常规压井司钻法课件

张汉珊张汉珊川庆钻探司钻法压井 一、二次井控概念 二、二次井控技术内容 1、溢流的发现 2、关井 3、天然气溢流的特点4、压井 三、司钻法压井1、司钻法压井概念 2、司钻法压井基本程序 主要内容 一、二次井控概念 主要内二次井控技术内容要点 1、二次井控概念2、二次井控技术内容2.1、溢流的发现地层流体进入井内会给钻井参数（悬重、泵压）、泥浆性能（液密度和粘度、氯根含量）、钻时、出口泥浆（流量、流势、气泡、气味、油花、循环池液面）、气测值等方面带来一些变化，这些变化称为溢流的显示。通过落实“坐岗”制度，认真观察和监测这些显示，就能及时发现溢流。二次井控技术内容要点 1、二次井控概念二次井控技术内容要点 2.2、关井发现溢流的显示后，必须在35分钟时间内控制井口（关井）。关井方法、关井程序、井控设备操作。2.3、天然气溢流的特点天然气侵入井内后对钻井液液柱压力的影响。井下聚集有气柱时对井底压力的影响。关井后天然气对井内压力的影响。关井后天然气上升的处理方法2.4、压井工艺常规压井、非常规压井二次井控技术内容要点 2.2、关井发现溢流的显示后，必须常规压井法 1、常规压井概念 常规压井方法是指当溢流发生后，能正常实施关井程序并在井底建立循环，在向井内泵如压井液的过程中，始终保持井底压力略大于地层压力，完成压井作业的方法。常规压井方法必须遵守的基本原则：压井全过程中始终保持井底压力略大于地层压力。因此，压井操作过程中要按压井计算需要控制的立管总压力实时调节节流阀的开启程度来控制井口回压。常规压井法 1、常规压井概念常规压井法 采用一般的循环方法（敞开井口）是无法制止溢流的，因为这时环空内液柱压力大大小于地层压力，打入的重泥浆会随同油气立即溢出或喷出，无法建立起压力平衡。常规压井法 采用一般的循环方法（敞开井口）是无法常规压井法 最常用的常规压井方法有司钻法、等待加重法（工程师法）、循环加重法，压井原理基本相同，唯一区别就是第一循环周用的钻井液密度不同。常规压井法 最常用的常规压井方法有司钻法、等待加常规压井法 压井方法比较与选择压井方法比较与选择 司钻法的优点是不必等候压井计算和加重，关井时间最短，可防司钻法的优点是不必等候压井计算和加重，关井时间最短，可防止气体滑脱上升。缺点是压井作业时间最长，套压峰值最大。建议在重止气体滑脱上升。缺点是压井作业时间最长，套压峰值最大。建议在重晶石储量不够时使用此法。晶石储量不够时使用此法。工程师法的优点是压井作业时间最短，套压峰值最低。缺点是关工程师法的优点是压井作业时间最短，套压峰值最低。缺点是关井时间最长。在具备能迅速加重钻井液的条件下，推荐采用此法。井时间最长。在具备能迅速加重钻井液的条件下，推荐采用此法。边循环边加重法的优点是关井时间较工程师法短，允许大幅度连边循环边加重法的优点是关井时间较工程师法短，允许大幅度连续逐步增加钻井液密度。缺点是计算比较复杂，压井循环时间较工程师续逐步增加钻井液密度。缺点是计算比较复杂，压井循环时间较工程师法长，套压峰值高于工程师法。只有当储备的高密度钻井液与所需钻井法长，套压峰值高于工程师法。只有当储备的高密度钻井液与所需钻井液密度相差较大时，且井下情况需及时压井时，才采用此法。液密度相差较大时，且井下情况需及时压井时，才采用此法。关井等候压井的时间：司钻法、边循环边加重法关井等候压井的时间：司钻法、边循环边加重法 工程师法工程师法 压井作业时间：压井作业时间：司钻法司钻法 边循环边加重法边循环边加重法 工程师法工程师法 套压峰值：套压峰值：司钻法司钻法 边循环边加重法边循环边加重法 工程师法工程师法 作业难度：作业难度：边循环边加重法边循环边加重法 司钻法、工程师法司钻法、工程师法常规压井法 压井方法比较与选择 司钻法压井基本程序1、溢流前资料收集 钻井液密度套管尺寸：内径、外径，抗内压强度。最小地层破裂压力所在深度处环空容积钻杆尺寸、内容积钻铤尺寸井眼尺寸深度司钻法压井基本程序钻井液密度套管尺寸：内径、外径，抗内压强度司钻法压井基本程序1、溢流前资料收集 低泵冲数据2、溢流后资料收集 司钻法压井基本程序1、溢流前资料收集 2、溢流后资料收集 司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.1、关井立管压力的确定 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。“U”“U”形管原理形管原理 溢流关井后，钻柱、环空、溢流关井后，钻柱、环空、地层压力系统有如下关系：地层压力系统有如下关系：司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 关井立管司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.1、关井立管压力的确定钻柱中未装回压凡尔时测定钻柱中未装回压凡尔时测定 关井立关压力关井立关压力关井立管压力直接从立关井立管压力直接从立管压力表上读取。管压力表上读取。