常规压井法课件.pptx

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1、,常规压井法,常规压井法,压井方法是关系到压井成败的关键，一般包括常规压井法和非常规压井法。常规压井法一般是指井底常压法压井，是一种保持井底压力不变而排出井内气侵钻井液的方法，有司钻法、工程师法和边循环边加重法。这里介绍常规压井法。常规压井法是以U形管原理为依据，利用地面节流阀产生的阻力和井内钻井液液柱压力来平衡地层压力。整个过程应始终保证井内压力等于或稍大于地层压力。,一、常规压井法的优点,常规压井法是最常用的压井方法，也是控制井涌最合适的方法，在油田有广泛的应用。它突出优点表现在：1.它是一个通用的方法，隋时使用。2.能处理发生井涌时遇到的各种复杂情况。3.简单而易使用。4.包括了其它方法

2、忽略的一些情况。5.实用已被实践所证明。,二、常规压井法应遵循的基本原则,应用常规压井法应遵循以下原则：1.在整个过程中应始终保持压井排量不变。2.采用小排量压井，一般压井排量为钻进排量的1/31/2.3.压井液储备量一般为井筒有效容积的1.52倍。4.通过控制井口回压（立压、套压），来达到控制井内的目的。5.保持压井施工的连续性。,为什么压井排量一般取钻井时排量的1/3-1/2？,1）正常循环压力加上关井立管压力也许会超过泵的额定工作压力；,2）大排量高泵压所需的功率，也许要超过泵的输入功率；,3）大量流体流经阻流器可以引起过高的套管压力，如果压井循环时，阻流器堵塞，将导致地层破裂。,1、司

3、钻压井法,2、工程师压井法,一、压井方法,3、循环压井法,又称二次循环法。压井过程中需要循环两周钻井液。 第一循环周，用原浆将环空中的井侵流体顶替到地面，同时配制压井钻井液。 第二循环周，用新压井液将原浆顶替到地面。,1、司钻法,又称一次循环法。压井过程中只需要循环一周钻井液。,配制压井液。 用压井液将环空中井侵流体顶替到地面，直到重钻井液返出地面。,2、工程师法,3、循环压井法,将配好的压井液用泵泵入井内，进行循环，将井筒中的液体用压井液替出，靠压井液液柱的重量在井底产生回压，使油层中油气不能进入井筒，从而将井压住。,1）正循环压井法2）反循环压井法,循环法分类,（1）、正循环压井法：就是从

4、钻杆或油管打入压井液，然后经过钻杆（或油管）与套管的环空返至地面，将井压住。,（2）、反循环压井法：就是将压井液从套管和钻杆（或油管）环空打入，由油管返出将井压住。, 司钻压井法压井步骤 工程师法压井步骤,四、压井步骤, 井下循环法压井步骤,1、计算压井所需的基本数据,2、填写压井施工单,3、压井具体操作步骤, 司钻压井法压井步骤,1、计算压井所需的基本数据,1）判断溢流类型,2）计算压井钻井液密度,3）计算钻柱内、外容积及加重钻井液量,4）计算注入加重钻井液的时间,6）计算最大允许关井套压,5）计算压井循环时的立管总压力,Va每米环空容积,1）判断溢流类型,a、 pd为关井套压和关井立压,w

5、在1.07-1.20g/cm3之间为盐水。w在0.12-0.36g/cm3之间为天然气。w在0.36-1.07g/cm3之间为油或混合气体溢流。,确定溢流类型，选取安全附加当量钻井液密度和安全附加压力。,依据地层压力计算压井钻井液密度值,2）计算压井钻井液密度,一般取Pe约等于490至2940千帕,钻柱内容积V1,3）计算钻柱内、外容积及加重钻井液量,环空容积,总容积,V=V1+V2,V1钻柱内容积(m3); V2 环空容积(m3);D 钻具内径(m); Dh 井眼直径或套管内径(m);DP 钻具外径(m); L 钻具或井段长(m);所需加重钻井液（或压井液）量一般取总容积之和的1.5-2倍。

