钻井井控技术讲稿(一)详解.ppt

长庆培训中心 井控技术概述 长庆局井控工作的特点 地貌特点 陕甘宁盆地，地域辽阔，地貌复杂，北面是沙漠或沼泽，南面是黄土高原，水源缺乏，一旦发生井喷，所需大量水难以满足。 地下特点 气层埋深一般在3200～3800m左右，个别井在4000m以上；目的层有压力较高的上古生界砂岩孔隙层、灰岩裂缝层和压力较低的下古生界灰岩裂缝、孔洞发育层，两层在同一裸眼打开，钻井液密度控制范围要求严格。 井控技术概述 井身结构简化 同一直径钻头要钻经多层不同压力地层，裸眼段长，一旦发生井喷失控，易导致既喷又漏、井壁跨塌、卡钻等多种复杂事故的发生，且表层较浅，关井允许套压低，给井底常压法压井带来困难。 井控技术概述 井队分散，远离指挥基地 一旦发生井喷，物资供应及井控干部很难及时到达现场。要求井队独立作战能力强。 产层的产能和压力特点：属低压、低渗、中低产、低孔隙度气田，易造成钻井人员大意。 同一层位处于相近的压力系统 地层压力当量密度受到上覆岩层厚度的影响，气田南北地层压力系数差异较大。北部易出浅层水，南部易发生漏失，给钻井液密度控制和压井作业都带来一定困难。 井控技术概述 井喷的危害 在钻井作业中，一旦发生井喷，就会使井下情况更加复杂化，不仅无法正常钻井，而且油气井也有可能造成火灾等重大事故。被迫进行的压井作业，对油气层将造成不同程度的损害。井喷失控后，将使油气资源受到严重破坏，油气井报废，自然环境受到污染。所以，井喷失控是钻井工程中性质严重、损失巨大的灾难性事故。 井控技术概述 井喷失控的危害性可概括为以下八个方面： 打乱全局的正常工作程序，影响全局生产； 使钻井事故复杂化； 极易引起火灾； 影响周围群众的生命安全； 污染周围环境，影响农田=水利和鱼牧业等； 伤害油气层，破坏地下油气资源； 涉及面广，造成不良的社会影响； 严重时造成机毁人亡和油气井报案，经济损失巨大。 井控技术概述 井控的概念 井控 井控是油气井压力控制的简称。 油气侵 油气侵是指在井底压力大于地层压力的情况下，岩屑中的油、气或地层气经扩散作用侵入钻井液的现象。 溢流 地层压力大于井底压力时，地层中的流体在压差的作用下向井内流动，使井内的液体增加，停泵后井口钻井液自动外溢的现象，这种现象称为溢流或井涌。 井控技术概述 井喷 溢流喷出地面的现象称为井喷。井喷分为地面井喷和地下井喷两种。 地下井喷 地层流体侵入井内后从井下流入到其它地层的现象。地下井喷是无法控制的，地下井喷后的流体可沿地层缝隙向上推进，经井场周围的松软地表向外喷出，遇到火源后使井场会变成一片火海。 井控技术概述 井喷失控 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。 井喷失火 井喷后失去控制的地层流体在地面遇到火源着火的现象称为井喷失火。 井控技术概述 井控的三个阶段 一级井控是指以合理的钻井液密度，满足近平衡压力钻井的要求，防止发生溢流，实现安全钻井的井控工艺。 二级井控是指及早发现溢流，迅速实现对井口的控制，用压井工艺重建井内压力平衡的井控工艺。 三级井控是指井喷失控后，重新恢复对井的控制。 井控技术概述 井控工作中“三早”的内容：早发现、早关井和早处理。 早发现：溢流被发现得越早越便于关井控制，越安全。国内现场一般将溢流量控制在1-2m3之前发现。这是安全、顺利关井的前提。 早关并：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。 早处理：在准确录取溢流数据和填写压井施工单后，就应节流循环排出溢流和进行压井作业。 井控技术概述 井控在钻井中的重要性 过去曾存在的两种错误认识和做法 一是用超重钻井液把油气层压死来防止井喷。由于过去井控设备简陋，不能有效地关井。特别是高压油气井、为了防止井喷，使用超重钻井液钻井。只要不井喷，就片面地认为井控工作做好了，至于是否污染油气层、枪毙油气层，则考虑甚少。 二是用井喷的方法发现油气层。使用低于油气层压力的低密度钻井液钻井，试图用井喷发现油气藏。虽然其主观愿望很好，但其结果却相反。井喷后，不仅不能进行正常的钻井作业，而且井喷后的压井作业，不可避免的对油气层造成严重损害。 井控技术概述 井控技术是实现近平衡压力钻井的必要条件 大量事实使人们认识到，只有实施近平衡压力钻井和采用先进的井控技术，才是发现和保护油气层的唯一正确途径，才是提高钻井速度、提高钻井效益、实现安全钻井的重要途径。 井筒压力有关计算 地层压力及地层破裂压力 地层压力 压力概念 压力定义 压力也称压强，其定义是单位面积上所受的力。 压力表达式 P=F/A 式中： P——压力，N/m2； A——面积，m2；F—作用在面积上的力，N。 井筒压力有关计算 压力的单位 1Pa=1N/m2 1kPa=1000 Pa 1MPa=1000