(井控技术)第七章溢流的显示及控制课件.ppt

第七章第七章 溢流的显示及控制溢流的显示及控制第一节第一节 溢流的显示溢流的显示一、钻进时的溢流显示一、钻进时的溢流显示1、机械钻速增加。、机械钻速增加。2、循环泵压下降，泵冲数增加、循环泵压下降，泵冲数增加3、钻具悬重增高、钻具悬重增高4、岩屑尺寸加大，岩屑数量增加。、岩屑尺寸加大，岩屑数量增加。5、钻井液的变化、钻井液的变化a、返出的钻井液中有油花、气、返出的钻井液中有油花、气泡或硫化氢味。泡或硫化氢味。b、钻井液密度下降。、钻井液密度下降。c、钻井液粘度变化钻井液粘度变化6、钻井液出口流量增加、钻井液出口流量增加7、钻井液池体积增加、钻井液池体积增加-它是它是最直观、可靠的信号。最直观、可靠的信号。8、dc指数减小。指数减小。9、转盘转动扭矩增大，起下、转盘转动扭矩增大，起下钻柱阻力增大。钻柱阻力增大。二、下钻时二、下钻时 的溢流显示的溢流显示1）返出的）返出的 钻井液体积大于钻井液体积大于 下入钻具的体积下入钻具的体积.2）下放停止，接立柱时井）下放停止，接立柱时井 眼仍外溢钻井液眼仍外溢钻井液.三、起钻时三、起钻时 的溢流显示的溢流显示 1)灌入井内的钻井液体积灌入井内的钻井液体积 小于起出钻柱的体积。小于起出钻柱的体积。2)停止起钻时，出口管外停止起钻时，出口管外 溢钻井液。溢钻井液。3)钻井液灌不进井内，钻井钻井液灌不进井内，钻井液液 池液面不减少反而升高。池液面不减少反而升高。四、空井时的溢流显示四、空井时的溢流显示1、出口管外溢钻井液、出口管外溢钻井液2、泥浆池液面升高、泥浆池液面升高3、井口外溢钻井液、井口外溢钻井液溢流显示顺口溜溢流显示顺口溜比降粘升气泡多比降粘升气泡多，蹩跳放空泵压落。，蹩跳放空泵压落。液面上升间隙涌，味浓起满下长流。液面上升间隙涌，味浓起满下长流。9第二节第二节 溢流的控制溢流的控制果断迅速关井具有下列优点：果断迅速关井具有下列优点：1、制止地层流体再侵入，及时地控制住、制止地层流体再侵入，及时地控制住井口。井口。2、保持井内有尽可能高的钻井液液柱，、保持井内有尽可能高的钻井液液柱，使关井后的套管压力值较小。使关井后的套管压力值较小。3、压井时的套压值较小，有利于实现安、压井时的套压值较小，有利于实现安全压井。全压井。一、关井方法一、关井方法1、硬关井、硬关井2、软关井、软关井1、硬关井、硬关井:直接关闭闸板或环形防直接关闭闸板或环形防 喷器的关井方式。喷器的关井方式。2、软关井、软关井：采用先打开液动节流管汇，再关环采用先打开液动节流管汇，再关环形、闸形、闸 板防喷器，再试关井的关井板防喷器，再试关井的关井方式。方式。3、硬关井、软关井的优缺点、硬关井、软关井的优缺点硬硬关关井井优点优点：发现井涌后，只让少量的地发现井涌后，只让少量的地 层流体进入井内。井涌量越小层流体进入井内。井涌量越小 压井作业越容易。压井作业越容易。缺点缺点：冒过大压力加于薄弱地层上冒过大压力加于薄弱地层上 的风险，增加地层压裂的危险的风险，增加地层压裂的危险 容易引起井下井喷。容易引起井下井喷。软软关关井井优点：关井过程中，防止水击效应优点：关井过程中，防止水击效应作用于井口装置，可试关井。作用于井口装置，可试关井。缺点：操作时间长，从发现气侵到缺点：操作时间长，从发现气侵到 关井，会有更多的地层流体关井，会有更多的地层流体 进入井内。进入井内。二、岗位位置二、岗位位置司钻司控台司钻司控台副司钻远控台副司钻远控台井架工节流压井管汇井架工节流压井管汇三、关井操作程序三、关井操作程序1、正常钻进发现溢流关井程序、正常钻进发现溢流关井程序（1）坐坐岗岗人人员员发发现现溢溢流流（3方方以以内内），立立即即报报告司钻。告司钻。（）司司钻钻接接到到溢溢流流报报警警后后，立立即即发发出出报报警警信信号（喇叭长呜不少于秒钟）号（喇叭长呜不少于秒钟）（）停停转转盘盘、上上提提方方钻钻杆杆使使第第一一个个接接头头出出转转盘面，停泵。盘面，停泵。（）打开液动阀。（）打开液动阀。（）从上而下关防喷器，先环形后闸板。（）从上而下关防喷器，先环形后闸板。（）关关节节流流阀阀试试关关井井，记记录录关关井井立立压压、套套压压及溢流量。及溢流量。（）向上汇报。（）向上汇报。