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井控知识

井控,用英文来讲就是Well Control,也叫Kick Control。即井涌控制或压力控制。它主要是采取一定的方法控制住地层孔隙压力,保持井内压力平衡或过平衡,使地层流体不能溢出到井筒,保证钻井作业正常进行。 井控有三级:

一级井控:是依靠适当的钻井液密度来控制地层孔隙压力使得没有地层流体侵入井内,井涌量为零;

二级井控:指依靠井内正在使用的钻井液密度不能控制住地层孔隙压力,导致井内压力失衡,地层流体侵入井内,出现井涌,地面出现溢流,要依靠地面设备和适当的井控技术排除气侵钻井液,处理井涌,恢复井内压力平衡,使井眼重新达到一级井控状态。

三级井控:指二级井控失败,井涌量大,井眼失去控制,发生了井喷(地面或地下),使用适当的技术和设备重新恢复对井的控制,达到初级井控状态。也就是平常说的井喷抢险。 井控相关概念:

井侵:地层孔隙压力大于井底压力时,地层孔隙中的流体(油、气、水)将侵入井内,称为井侵;

溢流:当井侵发生后,井口返出的钻井液的量比泵入的钻井液的量多,停泵后井口钻井液自动外溢,这种现象称为溢流;

井涌:溢流进一步发展,钻井液涌出井口的现在称为井涌;

井喷:地层流体(油、气、水)无控制地涌入井筒,喷出地面的现象称为井喷。分为:地上井喷和地下井喷两种;

井喷失控:井喷发生后,无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象称为井喷失控。

如我们上面说的,井控主要指压力控制。为了更好的理解井控的原理,我们先了解一下一些不同的压力概念。

压力梯度:指每增加单位垂直深度压力的变化量。

G=p/H

G---压力梯度

psi/ft

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p---压力 H---垂直深度

或:G=0.052p psi ft

p---密度,ppg

流体当量密度:表示某点压力等于具有相当密度的液体在该点所形成的液柱压力,常称为:钻井液当量密度。我们通常所用的当量密度包括:钻井液循环当量密度和地层当量泥浆密度。在填写钻井报表时,大家一定要把当量泥浆密度和泥浆密度区分开。

地层压力:指地下岩石孔隙内流体的压力。正常情况下,地下某一深度的地层压力等于地层流体作用于该处的静液压力;地层压力有异常高压和异常低压。

破裂压力:指某一深度地层发生破裂和裂缝时所能承受的压力。破裂压力一般随着井深的增加而增大。在钻井过程中,井眼最薄弱的地方一般都是在套管鞋处,因为套管鞋处的裸露地层在整个裸眼的最上部。这个地方的地层当量泥浆比重限制了我们作业时很多压力,比如钻井用的泥浆比重、关井时的套压、压井泥浆的增加量等。

井底压力:所有作用在环形空间的压力的总和,称为井底压力。注意:环形空间包括井眼的底部。

井底压力在作业中是一个变化的量,有以下情况: 静止状态:井底压力=环空静液压力

循环时:井底压力=环空静液压力+环空压力损失 起钻时:井底压力=环空静液压力+抽吸压力(负值) 下钻时:井底压力=环空静液压力+激动压力 关井时:井底压力=环空静液压力+关井套压

压力损失:指钻井液循环及其与所碰到的物体发生摩擦所引起的。它包括钻井液内部在循环时发生的摩擦和在循环时与外部发生的摩擦。在钻井过程中,每班都要做一次低泵速试验,排量在正常钻井排量的1/3—1/2。(为什么?)其通过的路线要是井控时所使用的路线。而且,由于此压力损失和井深、泥浆性能有很大关系,因此,此时的井深和泥浆比重要准确的记录下来。

井涌的原因和预防

详细的井涌原因和预防我们在学习井控时老师都已经讲过,我们结合现场的

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实际操作,再进行一个总结:

1. 在每一次下钻到底循环时,由于泥浆长期静止可能导致气侵,循环时气体

被顶出环空,很容易发生井涌。所以,下钻第一次循环时一定要注意观察回流量。

2. 由于各种原因导致的灌浆不及时,包括计量罐已经打空而没有及时添加、

泵堵塞、跳闸、管线阀门倒错等原因。

3. 起钻抢时间,逞英雄,速度过快,过大的抽吸压力导致井眼压力失衡; 4. 下钻时过猛,压漏套管鞋发生井漏,却浑然不知,没有及时处理; 5. 打井时贸然钻进,钻遇不同压力系数的地层没有及时增加泥浆比重; 6. 循环开泵时,启动泵速过快,受泥浆静切力影响,泵压过高压漏地层; 7. 泥浆钻遇油气层气侵后没有及时除气,重复循环导致钻井液比重降低诱发

井涌;

8. 起密封总成时,没有进行井眼观察,套管环空因为多种原因圈闭的压力导

致井涌。 溢流预兆:

1. 钻进中有蹩钻、钻速突然加快或出现放空现象。 2. 钻进中泵压下降和泵冲数增加。 3. 钻井液密度下降。 4. 钻具悬重发生变化。 5. 烃类或氯根含量增高。 6. 钻井液返出流量突然增加。 7. 循环池钻井液量增多。 8. 停泵后井内钻井液外溢。

9. 起钻时井内灌钻井液困难,或者灌入量少,甚至灌不进钻井液。 10. 油气层钻进发生井漏。

请大家分析一下,以上几种情况,哪几种是溢流确实发生的充分必要条件,哪几种是溢流有可能发生的必要条件?

溢流发生后,迅速的采取措施进行关井是非常必要的。当判断不清时,宁肯采取关井措施也不要冒险作业。在关井时,我们一般采用软关井法。但是,

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在进行高压气井的作业中,有的作业者为了实现最快速度的关井,减少气体涌入量,也推荐使用硬关井。软、硬关井的区别在于关闭防喷器前是否打开了节流阀从而避免水击现象以防压漏地层、损坏套管、防喷设备。 井涌后,具体的关井动作如下:

一.钻进时 停钻 停泵

上提钻具到关闭防喷器的合适位置 打开钻井四通液压阀 关闭环形防喷器 关闭阻流阀

报告钻井监督和高级队长

记录关井时的立管压力、环空压力、泥浆池的增量二.起下钻

上提、下放钻具到关闭防喷器的合适位置座卡瓦 接上顶驱(必要时抢接钻杆防喷阀) 打开钻井四通液压阀 关闭环形防喷器 关闭阻流阀

报告钻井监督和高级队长

记录关井时的立管压力、环空压力、泥浆池增量 三.下套管

停止下套管,将套管接头坐于转盘内 打开吊卡,上提游车到中单根高度 接套管循环头及循环管线到立管 关闭环形防喷器 关阻流阀

报告钻井监督和高级队长

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