压井成功。开井循环, 增加钻井密度的附加值, 调整钻井液性能, 恢复生产。

2、水平井二次循环压井过程中套压、立压及井底压力变化趋势 (如图2所示)

井控技术在钻井中的应用 篇7

一、井控技术的基本原理与相关设备概述

1. 井控技术的基本原理

在钻井工作中所运用的井控技术的工作原理主要就是以压力平衡原理作为基础, 压力平衡原理就是指在实际的钻井工作中保证井底的压力等于或大于地层的压力。而将井控技术运用与钻井工作中, 最主要的目的就是为了在作业的过程中, 一旦出现不良情况, 可以及时有效的控制好工作的力度, 从而降低因不良情况的出现而带来安全威胁[1]。一般情况下钻井作业主要包括压井作业、冲砂作业、压裂酸化、钻杆或上下油管、射孔作业、注水泥塞以及钻塞作业着八种作业类型, 而且由于这八种作业的情况都极为的复杂, 所以对井控技术的要求相对来说也比较高, 而且在钻井作业的过程中, 也会遇到一些井控技术的难点, 如节流管线长、安全窗口过窄等。

2. 井控技术设计的相关设备

在钻井中所运用的井控技术所涉及的相关设备很多, 主要包括以下几种:封井器、节流管以及地层压力配套设施等[2]。而所涉及的这些设备都会对钻井作业的效率产生极大的影响, 同时设备质量的好坏还关系着作业人员的生命安全, 所以在进行钻井作业前, 一定要严格按照这些涉及的井控设备, 而且在安装好后要进行仔细的检查, 除此之外还要对这些设备进行必要的维护、保养, 避免设备年久失修而出现老化, 从而埋下安全隐患。例如在实际的生活中, 在安装井的地面井控装置时, 首先就必须对地层压力进行监测, 然后根据得到的地层压力进行地层压力配套设施的设计, 并且在安装时要进行现场测试, 保证设施安装完好, 提高使用的安全性。同时在日常的钻井作业中, 一定要对这些井控设备进行定期的维护, 在保证设备性能的基础上进行钻井作业的开展。

二、井控技术在钻井中的应用

1. 井控技术在调整井中的应用

在钻井作业中, 调整井与其他的钻井相比有一定的难度, 而产生的难度主要是在作业的过程中无法对地层压力进行精确的测量, 而且经常性的出现水涌现象, 从而导致井喷事故的发生, 引发安全事故。而在调整井中井控技术的应用主要有以下几种情形:

(1) 水涌现象的预防

在实际的作业中, 由于对井内注入水时会造成压力出现变化, 从而导致水涌现象经常发生。而针对这种现象, 将井控技术应用与作业的过程中, 就可以对钻井液的密度以及井身的相关构造进行有效的确定, 然后在对井网压力进行合理分析的基础上设计注水压力的分布图, 从而达到有针对性进行技术设施的选择, 此外还应根据所得到的出水层的相关数据, 对钻井中索要用到的钻井液、密度、堵漏材料等进行完善的设计。在将井控技术运用到实际的钻井作业中, 首先必须提前关闭注水井并进行泄压。对注水井的要求就是当注水井达到的范围会对调整井造成影响, 注水井必须停止钻井液的注入, 此外要充分的准备钻井液的处理剂, 而在现场条件允许的情况下, 可以进行相应的钻井液的供应站的建立, 从而当出现水涌现象时可以做到及时的处理。

(2) 水涌现象发生后井控技术的应用

当在钻井作业中发生水涌现象时, 一定要根据现场的实际情况扩大停注范围, 同时在运用井控技术时一定要注意以下几点: (1) 当钻井中出水层的渗透性能较好的情况下, 如果关井压力较低而出水量较大时, 则通常情况下选用工程师压井法, 有效的提高钻井液的密度, 避免密度过低的情况发生。 (2) 当钻井液的密度出现增大时, 应往井内加入适量的堵漏剂, 同时要切实的根据出水的水量确定合适的压井速度。 (3) 在操作的过程中, 应往井内注入适量的润滑剂。