、起下钻杆发现溢流关井程序、起下钻杆发现溢流关井程序（1）坐坐岗岗人人员员发发现现溢溢流流（3方方以以内内），立立即即报报告司钻。告司钻。（）司司钻钻接接到到溢溢流流报报警警后后，立立即即发发出出报报警警信信号（喇叭长呜不少于秒钟）号（喇叭长呜不少于秒钟）（）抢接内防喷工具。（）抢接内防喷工具。（）打开液动阀。（）打开液动阀。（）从上而下关防喷器，先环形后闸板。（）从上而下关防喷器，先环形后闸板。（）关关节节流流阀阀试试关关井井，记记录录关关井井立立压压、套套压压及溢流量。及溢流量。（）向上汇报。（）向上汇报。、起下钻铤发现溢流关井程序、起下钻铤发现溢流关井程序（1）坐坐岗岗人人员员发发现现溢溢流流（3方方以以内内），立立即即报告司钻。报告司钻。（）司司钻钻接接到到溢溢流流报报警警后后，立立即即发发出出报报警警信号（喇叭长呜不少于秒钟）信号（喇叭长呜不少于秒钟）（）抢接一柱带回压凡尔的钻杆。（）抢接一柱带回压凡尔的钻杆。（）打开液动阀。（）打开液动阀。（）从上而下关防喷器，先环形后闸板。（）从上而下关防喷器，先环形后闸板。（）关关节节流流阀阀试试关关井井，记记录录关关井井立立压压、套套压及溢流量。压及溢流量。（）向上汇报。（）向上汇报。、空井时发现溢流关井程序、空井时发现溢流关井程序（1）坐坐岗岗人人员员发发现现溢溢流流（3方方以以内内），立立即即报报告司钻。告司钻。（）司司钻钻接接到到溢溢流流报报警警后后，立立即即发发出出报报警警信信号（喇叭长呜不少于秒钟）号（喇叭长呜不少于秒钟）（）抢接带回压凡尔的钻杆。（）抢接带回压凡尔的钻杆。（）打开液动阀。（）打开液动阀。（）从上而下关防喷器，先环形后闸板。（）从上而下关防喷器，先环形后闸板。（）关关节节流流阀阀试试关关井井，记记录录关关井井立立压压、套套压压及溢流量。及溢流量。（）向上汇报。（）向上汇报。四、在测井和下套管过程中四、在测井和下套管过程中 发生溢流时，注意的问题发生溢流时，注意的问题A 测井时测井时发生溢流，在条件允许的情况下，争取把电缆起出，然后按照空井工况去完成关井操作程序。如果情况紧急，起出电缆的时间，则只好切断电缆，然后按照空井工况去完成关井操作程序。A下套管下套管：如果未装变径闸板，下套管前，应将防喷器芯子换成与套管尺寸相一致的闸板芯，并准备好与套管扣和钻杆相连接的转换接头。遇到溢流后，其关井程序按下钻杆关井程序进行。五、关井作业中应注意的问题五、关井作业中应注意的问题1、关井前、关井前A、应确保井控装备处于待命工况。、应确保井控装备处于待命工况。B、熟熟悉悉井井口口防防喷喷器器的的组组合合形形式式、压压力力等等级级、通通径径尺尺寸寸、控控制制对对象象、及及闸闸板尺寸等。板尺寸等。C、应熟悉所有阀门的开关情况。、应熟悉所有阀门的开关情况。D、在在保保证证安安全全条条件件下下，应应尽尽力力多多下下入钻具，以便顺利压井。入钻具，以便顺利压井。2、关井时、关井时A、关闭防喷器自上而下，先环形防、关闭防喷器自上而下，先环形防喷器，后闸板防喷器，使用闸板长期关井喷器，后闸板防喷器，使用闸板长期关井时，应使用锁紧装置。时，应使用锁紧装置。B、关井操作可在三个位置实施。即、关井操作可在三个位置实施。即司控台、远控台、手动操作。司控台、远控台、手动操作。C、关井操作统一由司钻指挥，以防、关井操作统一由司钻指挥，以防误操作，如：泵未停稳就关井、全封闸板误操作，如：泵未停稳就关井、全封闸板封钻杆等。封钻杆等。3、关井后、关井后A、关井套压必须小于井口防喷器的额定工、关井套压必须小于井口防喷器的额定工作压力、地层破裂压力条件下所允许的关井压力作压力、地层破裂压力条件下所允许的关井压力及套管抗内压强度的及套管抗内压强度的80%三者中的最小值。三者中的最小值。B、未经井控监督同意，不得上下活动钻具，、未经井控监督同意，不得上下活动钻具，严禁转动钻具。严禁转动钻具。C、当井口压力超过允许关井套压时，应打、当井口压力超过允许关井套压时，应打开节流阀放喷。开节流阀放喷。D、认真座岗，定时记录立压、套压、溢流、认真座岗，定时记录立压、套压、溢流量等。量等。E、做好防火、加重、警戒工作。、做好防火、加重、警戒工作。4、开井、开井A、应确保立压、套压为、应确保立压、套压为0。B、打开节流阀放压。、打开节流阀放压。