6、,计算注满钻柱内容积所需时间,4）计算注入加重钻井液的时间,注满环形空间所需时间,压井时，压井排量一般取钻进时排量的1/31/2。,初始压井立管压力,s初始压井循环立管压力， MPa；pd关井立管压力， MPa；po压井排量循环立管压力， MPa；,ps=pd+po,5）计算压井循环时的立管总压力,终了循环立管压力,PF-最终立管压力Mpa；1-最新钻井液密度g/cm3 。0-原钻井液密度g/cm3。k-压井浆密度 g/cm3。P0-原低泵速泵压。H-井深，km。,Pa=（GfGm）Hf,Pa最大允许关井套压，MPa,Gf地层破裂压力梯度，MPa/m,Gm原钻井液压力梯度，MPa/m,Hf套管

7、鞋处漏层井深，m,6) 计算最大允许关井套压,根据计算出的各项压井数据和关井前后的记录数据，认真、准确的填写好压井施工单，作为施工的依据。,2、填写压井施工单,压井施工单,3、司钻压井法操作具体步骤,第一循环周,第二循环周,司钻法压井例题,缓慢启动泵，同时打开节流阀，使套管压力保持不变。将泵排量调整到压井排量。,如果套压小于关井套压则关小节流阀，如果套压大于关井套压，则开大节流阀,第一循环周,当排量调整到压井排量时，立管压力表上呈现的压力便是初始循环立管压力。在第一循环周向井内注入原浆时，首先要保持压井排量不变，然后要调整节流阀使立管压力始终等于初始循环立管压力不变。,环空受侵的钻井液排完后，

8、应停泵、关节流阀。此时关井套压应等于关井立压，若关井套压大于关井立压，则继续循环排除新的受侵钻井液。 同时配制压井重钻井液。,缓慢启动泵，同时打开节流阀，保持第一循环周末的关井套压不变，将泵排量调整到压井排量，并保持压井排量不变，向井内不断注入重钻井液，并调整节流阀，使套压仍等于第一循环周末的关井套压不变，直到重钻井液到达钻头处。,第二循环周,在重钻井液由环空上返的过程中，要保持压井排量不变，并调整节流阀，使立管压力等于终了循环立管压力不变，直至重钻井液从环空返出地面。,停泵、关节流阀，关井套压、关井立压均应等于零。若关井套压不为零，则应重新压井。若关井套压、关井立压均为零，则打开节流阀检查是

9、否溢流。关节流阀。若有溢流，在注入1.5-3方钻井液。若无溢流则打开防喷器。,将钻井液密度按规定附加值增大，可以边循环边加重，直至整个井内的钻井液密度符合近平衡钻井的要求后再恢复正常的钻进。,司钻法压井立管压力和套管压力的变化规律见图,套管压力和立管压力变化规律图,某探井钻至3200米发生溢流，关井后测得数据如下：测量井深3200米，垂直井深3200米，钻头直径Dh等于215.9mm,钻杆直径Dp等于127mm,内径D等于108.6mm,技术套管外径244.5mm,内径224mm,下深2400米,本井无钻铤,原钻井液密度m等于1.25g/cm3,溢流前排量10L/s循环时p0等于3.8MPa,

10、钻井泵3NB-1000泵,缸套直径170mm,允许泵压16.8MPa,套管鞋处地层破裂压力梯度Gf等于0.0169MPa/m。溢流关井10分钟内压力趋于平衡测得：关井立管压力Pd等于5MPa；关井套压pa等于6.5MPa;钻井液增量V等于2.5m3 。,司钻法压井实例,1、计算压井所需数据,2、填写压井施工单,3、压井施工,工作程序,1）确定溢流类型，选取安全附加量,2）计算压井钻井液密度,3）计算钻柱内容积、环空容积及加重钻井液量,1、计算压井所需数据,4）计算注入加重钻井液时间,6）计算最大允许关井套压,5）计算压井时的立管压力,1）确定溢流类型，选取安全附加量,本井发生的是气体溢流。取e