2. 井控技术在小井眼中的应用

小井眼就是指钻井的井眼尺寸较小的井, 而小井眼与常规的井眼相比有着环空容积较小、循环压力损失较大以及产生井喷的概率较大等几个方面的特点, 这些特点使得小井眼的井控难度系数大大的增加, 所以在实际的小井眼的作业中通常是采用动态压井的方法。在小井眼采用井控技术所采取的设施主要有以下几个方面: (1) 根据实际的需求合理的设计井身的构造, 从而有效的保证地层的承压能力。 (2) 对于钻井液的选择要严格的考虑其性能, 从而有效的实现钻井压力的平衡。 (3) 在起钻以及下钻时一定要严格的按照施工要求进行, 且要根据实际情况适时的调整钻井液的性能。 (4) 在作业的过程中, 要切实的根据钻井的用具以及深度的不同确定合理的循环排量。

3. 井控技术应用时需注意的事项

在井控技术的应用时需注意的事项[3]主要有以下几个方面: (1) 要不断的加强对井控技术操作人员的培训。目前, 随着钻井技术的不断发展, 对于作业人员的技能水平也提出了更高的要求。所要一定要加对作业人员的技能培训, 提高作业人员在实际的作业过程中能很好的运用相关的技属及时的处理作业中遇到的危险, 避免安全事故的发生。 (2) 加强对井控技术的探索与研究力度。对于钻井这个操作性极强的项目来说, 光有理论知识是远远不够的, 而要让作业人员积极的参与到实际作业中, 去不断的积累经验并积极的去探索研究, 真正的掌握技术的要点所在, 从而更好的进行实际的运用。

讨论

随着钻井业的发展, 使得井控技术的重要性也越来越大, 井控技术的掌握程度对作业的效率以经济人员的安全都有着极大的关系。所以在实际的钻井作业中, 一定要提高作业人员的技能水平, 充分的掌握井控技术的关键, 从而更好的进行钻井作业的开展, 保障的提高作业的效率以及人员的安全。

参考文献

[1]陈达海, 付建华, 骆进, 等.川渝井下作业现场井控技术要点及溢流关井程序探讨[J].钻采工艺, 2012, 31 (6) .

[2]鲁瑞理.井控装置现场使用问题初探[J].今日科苑, 2012, (18) .

井控技术 篇8

关键词：钻井安全,井控,二次井控

井控安全工作是关系到油田企业和工程服务企业的生存、发展的大事, 发生井喷和井喷失控会导致对油气资源的严重破坏, 会给国家、人民生命财产构成重大威胁。做好井控安全工作是油田企业和工程服务企业的重要工作。

1 井控工作严格执行设计, 规范和标准

按照规范配置井控装置, 同时还加强了井控工作日常管理, 收集、整理了各种井控管理文件及井控技术规范并印发给班组严格执行。坚持设备管理标准化, 设备的使用年限, 压力级别必须符合设计要求, 出厂试压单必须齐全。各闸阀必须活动灵活。在设备的安装上必须坚持高标准、严要求。各次开钻前均要求责任工程师、钻台大班及现场监督到位。要求各处连接螺栓均两头余扣一样多, 各基础摆放要求摆正, 垫实坚固。各封井器以及管汇、闸门、钻具内防喷工具等均按要求试压合格, 从设备的安装上消除安全隐患, 符合井控要求。

2 以安全井控工作为重点, 强化教育培训

工作安全和井控工作是钻井生产发展的根本。为此, 我们始终把员工的安全井控知识教育培训作为工作的一件大事列入重要议事日程来抓。严格按照公司员工学习培训教育计划, 联系员工岗位操作实际, 专门有针对性地制定了员工安全井控理论与实践培训计划, 并做到学习内容、学习形式、学习效果“三落实”。一是利用班前, 班后会和井控例会对员工进行井控知识讲解。规定员工无特殊情况, 必须参加队上组织的安全井控知识学习, 并做为一项制度长期坚持下来, 定期进行考核讲评。考核结果与员工个人经济利益挂钩。队上还规定必须把安全和井控知识的学习作为班前班后会的必讲内容, 让每位员工自觉找出工作中的安全隐患。二是通过板报形式让员工熟悉井控知识和井控管理规定。三是积极做好上级文件的宣传贯彻落实。今年以来, 集团公司、渤海钻探公司、公司和甲方先后多次出台下发了关于加强安全井控方面的有关制度文件和事故案例分析。一方面把这些制度文件作为员工安全井控培训内容进行学习宣传;另一方面把通报的事故案例作为员工在工作中的警示, 经常提醒大家, 增强全体员工的安全意识。四是通过每日一题井控理论知识, 规定班前会讲解, 班后会考核的制度。每星期再汇总一次。五是加强应急演练, 以主动井控意识加强井控实战演习。