PdPaPp1015 min司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 PdPaPp10司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.1、关井立管压力的确定钻柱中装回压凡尔时测定管井立管压力钻柱中装回压凡尔时测定管井立管压力 循环法循环法 这种方法用于已知压井泵速和该泵速下循环压耗用于已知压井泵速和该泵速下循环压耗（PcPc）的情况。）的情况。具体做法：具体做法：1 1）关井后待套压相对稳定后，记录套压）关井后待套压相对稳定后，记录套压 ；2 2）缓慢启动泵，以压井泵速泵入钻井液，同时调）缓慢启动泵，以压井泵速泵入钻井液，同时调节节流阀保持套压不变，记录此时的立管压力节节流阀保持套压不变，记录此时的立管压力 ；3 3）求取关井立管压力：）求取关井立管压力：Tdc dTcPT=Pd+PcPaPp司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 PT=Pd+Pc司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.1、关井立管压力的确定钻柱中装回压凡尔时测定管井立管压力钻柱中装回压凡尔时测定管井立管压力 不循环法不循环法 这种方法用于用于未知压井泵速和该泵速下的循用于用于未知压井泵速和该泵速下的循环压耗环压耗 （PcPc）的情况。的情况。具体做法：具体做法：1 1）关井后待套压相对稳定，记录套压值）关井后待套压相对稳定，记录套压值a ；2 2）在完全关井的情况下，）在完全关井的情况下，缓慢缓慢启动泵，直到套压升启动泵，直到套压升高少许高少许a（0.51MPa ）停泵，）停泵，记录此时的立记录此时的立管压力管压力d1 和套压和套压a1 。3 3）求取关井立压：）求取关井立压：dd1 a aa1a PaPp司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 PaPp司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.2、溢流种类的判别PdPa溢流溢流钻钻井井液液H根据根据“U”“U”形管原理形管原理 ：-泥浆罐钻井液增量司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 PdPa溢流钻井司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.2、溢流种类的判别PdPa溢流溢流钻钻井井液液H 当w=0.120.36 g/cm3之间，则为天然气溢流。w=0.361.07 g/cm3之间，则为油溢流或混合流体溢流。w=1.071.20 g/cm3之间，则为盐水溢流。用以上方法计算的结果是否准确，主要取决于溢流量计量和井径是否精确。当钻头提离井底较长距离时，就无从判断。判断侵入井内的地层流体到底是液体还是气体，从而可以预测在压井过程中可能出现的套压。司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 PdPa溢流钻井司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.3、计算压井液密度 计算压井液密度的公式有二 1、根据地层压力计算 P0.0098md mk102p/He 2、根据关井立管压力计算 mkm102d/He 式中：mk压井液密度，克/立方厘米；m原钻井液密度，克/立方厘米；e钻井液密度附加安全值，克/立方厘米，d关井立管压力，兆帕。一般取：油井e0.050.10 克/立方厘米，气井e0.070.15克/立方厘米；司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 计算压井液密度的司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.4、确定压井排量压井排量 压井时应采用低排量，通常取钻进是正常排量的压井时应采用低排量，通常取钻进是正常排量的三分之一到二分之一三分之一到二分之一:Q Qk k =（1/3 1/3 1/2 1/2）Q Q Q Qk k -压井排量，压井排量，L/sL/s（要与低泵速试验（要与低泵速试验 排量对应）；排量对应）；Q -Q -钻进时的正常排量，钻进时的正常排量，L/sL/s。主要原因有二：主要原因有二：（1 1）降低循环压力，以降低泵、循环管线、节）降低循环压力，以降低泵、循环管线、节 流管汇等设备的负荷；流管汇等设备的负荷；（2 2）便于压井过程中节流阀和立压的控制。）便于压井过程中节流阀和立压的控制。采用低泵速的主要目的是便于压井过程中节流阀采用低泵速的主要目的是便于压井过程中节流阀和立压的控制。和立压的控制。司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.5、计算钻柱内外容积及压井泥浆量 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。所需压井液量一般取总容积的1.52倍。现场一般根据钻具每米内容积和每米环空容积乘以相应的段长。