11、=0.070.15g/cm3本井确定e=0.10g/cm3。,2）计算压井钻井液密度,3）计算钻柱内容积、环空容 积及加重钻井液量,按1.5倍加重钻井液,应把169.371m3钻井液加重到1.51g/cm3准备压井。,a.注满钻柱内容积所需时间,b.注满环空所需时间,4）计算注入加重钻井液时间,5)计算压井时的立管压力,初始压井立管压力,ps=pd+po =5+3.8 =8.8MPa,终了循环立管压力,6）计算最大允许关井套压,2填写压井施工单,第一步：用密度为1.25g/cm3原钻井液循环排除溢流。,1）缓慢启动泵，开节流阀及节流阀下游的平板阀， 调节流阀保持关井套压6.5MPa;,2）泵排

12、量逐渐达到压井排量10L/s，保持不变，此 时立管压力非常接近8.8MPa。,3）继续保持压井排量10L/s不变，调节节流阀，使 立管压力始终保持8.8MPa不变,直到把溢流排完。,4）泵入钻井液138.8min,溢流排完停泵,关节流阀及 下游的平板阀,则pa=pd=5MPa;,3、压井施工,继续,第二步:将169方钻井液加重到1.51g/cm3后,向井内打入加重钻井液,排除原钻井液,重建井内压力平衡,操作如下:,1 ）缓慢开泵,开节流阀及下游平板阀,调节节流阀,保持套压5MPa不变;,2 ）泵排量逐渐达到10L/S时,保持不变,此时立管压力非常接近8.8MPa。,继续,4 ）加重钻井液返出钻

13、头进入环空，调节节流阀， 使立管压力保持4.59MPa,直到加重钻井液返 出井口。,5 ）加重钻井液返出井口，停泵关井，若pd=pa=0,井眼重建平衡。开井恢复循环,并调整钻井液性能,恢复正常生产。,3 ）在加重钻井液从井口至钻头这段时间内，即注入加重钻井液49.4min内,调节节流阀，使套管压力保持5MPa不变。注入加重钻井液49.4min后，立管压力从8.8MPa下降到4.59MPa。,1、计算压井所需的基本数据,2、填写压井施工单,（以上三步同司钻压井法）,3、配制压井钻井液,工程师法压井步骤,4、压井具体操作步骤,缓慢启动泵，同时打开节流阀，使套压等于关井时的套压值。当泵速或排量达到选

14、定的压井泵速或压井排量时，保持泵速不变，调节节流阀的开启程度，使立管压力等于初始循环立管压力。压井液由地面到达钻头的这段时间内，通过调节节流阀控制立管压力，由初始立管循环压力逐渐降到终了循环立管压力。继续循环，压井液在环形空间上返，调节节流阀使立管压力保持终了立管压力不变，当压井液到达地面后，停泵、关节流阀。检查套管和立管压力是否为零，若为零说明压井成功。,4、工程师法压井操作具体步骤,继续,工程师法压井立管和套管压力变化规律见图,第一步 计算有关压井数据第二步 压井操作步骤, 循环法压井步骤, 有关数据的计算,（1）计算压井液密度,（2）计算钻柱内外容积及加重压井液量,（3）计算注入压井液的

15、时间,(4) 钻井液加重,（1）计算压井液密度,依据地层压力计算压井液密度值,依据关井立管压力计算压井液密度,压井液密度，g/cm3；P静油层静压；Mpa；D井深（油层中部），m；P附加压力一般为11.5MPa.,P,（2）计算钻柱内外容积及加重压井液量,钻柱内容积V1,继续,环空容积,总容积,V=V1+V2,V钻具内容积与环空容积之和，m3。,所需加重压井液量一般取总容积之和的1.5-2倍。,计算注满钻柱内容积所需时间,（3）计算注入加重压井液的时间,继续,注满环形空间所需时间,(4)钻井液（或压井液）加重,1) 配制一定量加重钻井液（或压井液） 所需加重材料的计算,2) 定量钻井液（或压井