3 严格执行甲方监督组的井控指令

对每一项措施都进行了分析和讲解, 确实让每一员工都明白。在钻井过程中规定始终如一地要求严格坐岗, 现场泥浆工15min测一个点, 随时监测进出口泥浆密度。其目的是观察液面是否有变化。使大家认识到安全井控工作只有从小处着手, 细处着眼, 才能确保安全井控工作“万无一失”。

4 加强井控专项检查

除了日常巡回检查, 规定每周对井控设备进行一次专项检查。对检查中发现的问题及时整改。一次检查中, 副司钻发现远控房备用电控箱工作不正常, 平台经理知道这一情况后, 立即告诉电气师, 虽然是备用, 也必须马上解决。井控工作无小事。

5 加强井控设备零配件供应和管理

由于在国外打井, 所以非常重视配件的供应和管理, 为此规定了以材料员为组长的材料计划组, 负责材料的计划工作。另外对材料的保管做到橡胶件集中在一起放在一个有空调的屋里, 避免橡胶件高温老化。

6 以“三标”工作为准则, 加大安全井控奖罚力度

标准化的现场, 标准化的操作, 标准化的管理不仅是衡量单位整体素质的准则, 而且是钻井实现安全生产, 杜绝井喷事故的前提保证。今年来, 按照渤海钻探公司、公司、甲方的要求, 大力开展达“三标”活动, 有效促进了各项工作上台阶。一是严格坐岗巡回检查制度。班前巡检对所有井控设备进行认真细致的检查, 要求副司钻必须两小时对远控房检查一次, 始终保持井控设备处于良好的待命工况。二是坚持标准化的管理制度。从抓好基础工作入手, 除对井队的现场, 井控设备等硬件经常全面巡检, 发现问题及时整改外, 而且对班组交接班强化检查路线, 人逐项检查。坚持班组、大班向责任工程师负责。责任工程师向平台经理负责。一级抓一级, 层层抓落实。三是严格考核, 奖罚兑现。在实际工作中, 始终把安全井控工作纳入双文明建设评比考核中, 坚持奖优罚劣。对好的典型及时表扬奖励, 对违章行为及时批评教育并处罚。做到奖罚并重分明。必须坚持长抓不懈, 高标准、严要求、细管理, 不断总结经验教训, 坚持树立一切安全井控事故都是可以预防的安全观念, 扎实开展井控争百分和做井控明白人、放心岗活动, 不断创新安全井控管理方法, 推动钻井生产又好又快发展, 真正实现本质安全。

7 特殊情况处理的处理方式

7.1 钻井液喷空

有足够长的钻具 (基本在井底) ;关井求压, 常规压井;或利用邻井的地层压力和钻井液密度压井;套压控制:不超过最大允许套压;利用“压降漏斗”迅速建立液柱压力, 降低井口控制压力-尽可能大排量。

7.2 钻井液喷空

作业井控环保配套技术分析及应用 篇9

一、技术现状探讨及问题分析

1. 技术现状探讨

进行技术现状探讨主要是分为三个方面:地面井控设备、井下防喷工具以及井控环保措施。

(1) 地面井控设备现状分析

地面井控设备有油管旋塞和井口防喷器等, 其中, 防喷器的作用是防止井喷, 分为全封、半封和简易自封, 从压力等级上区分, 全封和半封的等级包括14MPa、21MPa和35MPa等, 全封多用于较低频率使用的井, 是在无管柱的情况下通过关闭闸板而实现密封, 半封多用于常规作业井, 能在静止情况下通过关闭闸板来卡紧油管而实现井控, 而简易自封的压力等级为7MPa, 是通过胶芯的形变来进行密封, 压力等级较低, 多用于作业频率高的井。而油管旋塞则是通过关闭内部球形阀来进行切断, 通过与油管相连来对井喷进行控制预防。

(2) 井下防喷工具现状分析

井下防喷工作有帽型活门、活堵以及丢手封隔器配合滑套活门等。其中, 活堵主要是通过连接在筛管和泵之间而实现油管内防喷, 在泵车打压后可将生产通道打开。活堵为一次性, 不能实现多次防喷, 且只能在螺杆泵井和小泵径的抽油机井中使用。