司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.6、计算所需加重材料配置一定量加重钻井液（所需压井钻井液体积）所需加重材料计算 G配置定量新浆所需加重材料的重量；V1新浆体积（加重后钻井液体积）；重晶石密度；需要达到的密度；原浆密度；在这种情况下，需要的原浆体积为加重后钻井液体积（V1）减去所加入的加重剂体积司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 重晶石密度；司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.6、计算所需加重材料定量（已知原浆体积）钻井液加重所需加重材料计算 G定量钻井液加重所需加重材料的重量；V1原浆体积（加重前的钻井液体积）；重晶石密度；需要达到的密度；原浆密度；在这种情况下，加重后的钻井液总体积为加重前钻井液体积（V1）加上所加入的加重剂体积司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 重晶石密度；司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.7、计算注入压井液的时间 注满钻柱内容积所需的时间，即压井液由地面到达钻头所需的时间1：11/60 Qk 式中：Q Qk k压井时的排量，升/秒，一般为正常钻进 排量的1/21/3。注满环空所需的时间，即压井液由钻头到达地面所需的时间2：22/60 Qk 式中：Qk压井时的排量，升/秒，一般为正常钻进 排量的1/21/3。司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.8、计算压井循环时的立管总压力(PT)压井循环时，要通过立管压力来控制井底压力，要把立管压力作为井底压力计来使用，因此，在压井之前必须计算出循环时的立管总压力。通过节流阀循环时的示意图通过节流阀循环时的示意图 P Pc c:循环时，克服钻柱内、钻头循环时，克服钻柱内、钻头水眼环形空间内流动阻力所产生的水眼环形空间内流动阻力所产生的循环压力循环压力 P Pldld:克服钻柱内和钻头水眼的克服钻柱内和钻头水眼的压力压力 P Plala:环空流动阻力压力环空流动阻力压力PdPaPTPpPciPldPla司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 压井循环司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.8、计算压井循环时的立管总压力(PT)底泵速泵压：要求得Ti值，必须先求得底泵速泵压ci值。确定ci值的方式:、当钻至高压油气层时，要求 井队在每天的白班用选定的压井排量或不同的小排量进行循环试验，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。（最好）、另一种方法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，控制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就可认为是ci值。、还可用近似计算公式计算：ci（Qk/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。司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.8、计算压井循环时的立管总压力(PT)初始循环立管总压力(PTi)初始循环立管总压力是用原钻井液和已确定的压井排量循环时的立管总压力。在压井循环时，为满足井底压力与地层压力平衡以及钻井液流动，立管总压力必须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井底附加安全压力，取1.53.5兆帕。其中ci用于克服循环系统钻井液的流动阻力而消耗了，demdP用于平衡地层压力。司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.8、计算压井循环时的立管总压力(PT)终了循环立管总压力(PTf)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管总压力。Tf dcfe 式中：Tf终了循环立管总力；cf用压井液循环时钻柱 内外及钻头喷 嘴 处的流动阻力。司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.8、计算压井循环时的立管总压力(PT)终了循环立管总压力(PTf)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，我们可以用轻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/ci mk/m cf mkci/m 在用压井液循环时，随着压井液在钻柱中下行，钻柱内的液柱压力逐渐增加，关井立管压力逐渐减小，当压井液达到井底时，钻柱内的压井液液柱压力已能平衡地层压力，关井立管压力则降为零，且压井液已考虑了附加安全当量钻井液密度，压井液液柱压力已有一个e附加值。