文档介绍：石油作业井控技术
胜利石油管理局钻井职工培训中心编
目录
第一部分井控工艺部分 3
第一章井控基础知识 3
第二章井眼与地层之间的压力及其平衡关系 7
第三章地层压力检测 15
第四章溢流及其检测 21
第五章关井程序和分流程序 28
第六章天然气侵对井内压力的影响 43
第七章常规压井 54
第八章井喷失控的处理 75
第九章浅层气的处理 91
第十章非常规压井技术 94
第十一章特殊钻井工艺井控技术 110
第二部分井控设备部分 131
第一章概述 131
第二章井口防喷器 138
第三章液压防喷器控制系统 162
第四章节流压井管汇 200
第五章井控设备安装与试压 208
第六章井控辅助设备 215
第一部分井控工艺部分
第一章井控基础知识
由于油气勘探开发领域的不断延伸扩大,从陆上到滩涂浅海、从浅层到深层,钻井难度越来越大,对井控技术和钻井人员的要求越来越高。人们已充分认识到:在科学钻井技术得到广泛应用和钻井总体技术水平日益提高的今天,仍寄希望于井喷来发现油气层的认识是极为不正确的。为了对付复杂地层,安全优质地实施快速钻井,必须把井控技术作为研究和发展的重要内容。只有对油气井的控制技术发展了,人们的井控意识、管理水平和技术素质提高了,才能有效地实施近平衡压力钻井,才能真正最大限度地发现油气层、保护和解放油气层。也就是说:井控技术是实施近平衡钻井和欠平衡钻井作业的关键和保障。
一、井控基本概念
1、井控(Well Control):实施油气井压力控制的简称。
2、溢流(Overflow):当井底压力小于地层压力时,井口返出的钻井液量大于泵的排量、停泵后井口钻井液自动外溢的现象称之为溢流或井涌。
3、井喷(Well Blowout):当井底压力远小于地层压力时,井内流体就会大量喷出,在地面形成较大喷势的现象称之为井喷。
4、井喷失控(Out of Control for Blowout):井喷发生后,无法用常规方法控制井口和压井而出现井口敞喷的现象称之为井喷失控。
5、井控的三个阶段:
(1)一级井控:指以合理的钻井液密度、合理的钻井技术措施,采用近平衡压力钻井技术安全钻穿油气层的井控技术,又称主井控。该技术简单、安全、环保、易于操作。
(2)二级井控:溢流或井喷后,按关井程序及时关井,利用节流循环排溢流和压井时的井口回压与井内液柱压力之和来平衡地层压力,最终用重浆压井,重建平衡的井控技术。
(3)三级井控:井喷失控后,重新恢复对井口控制的井控技术。
6、井控工作中“三早”的内容:早发现、早关井和早处理。
(1)早发现:溢流被发现的越早越好、越便于关井控制、越安全。国内现场一般将溢流量控制在1~2
m3之前发现。这是安全、顺利关井的前提。
(2)早关井:在发现溢流或预兆不明显怀疑有溢流时,应停止一切其它作业,立即按关井程序关井。
(3)早处理:在准确录取溢流数据和填写压井施工单后,就应进行节流循环排出溢流和压井作业。
二、井控技术中压力的表示方法
1、用表压单位(MPa)表示:如地层压力为35 MPa。
2、用当量密度单位(g/cm3)表示:该方法便于同钻井液密度比较, g/cm3 ; g/cm3 。
3、用压力梯度单位(MPa/m)表示: MPa/m。
4、用压力系数表示:该地层压力与同井深的淡水静液压力之比,无单位,在数值上等于其当量密度值,。
以上四种压力的表示法均为国内外油气井作业常见的压力表示法。它们表达的意义相同。在换算中知道其一,便可求出其它三个量。
三、井喷失控的危害
井喷失控泛指井喷后井口装置和井控管汇失去了对油气井的有效控制,无法实施压井作业,甚至着火。油井失控和气井失控各有其特点和复杂性,气井或含气油井处理更为困难。由于天然气具有密度小、可压缩、膨胀、易溶性,在钻井液中易滑脱上升,易爆炸燃烧,难以封闭等物理化学特性,因而稍有疏忽,气井和含气油井比油井更易井喷和失控着火。
在钻开油气层的过程中,尤其是在天然气井井喷过程中如果处理方法和措施不当,地层流体(油、气、水)就会失去控制,极易引起井喷失控着火、井场爆炸及井场下陷等灾难性事故的发生,将直接影响着钻井施工期间作业人员和钻井设备、油气资源的安全。如胜利油田的呈24-侧91井、吐哈油田在玉门施工的X-1井和大庆油田在新疆施工的迪那2井。不仅给国家和企业造成几百万元,几千万元,甚至上亿元的经济损失,而且给社会带来巨大的不良影响。其危害性可概括以下八个方面:
,影响全局生产;
、恶性化;
(如井场、苇地及森林);
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