帽形活门也是实现管内防喷, 泵上连接改工具后可在管内形成堵死而达到防喷, 通过抽油杆将其挡板捅开可实现生产通道的顺畅。帽形活门也为一次性, 不能完成多次防喷, 一般只是用于下泵管柱, 且只适合在大泵径抽油机井中使用。

丢手封隔器配合滑套活门技术能实现油层的关闭而实现防喷, 该设备时通过将FXY445-114丢手封隔器与滑套活门相连接而对生产通道进行封堵。其通道的打开是由滑套活门碰到安装在管柱底部的捅杆而使滑套下行而实现, 在气泵提升管柱时带动滑套上行而将生产通道关闭。该设备多用于电泵井, 可实现不压井作业。

(3) 井控环保措施探讨

井控措施包括对地层压力和油套环形空间压力进行控制, 如果井喷发生在起油管时, 可通过油管旋塞的安装进行控制后进行二次压井来将油管起出。如果是发生在下油管时, 可综合利用控制工具和井口控制器来进行控制。环保工作主要是对污油进行清理、回收, 在夏季效果较为明显, 但是冬季只能通过围土堰和拖运的方法处理污油污水, 而无法彻底清除地表。

2. 作业中的问题分析

在进行常规作业中, 大庆油田已采取了多级井控环保技术, 但是只能在井控方面实现而无法达到环保目标, 主要有以下几个方面:在进行油管的卸扣时, 残留在管内的污油污水会对地面造成3平左右的污染;进行倒油管头和自封时, 会无法完成控制井内情况而喷出液体形成污染;在对管、杆进行地面刺洗过程中会产生污油污水而污染地面;在对水井进行施工时, 井控工具无法发挥作用而导致无法控制污水的上返, 形成污染。

3. 国内外井控环保的现状分析

在国内的现状上, 基本类似大庆油田的措施, 只存在相关技术指标以及防喷压力等级的区别, 都存在类似的井控环保问题。而在部分压力较低的油田, 通过泄油器的使用可实现污油污水控制在管内, 达到相关环保要求。在塔木察格油田有着较高的环保要求, 但是作业的配套井架高度较高, 约29m, 可在此空间内进行多种井控环保设备的配合使用来达到环保要求。

在井控环保技术上, 国外也有着较为先进的技术, 但是由于无法与18m作业井架匹配而不能推广。只有在现有条件下进行新型配套技术的研发来解决相关环保问题。

二、井控环保新技术在塔木察格的应用效果分析

对井控环保控制中的问题分析后研发相关配套技术, 采用新的井下工具和井控环保设备后取得了满意的效果。使用的新型设备主要包括抽油泵自封装置、YHSFB双作用泵封装置、新型防喷脱接器、可变径液压油管自封、环保污油分离清洗回收装置和中频电热法清蜡装置。

抽油泵自封装置是在活塞重力超过捅杆插入力的情况时将其带入主体而实现关闭, 带出则打开。该装置多用于大泵抽油机井配有脱接器而进行不压井作业的情况。在塔木察格19区操作达75井次取得了满意的效果。YHSFB双作业泵封装置是在柱塞的上提和下放中实现通道的控制而完成不压井作业, 多用于泵径小于57mm的不带脱接器的井。在进行的30井次实验中能满足可靠性、灵活性和不压井作业要求新型防喷器兼备了脱接器的脱卡功能, 还能对油管内通道进行封闭而实现防喷, 使用了193套, 均能实现不压井作业。

可变径液压油管自封是其胶芯在手动液压泵的作用下产生形变而实现防喷, 该装置能实现自封且在不倒换胶芯的情况下适应各种井下工具, 避免了控制器的倒换, 提升了作业效率, 降低了污染程度。在应用中配合使用了氮气缓冲补偿平衡器, 能有效提升胶芯的使用寿命。压缩氮气可在胶芯内穿过油管接箍时实现压力补偿而保证了两者之间的密封。应用过程中, 对胶芯更换工艺进行优化使得其平均使用寿命超过15井次。QP-1F3型环保污油分离清洗回收装置可回收井口接油盘、套管内油和落地污油至作业罐后进行分离, 共应用了8套。