故：TfTf cfcf mkmkcici/m m 司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 司钻法压井基本程序 3、压井所需基本数据计算 3.9、确定井口最大允许套压a 关井后的最高套压值原则上不能超过下面三个极限中的最小值：井口装置的额定工作压力、套管最小抗内压强度的80%和地层破裂压力所允许的关井套压值。司钻法压井基本程序 3、压井所需基本数据计算司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 3.9、确定井口最大允许套压a 根据套管最小抗内压强度计算允许关井套压的公式为：at 80%0.0098（m1）根据裸眼中易漏地层的破裂压力计算允许关井套压的公式为：af 0.0098m 式中：a允许的关井套压，兆帕；t套管最小抗内压强度，兆帕；f易漏地层破裂压力，兆帕；m井内钻井液密度，克/立方厘米；套管最小强度处或易漏地层处的垂直井深，米。除不能满足上述关井条件或发生其它意外情况需要降压外，一般情况下严禁放喷。为了关井后的井口安全，应尽快实施压井作业。司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据计算 司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据 3.10、计算气柱到达井口时最大套压 B=Pb0.00981 H C0.00981 Pbhw 3.11、套管鞋处地层所受最大压力 B=Pb0.00981 （H h）C0.00981 Pbhw司钻法压井基本程序3、压井所需基本数据 B=Pb0.009司钻法压井基本程序4、填写压井施工单绘制立管压力控制曲线 压井作业单t2t2t12t2t1司钻法压井基本程序4、填写压井施工单 压井作业单t2t2司钻法压井基本程序4、施工前技术交底4.1、主要岗位分工（仅供参考）1、司钻主要负责：a.活动钻具，防止卡钻（必要时）；b.负责防喷器和液动阀的开、关；c.负责泵的开、关倒换；2、副司钻负责钻井泵的维护管理，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。3、井架工根据指令调整节流阀，观察套管压力。4、外钳工负责钻井液回收、除气，配合加重钻井液。5、内钳工观察立管压力表、联络。6、地质技术员、坐岗工记录随时间变化的压井资料。包括立管压力、套管压力、注入量、回收量、密度、喷势等。7、泥浆工负责压井液的供应并调整性能。8、钻井技术员（工程师）负责掌握压井过程的井下动态，根据立管压力指挥调整节流阀，定量控制井底压力略大于地层压力，保证压井施工的顺利进行。9、队长全面指挥，根据施工需要组织人力、调整岗位，保证压井施工安全。司钻法压井基本程序4、施工前技术交底 1、司钻主要负责：司钻法压井基本程序4、施工前技术交底4.2、压井技术要求及注意事项 1、加重钻井液数量、密度均匀。2、柴油机转速、泵冲、保持排量不变等。3、启动泵与开节流阀配合问题、操作要求等。4、套压、立压记录，进出口密度测量，观察出口返出情况（气体、钻井液、混合物）等。5、联络要求。6、是否活动钻具 7、最大套压控制问题 8、异常情况处理 司钻法压井基本程序4、施工前技术交底 1、加重钻井液数量司钻法压井基本程序5、压井施工操作 第一步（第一循环周）基本作法是：通过节流阀用原钻井液循环。调节节流阀，控制立管压力等于初始循环立管压力PTi不变，将溢流及环空内受侵污的钻井液排至地面。第二步（第二循环周）基本作法是：通过节流阀用压井液循环，调节节流阀的开度，按“立管压力控制数据表”控制立管由初始循环立管 Ti降到终了循环立管总压Tf，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。司钻法压井基本程序5、压井施工操作 第一步（第一循环周PTiPTiPTfPdPdt0t2 溢流在溢流在环空上升环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口污浆排完重浆到钻头重浆到井口t2+t12t2+t1第一循环周第二循环周司钻法压井基本程序司钻法压井立压、套压变化曲线PaPTiPTiPTfPdPdt0t2 溢流在排出溢流重浆在钻PTiPTfPdPdt0t2溢流在环空上升溢流在环空上升溢流到井口重浆到钻头重浆到井口t2+t12t2+t1第一循环周第二循环周污浆排完司钻法压井基本程序5.1、司钻法压井第一循环周具体操作 缓慢开泵，并适当打开节流阀（先打开J2a平板阀），调节节流阀使套压保持关井套压不变，直到排量达到选定的压井排量。PaPTiPTfPdPdt0t2溢流在环空上升溢流到井口重浆到钻泵排量逐渐达到选定的压井时，保持排量不变，调节节流阀使立管压力等于计算的初始循环立管总压力PTi PTiPTfPdPdt0溢流在环空上升溢流在环空上升溢流到井口重浆到钻头重浆到井口t2+t12t2+t1第一循环周第二循环周污浆排完Pat2司钻法压井基本程序5.1、司钻法压井第一循环周具体操作泵排量逐渐达到选定的压井时，保持排量不变，调节节流阀使立管继续保持压井排量不变，调节节流阀，使立管压力保持PTi不变，直到溢流全部排完，停泵，关井，则套压应与立压应相等。