C、手动解锁。、手动解锁。D、自下而上开防喷器。、自下而上开防喷器。E、关闭液动阀，恢复作业。、关闭液动阀，恢复作业。F、必有专人观察闸板侧门液动杆是否、必有专人观察闸板侧门液动杆是否开到位。开到位。H、若液动阀或闸板在常规压力下打不、若液动阀或闸板在常规压力下打不开，应用旁通阀高压开启。开，应用旁通阀高压开启。关井后的显示及处理关井后的显示及处理显示说明情况处理立压=0套压=0钻具内液柱压力能平衡地层压力，环空无污染开井，加强除气。立压=0套压0钻具内液柱压力能平衡地层压力，环空已污染节流循环平衡后开井，加重钻进，除气。立压 0套压 0钻具内液柱压力不能平衡地层压力，环空已污染压井第三节第三节 气侵对井内压力的影响气侵对井内压力的影响 气体是可压缩的流体，其体积取决于其上所加的压力。压力增加，压力增加，体积减少；压力降低，体积增加体积减少；压力降低，体积增加.天然气的压力与体积变化情况是当压力增加一倍，其体积减少一半，反之，当压力减少一半，其体积增加一倍。气体的密度为气体的密度为0.000603g/cm3,因此，钻井液中的气体总有一个向因此，钻井液中的气体总有一个向上运移的趋势。不管是否关井，气上运移的趋势。不管是否关井，气体运移总是可能发生的。体运移总是可能发生的。一、气体的特点一、气体的特点1、密度低，溢流速度快。2、易压缩、膨胀、扩散。关井后气在井内滑脱上升会造成井内压力升高。3、气井井喷难于控制，易爆炸着火，含H2S、CO2的井危及人身安全。二、气体入井的途径二、气体入井的途径1、钻遇气层时,随钻屑入井。2、透过泥饼向井内扩散入井。3、钻遇大的裂缝或溶洞，重力置换气。4、当地层压力大于井底压力时，在压差作用下大量入井。当井底压力大于地层压力时，气侵也会发生。三、气体在井中的存在形式三、气体在井中的存在形式1、气泡、气泡2、气柱、气柱四、气泡状态四、气泡状态气侵后，在气泡上升过程气侵后，在气泡上升过程中，气泡上面的钻井液液中，气泡上面的钻井液液柱高度越来越小。气体所柱高度越来越小。气体所受的液柱压力也越来越小，受的液柱压力也越来越小，这就引起气体体积逐渐膨这就引起气体体积逐渐膨胀。越向上升气体体积膨胀。越向上升气体体积膨胀越大。当气体接近地面胀越大。当气体接近地面时气体体积膨胀到最大。时气体体积膨胀到最大。气泡在井内上升的 特点 1、气泡侵入钻井液后，环空钻井液密度、气泡侵入钻井液后，环空钻井液密度自下而上逐渐变小，所以不能用井口所测自下而上逐渐变小，所以不能用井口所测泥浆密度加重。泥浆密度加重。2、钻浅气层时，气侵使井底压力的降低、钻浅气层时，气侵使井底压力的降低程度比深井大。程度比深井大。3、侵入井内的气体在井的深部时对井底、侵入井内的气体在井的深部时对井底压力影响很小，可以忽略不记。压力影响很小，可以忽略不记。结论：结论：117五、气体塞（气柱）五、气体塞（气柱）1、敞开井口时、敞开井口时井口会出现间隙井涌，且喷势井口会出现间隙井涌，且喷势越来越大，时间长后会变为连越来越大，时间长后会变为连续井喷。续井喷。2、关井后、关井后在井口封闭的情况下，气体就不在井口封闭的情况下，气体就不能膨胀。所以气体就保持压力不能膨胀。所以气体就保持压力不变而向上移动变而向上移动。结果是气体保持。结果是气体保持原有的地层压力向上运移。造成原有的地层压力向上运移。造成井底压力、套管鞋处的压力和井井底压力、套管鞋处的压力和井口压力不断上升，最终气体运移口压力不断上升，最终气体运移到封闭的井口时，井口压力等于到封闭的井口时，井口压力等于原井底压力，而井底压力为原井原井底压力，而井底压力为原井底压力的底压力的2倍。压力如图所示。倍。压力如图所示。图7-5结论结论1、关井后气柱在井内滑脱上升，其关井后气柱在井内滑脱上升，其本身压力不变，但井口压力和井底压本身压力不变，但井口压力和井底压力都增加。力都增加。2、套管压力上升到最大允许值，此、套管压力上升到最大允许值，此时要打开节流阀释放钻井液，允许气时要打开节流阀释放钻井液，允许气体膨胀。体膨胀。3、关井时间不要太长，应加快转入、关井时间不要太长，应加快转入下一道工序。下一道工序。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。