中频电热法清蜡装置主要是提升了油管和抽油杆的地面清蜡效果, 改善了污油污水的回收问题。主要是通过对油管通电, 在电磁感应作用下产生集肤效应发热而改善清蜡效果, 具有高效、环保、快速等特点。

摘要：在进行井下作业时会产生污油污水, 都会造成环境污染, 破坏植被等, 而在油井施工中的情况更加严重。过去采用的井下防喷盒地面井控都不能完全解决此类问题, 不能达到相关环保要求。本文主要是对油田井控中存在的问题进行分析, 对塔木察格油田的应用情况进行分析来探讨其应用效果。

井控技术及其在钻井中的应用研究 篇10

1.1 基本原理

钻井作业的主要工作原理是参照U形管原理, 即压力平衡原理, 在钻井施工作业中, 维持井底压力等于稍大于地层压力。在实际钻井钻业中, 运用井控技术最重要的就是在一切不良情况下, 迅速的控制好井, 降低危险性。一般主要包括以下八种作业工况:压井作业、钻杆或起下油管、冲砂作业、打捞作业、压裂酸化、射孔作业、注水泥塞和钻塞作业, 各种工况作业的情况相对比较复杂, 这对井控技术的要求也相对的较高, 在钻井作业中存在着例如节流管线长、破裂压力安全窗口偏窄等井控技术难点。

1.2 井控设备

井控技术所涉及到的井控设备有许多, 其中包括地层压力配套设施、封井器、节流管等。每一个设备都直接关系到钻井作业的安全性与效率性, 因此, 一定要安装并维护好井控设备。例如, 在安装井的地面井控装置时, 要严格根据地层压力进行配套设计, 并通过现场的调试与安装, 确保配套设施安装无误。在日常工作中, 要做好井控设备的维护工作, 确保井控工作的顺利进行。

2 钻进井控技术的应用

2.1 调整井钻井中的应用

与其他钻井相比, 调整井主要难在无法精确地对地层压力进行预测, 水涌现象时常发生, 极易引起井喷事故等。在调整井中井控技术主要有以下几种应用情形:

2.1.1 预防水涌

由于注水井引起的压力异常, 常常会发生水涌。针对此, 应用井控技术, 合理确定钻进液的密度和井身结构, 通过分析井网压力建立注水压力的分布图, 有针对性选择技术套管;根据出水层位的相关数据, 设计好钻井时相应的堵漏材料、钻井液、密度、重晶石粉等。

在钻井时, 要求注水井提前关井泄压或停注。当距离注水层500米时, 确保300米范围内按照规定停注、泄压。一般要求, 如果注水井在500米范围内对调整井有影响时, 在达到注水层500米之前就会停注和泄压;准备好充足的钻井液处理剂、加重材料以及压井液, 在条件许可的情况下, 建立重钻井液的供应站与储备站, 确保发生水涌现象时能够及时的进行压井。在停注后, 要认真检查注水井, 一旦发现转注井、新开注水井, 立即停注, 同时注意尽可能的使用批量集中施工法, 同时集中地进行施工与停注。以胜利油田某区域为例, 通过集中停注水和同时施工, 高效安全的对36口调整井进行了加密, 达到了非常好的施工效果。

2.1.2 发生水涌后

首先根据实际情况, 适当的增加停住范围, 在应用井控技术时要注意:第一, 如果出水层位具有较好的渗透性, 关井压力偏低而出水量较大时, 一般选择工程师压井法, 一次性提高钻井液的密度, 避免密度无法提高的情况发生;第二, 当钻井液密度提高时, 要加入适量的堵漏剂, 并根据出水程度和井下压力, 选择适当的压井速度和压井液密度;第三, 加入一定量的润滑剂, 在井下条件允许的情况下, 通过循环活动钻具来避免因加重导致摩阻过大、发生卡钻的现象。

2.1.3 浅层水涌的处理

当注水井发生浅层水涌时, 在条件许可的前提下, 可进行边钻边溢, 当钻到900米并穿过出水层位时, 即可进行压井作业。在压井作业中, 要按照水涌层的压差原则来确定钻井液密度, 由于地层渗透阻力存在, 诱发水涌压力应不小于压井钻井液的压力附加值。在计算水涌压力值时, 可以以临近注水井的关井压力值作为参考依据。以某油田为例, 调整井发生水涌时, 其钻井液密度约为1.40克/立方厘米, 当压井钻井液的密度低于这个数值时, 即可采用压井钻井液密度完成钻井工作。