PTiPTiPTfPdPdt0溢流在环空上升溢流在环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口重浆到钻头重浆到井口t2+t12t2+t1第一循环周第二循环周污浆排完司钻法压井基本程序5.1、司钻法压井第一循环周具体操作Pat2继续保持压井排量不变，调节节流阀，使立管压力保持PTi不变缓慢开泵，迅速打开节流阀，调节节流阀使套压等于第一循环周结束时的套压（关井立压）并保持压不变，直到排量达到选定的压井排量。PTiPTiPTfPdPdt0溢流在环空上升溢流在环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口污浆排完重浆到钻头重浆到井口第一循环周第二循环周司钻法压井基本程序5.2、司钻法压井第二循环周具体操作t2+t12t2+t1Pat2缓慢开泵，迅速打开节流阀，调节节流阀使套压等于第一循环周结泵排量逐渐达到选定压井排量时，保持不变。此时立压应接近PTi。PTiPTiPTfPdPdt0溢流在环空上升溢流在环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口污浆排完重浆到钻头重浆到井口第一循环周第二循环周t2+t12t2+t1Pat2司钻法压井基本程序5.2、司钻法压井第二循环周具体操作泵排量逐渐达到选定压井排量时，保持不变。此时立压应接近PT加重钻井液从井口到钻头这段时间内，即注入加重钻井液t1内，调节节流阀，使套压保持关井立压不变。或者按压井施工单控制立管压力。注入加重钻井液t1后，立管压力从PTi逐渐下降到PTfPTiPTiPTfPdPdt0溢流在环空上升溢流在环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口污浆排完重浆到钻头重浆到井口第一循环周第二循环周司钻法压井基本程序5.2、司钻法压井第二循环周具体操作Pa加重钻井液从井口到钻头这段时间内，即注入加重钻井液t1内，加重钻井液出钻头进入环空，调节节流阀，控制立管压力等于终了循环立管总压力PTf不变，直到加重钻井液返出井口，停泵关井，此时若立压、套压为零，则说明压井成功。PTiPTiPTfPdPdt0t2溢流在环空上升溢流在环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口污浆排完重浆到钻头重浆到井口t2+t12t2+t1第一循环周第二循环周司钻法压井基本程序5.2、司钻法压井第二循环周具体操作Pa加重钻井液出钻头进入环空，调节节流阀，控制立管压力等于终了司钻法压井例题 某直井钻至井深3000米发生溢流，关井后求得关井立管压力Pd5MPa，套管压力Pa6.5MPa，钻井液池增量V2.5m3。该井95/8的技术套管(内径224.4mm)下深为2400m，套管鞋处地层漏失时的地面表压为11.13MPa；钻头直径215.9mm；127mm钻杆(内径108.6mm)，177.8mm钻铤(内径71.44mm)长100m，钻井液密度m1.25g/cm3，泵排量为19.59升/冲，溢流前用小排量（泵冲为30.6）10L/S循环时泵压Pci3.8MPa,钻井液密度附加安全值0.10g/cm3，井底附加安全压力1.5MPa。试计算压井所需数据，填写压井施工单，并写出压井施工步骤。查表得：钻杆单位内容积 9.26 L/m、钻铤单位内容积 4.01 L/m、钻铤与裸眼单位环空容积 11.82 L/m、钻杆与裸眼单位环空容积 23.98 L/m、钻杆与套管单位环空容积 26.74 L/m 司钻法压井例题 某直井钻至井深3000米发生溢流，关井司钻法压井例题一、溢流种类的判别 已知：Pd5MPa，套管压力Pa6.5MPa，钻井液池增量V2.5m3，钻铤与裸眼单位环空容积 11.82 L/m、钻杆与裸眼单位环空容积 23.98 L/m。求w？解：1、计算溢流物在环空中占据的高度Hw 钻铤与井眼环空总容积11.821001182(L)溢流进入钻杆环空体积 25001182=1318(L)溢流在钻杆环空占据的高度 131823.9855(m)溢流在井眼总高度 Hw10055155(m)2、计算溢流物的密度 溢流物的密度 wm102(PaPd)Hw 1.25102(6.55)1550.26(gcm3)3、根据计算出的w值判别地层流体的种类 当w=0.120.36 g/cm3之间，则为天然气溢流。经计算本井溢流物密度为0.26(gcm3)，所以发生的是天然气溢流。司钻法压井例题一、溢流种类的判别司钻法压井例题二、计算压井液密度 已知：Pd5MPa，m1.25g/cm3，H 3000m，e 0.10g/cm3 求mk？解：mk102 Pd/Hm e 102530001.250.10 1.52(g/cm3)司钻法压井例题二、计算压井液密度 司钻法压井例题三、计算钻柱内外容积及压井泥浆量 查表得：钻杆单位内容积 9.26 L/m、钻铤单位内容积 4.01 L/m、钻铤与裸眼单位环空容积 11.82 L/m、钻杆与裸眼单位环空容积 23.98 L/m、钻杆与套管单位环空容积 26.74 L/m 1、钻具内容积 V19.26(3000100)+4.0110027.3(m3)2、环空容积 V2ll.82100+26.742400+23.98500 77.3(m3)3、总容积 V=V1十V227.3十77.3104.6(m3)按1.5倍的体积储备加重钻井液，1.5104.6157m3)，即应把157m3的钻井液加重到1.52g/cm3，准备压井。司钻法压井例题三、计算钻柱内外容积及压井泥浆量 司钻法压井例题四、计算所需加重材料 重晶石体积=60/4.25=14.12（方）重晶石袋数=6000050=1200袋 需要的原浆体积15714.12142.88（方）司钻法压井例题四、计算所需加重材料 重晶石体积=60/4.司钻法压井例题四、计算所需加重材料 重晶石体积=66/4.25=15.53（方）重晶石袋数=6600050=1320袋加重后的钻井液总体积15715.33172.33（方）司钻法压井例题四、计算所需加重材料 重晶石体积=66/司钻法压井例题五、计算注入压井液的时间 已知：已知：Q Qk k1 10L/S求：压井液由地面到达钻头所需的时间1？压井液由钻头到达地面所需的时间2？解：tlV1(60 Q Qk k)27.31000(6010)45.4(分钟)或冲数 V1/19.59=27.31000 19.59=1394（冲）t2V2(60Qk)77.31000(6010)129(分钟)冲数=V2/19.59=77.31000 19.59=3946（冲）3、总时间 ttl十t245.4十129174.4(分钟)总冲数=1394+3946=5340（冲）司钻法压井例题五、计算注入压井液的时间 已知：Qk10L/司钻法压井例题六、计算压井循环时的立管总压力(PT)已知：已知：Pd5MPa，Pci3.8MPa，e 1.5MPa,m1.25g/cm3求：初始循环立管总压力PTi？终了循环立管总压力PTf？解：PTiPdPci e 53.8+1.510.3（MPa）PTf mkmk/m m Pci 1.52/1.253.84.6（MPa）司钻法压井例题六、计算压井循环时的立管总压力(PT)已知：3000米米3000米米2400米米215.9毫米毫米127毫米毫米2900米米177.8毫米毫米100米米244.6毫米毫米N8027255L77348L40.56MPa11.13MPa35MPa5MPa6.5MPa2500L1.25g/cm30.10g/cm3155米米41.75MPa1.52g/cm310L/S3.8MPa4.6MPa1.5MPa53.81.510.3（MPa）4.6MPa27255/601045.439（分）（分）（7734864176）/601022（分）（分）77348/6010129（分）（分）3000米米3000米米2400米米12917530454.7MPa80%=43.76MPa司钻法压井例题1010420601003000米3000米2400米215.9毫米127毫米29 第一循环周 用1.25g/cm3的原钻井液循环，调节节流阀，控制立管压力等于初始循环立管压力10.3MPa不变，将溢流及环空内受侵污的钻井液排至地面 PTiPTfPdt0129分溢流在环空上升溢流在环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口重浆到钻头重浆到井口t2+t12t2+t1第一循环周第二循环周6.55510.310.3侵浆排完司钻法压井例题 第一循环周 用1.25g/cm3的原钻井液循环，1、缓慢开泵，并适当打开节流阀（先打开J2a平板阀），调节节流阀使套压保持6.51.58 MPa不变。PTiPTfPdPdt0129分溢流在环空上升溢流在环空上升溢流到井口重浆到钻头重浆到井口t2+t12t2+t1第一循环周第二循环周85侵浆排完司钻法压井例题Pa1、缓慢开泵，并适当打开节流阀（先打开J2a平板阀），调节节2、泵排量逐渐达到10L/s时，保持排量不变，调节节流阀使立管压力等于初始循环立管总压力10.3MPa。PTiPTfPdPdt0129分溢流在环空上升溢流在环空上升溢流到井口重浆到钻头重浆到井口t2+t12t2+t1第一循环周第二循环周8510.3侵浆排完司钻法压井例题2、泵排量逐渐达到10L/s时，保持排量不变，调节节流阀使立3、继续保持压井排量10L/s不变，调节节流阀，使立管压力保持10.3MPa不变。泵入钻井液129min，溢流全部排完，停泵，关井，则套压应与立压应相等，都等于关井时的立管压力5 MPa。PTiPTiPTfPdPdt0129分溢流在环空上升溢流在环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口重浆到钻头重浆到井口t2+t12t2+t1第一循环周第二循环周85510.310.3侵浆排完司钻法压井例题3、继续保持压井排量10L/s不变，调节节流阀，使立管压力保 第二循环周将157m3、1.52 g/cm3的加重钻井液，泵入井内，重建井内压力平衡。