在处理浅层水涌时需要注意, 一旦发生水涌后, 是不可以进行关井作业的, 这主要是因为在这一阶段中, 仍处于清水钻井, 会导致沉砂卡钻, 如果强制关井, 极易造成地层别漏, 发生事故。

2.1.4 深层水涌的处理

在处理深层水涌时, 一定要压稳在继续钻井。第一, 确保注水井停注, 避免对影响施工井;第二, 对溢流现象一定要及时发现, 尽可能的争取水涌事故的处理时间;第三, 充分准备钻井液和家中材料, 确保发生水涌后能得到快速地处理。

2.2 小井眼钻井中的应用

所谓小井眼, 就是只井眼尺寸相对比较小的井。与常规井眼相比较, 小井眼具有以下特点: (1) 环空容积偏小, 溢流敏感性强; (2) 在钻井作业中, 小井眼极易产生抽吸, 井喷或溢流的概率偏大; (3) 循环压力损失偏大, 其主要包括钻柱内、地面管汇、钻头水眼、环空压力的损失。因此, 小井眼的井控难度较大, 在小井眼钻井中, 一般使用动态压井的方法。第一, 对环空压力的损失大小进行实时监测, 在钻井时, 通过改变泵排量的大小记录对应泵排量的环空压力损失, 满足动态压井的使用需要;第二, 控制钻井溢流, 在钻井现场一旦检测到溢流, 就立刻加大循环排量, 从而增加对井底压力值, 以实现与地层压力的平衡, 避免地层流体再侵入井筒。但是需要注意, 在采用动态压井方法时要去不同泵排量数值下的环空压力损失和全地层压力的预测值, 由于环空压力损失受许多因素的干扰, 导致井控情况比较复杂, 所以还需要与实际情况相结合来考虑小井眼压井的方法, 例如实际作业中地层静压力大小、破裂压力大小等。

在小井眼钻井中, 应用井控技术主要采取的措施包括:第一, 科学设计井身机构, 以保证较大的地层承压能力;第二, 慎重选择钻井液的性能, 以实现平衡压力钻井的要求;第三, 起钻时要按照规定做到连续灌浆, 下钻时要控制好速度, 并注意及时调整钻井液的性能;第四, 通过有效地方法及时检测到溢流, 并在发生溢流现象时能够在最短的时间内维持压力平衡;第五, 充分准备加重材料与钻井液的储备量;第六, 根据不同的钻具和井深, 确定合理的循环排量。

2.3 实际应用中的注意事项

2.3.1 加强井控技术的培训

随着钻井作业技术能力的逐渐提高, 对钻井作业人员技术水平的要求也逐步提高。因此, 要注重对钻井作业人员井控技术的培训与加强, 要求所有作业人员加强井控观念, 了解钻井中各种事故发生的诱因和主要表现特征, 加强对作业人员应对危险状况的处理能力的培养与提高, 以便能够在实际作业中迅速准确的处理危险, 避免重大事故的发升。同时要求作业人员掌握关井作业的相关知识, 能够准确的记录套管、油管的压力值, 以便于查找与调用。

2.3.2 加强实践探索与研究

仅仅依靠理论知识的学习, 对钻井作业而言是远远不够的, 还需要将作业人员放到实际钻井作业中, 让他们在实践中积极地发现问题并解决问题, 通过自己的探索与研究, 熟练掌握井控技术的关键之处, 同时提高作业人员的实践能力。

2.3.3 加强对井控的重视

井控工作直接关系到钻井作业的效率, 关系到钻井作业人员的安全性, 因此要加强对井控的重视, 完善井控制度体系, 尽可能的降低事故的发生率。

3 总结

井控技术在实际钻井中的应用十分重要, 它直接关系到钻井作业的安全性, 关系到生产的顺利性。因此, 钻井作业人员要充分了解井控技术的特点与难点, 掌握不同情况下的应用情形, 提高钻井作业安全性和效率。

参考文献

[1]陈达海, 付建华, 骆进, 等, 川渝井下作业现场井控技术要点及溢流关井程序探讨[J].钻采工艺, 2011, 31 (6) [1]陈达海, 付建华, 骆进, 等, 川渝井下作业现场井控技术要点及溢流关井程序探讨[J].钻采工艺, 2011, 31 (6)