PTiPTiPTfPdPdt0129分溢流在环空上升溢流在环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口重浆到钻头重浆到井口175分304分第一循环周第二循环周86.5510.310.34.66.5侵浆排完司钻法压井例题 第二循环周将157m3、1.52 g/cm3的加重钻 1、缓慢开泵，迅速打开节流阀，调节节流阀使套 压保持51.56.5 MPa不变。PTiPTiPTfPdPdt0129分溢流在环空上升溢流在环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口侵浆排完重浆到钻头重浆到井口304分第一循环周第二循环周6.5510.310.3175分司钻法压井例题 1、缓慢开泵，迅速打开节流阀，调节节流阀使套 压保持 2、泵排量逐渐达到10L/s时，保持不变。此时立压应接近10.3MPa。PTiPTiPTfPdPdt0129分溢流在环空上升溢流在环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口侵浆排完重浆到钻头重浆到井口175分303分第一循环周第二循环周6.56.5510.310.3司钻法压井例题 2、泵排量逐渐达到10L/s时，保持不变。此时立压应接 3、加重钻井液从井口到钻头这段时间内，即注入加重钻井液45.4 min内，调节节流阀，使套压保持5 MPa不变。或者按压井施工单控制立管压力。注入加重钻井液45.4 min后，立管压力从10.3MPa逐渐下降到4.6 MPa.PTiPTiPTfPdPdt0129分溢流在环空上升溢流在环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口侵浆排完重浆到钻头重浆到井口175分303分第一循环周第二循环周6.56.5510.310.34.66.5司钻法压井例题 3、加重钻井液从井口到钻头这段时间内，即注入加重钻井 4、加重钻井液进入环空，调节节流阀，控制立管压力等于终了循环立管总压力4.6 MPa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。PTiPTiPTfPdPdt0溢流在环空上升溢流在环空上升排出溢流排出溢流 重浆在钻重浆在钻具内下行具内下行重泥在环空上升重泥在环空上升溢流到井口侵浆排完重浆到钻头重浆到井口第一循环周第二循环周6.56.5510.310.34.66.5司钻法压井例题129分175分303分 4、加重钻井液进入环空，调节节流阀，控制立管压力等于 1、开泵与节流阀的调节要协调 从关井状态改变为压井状态时，开泵和打开节流阀下游的平板阀及调切节流阀应协调。节流阀开得太大，井底压力降低，地层流体可能侵入井内；节流阀开得太小，井底压力过大，套压升高，可能压漏地层。因此，开泵和调节节流阀要细心，认真操作。泵排量逐渐达到压井排量的过程中，通过调节流阀，尽量保持关井套压不变。压井注意事项 1、开泵与节流阀的调节要协调压井注意事项 2、保持压井排量不变。在整个压井过程中，一定要用选用的压井排量或泵速循环，并尽量保持不变，便于用立管压力来准确控制井底压力，否则循环系统中不断变化的摩擦损失，使得很难用立管压力来监控井底压力。3、要注意立管压力的滞后现象 压井过程中，通过调节节流阀控制立、套压，从而达到控制井底压力的目的，压力从节流阀处传递到立压表上，要滞后一段时间，其长短主要取决井深、溢流的种类及溢流的严重程度。压井注意事项 2、保持压井排量不变。压井注意事项 4、不能使井眼受压过大。要保证不压漏地层、不损坏防喷器和套管，避免出现井下复杂情况和井喷。5、控制好压井钻井液密度。严格按计算的加重钻井液密度加重，密度要均匀。压井注意事项 4、不能使井眼受压过大。要保证不压漏地层、不损 1、钻具断落 压井作业中钻具断落则悬重减小，立管循环总压力明显下降。二次循环法第一循环周和压井钻井液在环空上返时更为明显。可观察立压、套压，若两者相等，说明溢流在断口下方，若关井套压大于关井立压，说明溢流已经上升到断口上方。若排除的气体溢流，钻具折断发生在溢流以上，则套压稳定，不像正常排除气体溢流那样缓慢升高。处理措施：若溢流在折断处以上，可继续压井。但要重新计算压井液密度、循环立管总压力。若溢流在折断处以下，则注入超重钻井液使井底压力平衡地层压力，然后下钻连接落鱼，恢复循环继续施工。当气体溢流在折断处以下时，也可用体积法排除溢流。压井过程中异常情况的判断与处理 1、钻具断落压井过程中异常情况的判断与处理 2、钻具刺漏 压井作业中钻具刺漏位置则立管循环总压力不断下降，若溢流在刺漏点以下，则套压基本不变。3、钻头水眼堵。水眼堵时，立管压力迅速升高，而套压不变，记下套管压力，停泵关井，确定新的立管压力值后，再继续压井。水眼完全堵死，不能循环，先关井，再进行钻杆内射孔，然后压井。压井过程中异常情况的判断与处理 2、钻具刺漏压井过程中异常情况的判断与处理 5、节流管汇堵塞或节流阀刺坏。节流阀堵塞时，套管压力马上增加，立管压力在几秒后与套管压力同时上升。通常的解决办法是：开大节流阀口，疏通节流阀。若仍不能解堵就启用备用支路，并清洗被堵支路。节流阀刺坏的显示与节流阀堵塞的显示正好相反。如果严重刺坏，就要使用第二个节流阀，然后把冲饰的元件换掉。压井过程中异常情况的判断与处理 5、节流管汇堵塞或节流阀刺坏。节流阀堵塞时，套管 6、井漏。压井过程中若发生井漏，应先进行堵漏作业，然后再进行压井。7、井涌时出现酸性气体。井涌时出现酸性气体（硫化氢、二氧化碳）,很容易腐蚀和破坏钻具。应改变维持井控的措施，有效的解决办法是通过钻杆和压井管汇同时将钻井液泵入井内，将酸性气体压回地层。在把酸性气体压回地层的同时提高压井液的PH值，以中和酸性气体。压井过程中异常情况的判断与处理 6、井漏。压井过程中若发生井漏，应先进行堵漏作业 1、发现溢流后不及时关井，仍继续观察。这只能使侵入井内的流体越来越多，溢流更加严重。特别是天然气溢流，在向上运移中体积膨胀，会排除更多的钻井液，很容易诱发井喷。所以发现溢流时，无论严重与否都应立即关井，分析清楚以后再做处理。如果未安装井控设备，应立即组织高密度压井液压井。井控作业中容易出现的错误做法 1、发现溢流后不及时关井，仍继续观察。井控作业中 2、在关井的情况下活动钻具。如果有性能可靠的备用防喷器，为防止卡钻，活动钻具是可以的。这个防喷器发生故障，还可以用另一个防喷器关井。如果不具备这个条件就不要活动钻具。因为此时保护后后井口装备是首要任务，是否卡钻已经是次要问题。如果井口装置发生问题，其后果不仅仅是卡钻，还会因井喷失控而导致更为严重的后果。井控作业中容易出现的错误做法 2、在关井的情况下活动钻具。井控作业 3、起下钻中途发现溢流，仍继续起下钻 1）如果溢流是天然气，无论是起钻还是下钻，发现溢流都应立即关井。2）如果溢流是油水，发现溢流后不一定立即关井。因为由溢流发展到井涌、井喷，有一个渐变过程，完全可以利用这段时间争取多下入一些钻具。所以无论是起钻还是下钻，都应立即下钻，在井喷以前，下入钻具越多越好。3）如果没有安装井控装置，在起下钻中途发现溢流，不管是什么性质的溢流，都应立即强行下钻，能下入多少算多少。井控作业中容易出现的错误做法 3、起下钻中途发现溢流，仍继续起下钻井控作业中容 4、关井后长时间不进行压井作业 发现溢流关井后，压井工作应以最快的速度进行，不能长时间关井而不压井，因为这可能会出现以下危险情况：1）天然气向上运移是井口压力升高，有可能超出井口允许压力。放出一部分钻井液泄压，又使液柱压力降低，气体更容易侵入。2）在长时间高压关井的情况下，一旦某一部分出现刺漏或地层憋裂冒气，将被迫泄压，形成无控制的畅喷，给压井工作带来极大的困难。3）长时间关井不活动钻具，很容易产生粘吸卡钻。如果溢流物含有硫化氢，还可能导致钻具氢脆折断。井控作业中容易出现的错误做法 4、关井后长时间不进行压井作业井控作业中容易出现 5、压井钻井液密度过大或过小 压井钻井液密度应按计算密度在附近一个系数。因为高密度钻井液在环空上返时，不可能把被污染的钻井液顶替干净，而有一个混浆过渡带，密度肯定降低。若压井钻井液密度低于计算密度，会使地层流体继续侵入，不仅会延长压井时间，还可能导致压井失败。但也不能使压井钻井液密度过高，过高的压井液密度会形成过高的液柱压力，可能将裸眼井段的较薄弱地层压漏，使压井工复杂化。井控作业中容易出现的错误做法 5、压井钻井液密度过大或过小井控作业中容易出现的 6、敞开井口压井 如果能控制井口按正常程序压井，就必须控制井口，不能在畅喷的情况下压井。在畅喷的情况下压井，不仅要消耗大量的高密度钻井液，还可能导致压井失败，而且还可能刺坏钻具，喷跨地层，使事故更加复杂化。若虽有井控装置，但由于各种原因，只能控制较低的回压，那也应在控制一定回压的情况下压井。起码也应该导流放喷，保持一个较好 的工作环境。若没有安装井控装置，或虽然安装了井控装置但不能控制回压（如闸板刺漏、法兰刺漏、表层套管下得太浅等）此时只能在畅喷的情况下提高钻井液密度，加大钻井液排量压井。环空液柱压力的建立也是一个渐变过程，不可能在一两个循环周内将井压稳，而要用较长的压井时间和较多的高密度钻井液量。井控作业中容易出现的错误做法 6、敞开井口压井井控作业中容易出现的错误做法井喷失控原因分析人的因素物的因素管理的因素环境的因素工艺的人的因素人的因素人的因素人的因素 井喷失控原因分析风险识别和应急能力差井控安全意识淡泊井控应知应会和操作不熟悉物的因素物的因素物的因素物的因素 井喷失控原因分析防喷器闸板心子刺司钻、远程控制台及井口连接法兰钢圈或节流、压工艺的因素工艺的因素工艺的因素工艺的因素 井喷失控原因分析设计的井身结构不合理设计与实际的钻井液选择使用的井控装置制定管理的因素管理的因素管理的因素管理的因素 井喷失控原因分析井控管理制度不完善井控操作证制度坐岗制度不落实井控工作监督检环境的因素环境的因素环境的因素环境的因素 井喷失控原因分析地下有浅层气或油(水)裸眼段低压易漏失层承钻无任何实钻资料浅搞好井控工作的五个环节思想重视各级领导要高度重视井控工作措施正确及时发现溢流、迅速正确关井，正确压井严格管理落实制度、执行标准、规定等技术培训标准、规定，井控知识、技能等装备配套井控设备是井控作业中必不可少的一部分，是井控作业的物质基础，是搞好井控工作的必要条件（类似计算机硬件）。搞好井控工作的五个环节思想重视各级领导要高度重视井控工作常规压井司钻法课件