16、液）加重 时需加重材料的计算,G-配制定量新浆所需加重料的重量;s-重晶石密度,4.25t/m3；1-需要达到的密度, t/m3；0-原浆密度, t/m3；v1-新浆体积, m3。 见例题,1)配制一定量加重钻井液所需加重材料的计算,已知原浆密度0=1.20g/cm3,要加重到1=1.35 g/cm3, 欲配制新浆容积V1=191m3。求 （1）重晶石的袋数；（2）重晶石增加的体积。解 （1）求重晶石的重量,= 4.25191(1.35-1.2)/(4.25-1.20)= 33922Kg,根据公式,每袋重晶石50Kg,重晶石袋数为 3392250=799袋（2）重晶石的体积33.922/4.2

17、5=7.982m3,配制一定量加重钻井液计算,式中 G1-定量钻井液加重时所需加重材料的重量； v0-原钻井液容积。见例题,2）定量钻井液加重时所需加重材料的计算,已知原浆密度0=1.20g/cm3,原钻井液容积V0 =191m3，把此浆加重到1=1.35 g/cm3。求 (1)需重晶石多少袋; (2)加重后钻井液总体积。,解 (1)重晶石的重量,根据公式:,=4.25191(1.351.2)/(4.251.35)=41.987t=41.9870.05=840袋,(2)加入重晶石占的体积=41.987/4.25=9.88m3 加重后钻井液的总体积=191+9.88=201m3,定量钻井液加重计

18、算,井喷时压井操作,1.1现场观察油套压的压力值，确定压井液的密度并测量压井液密度、用量达到设计要求。1.2连接正循环压井管线,从套管一翼接好井口出口管线，靠井口装好针形阀。1.3从油管一翼接好进口管线，靠井口装好单流阀。1.4将水泥车与进口管线连接并将油壬上紧。倒好闸门。,1、正循环压井这种压井方法有利于保护油层,适用于低压、气量较大的井。,1.5压井施工进口管线按设计工作压力1.2倍试压,观察5分钟不刺漏合格。1.6 以泵入排量不小于500L/min的速度开始压井。1.7 在压井井过程中用针形阀控制进、出口排量平衡。1.8 循环压井一周后,待井口返出压井液后，测量压井液密度，当进口与出口压

19、井液密度差小于2%后停泵。1.9 观察进、出口均无溢流、无喷显示时，完成正循环压井。,1、正循环压井这种压井方法有利于保护油层,适用于低压、气量较大的井。,1.1现场测量的压井液密度、粘度、用量应达到设计要求。1.2气量大、不出砂井须接管线，用节流阀控制放出油管、套管气体。1.3连接正循环压井管线,从套管一翼接好井口出口管线，靠井口装好针形阀。,压井施工操作步骤,1.4从油管一翼接好进口管线，靠井口装好单流阀。1.5将水泥车与进口管线连接并将油壬上紧。倒好闸门。1.6压井施工进口管线按设计工作压力1.2倍试压,观察5分钟不刺漏合格。1.7用清水洗井脱气一周以上（稠油井则用80度以上热水循环洗井

20、)。1.8洗井泵入排量不小于500L/min. 1.9在洗井井过程中用针形阀控制进、出口排量平衡。,1.10清水洗井一周后,立即用符合设计要求的压井液进行循环压井。1.11压井泵入排量不小于500L/min.1.12在压井井过程中用针形阀控制进、出口排量平衡。1.23循环压井一周后,待井口返出压井液后，测量压井液密度，当进口与出口压井液密度差小于2%后停泵。1.24观察进、出口均无溢流、无喷显示时，完成正循环压井。,2、反循环压井这种压井方法适用于油层压力高、产量大的井及不具备正循环条件的井。压井施工时，接反循环压井管线即：1）从套管一翼接好井口进口地面管线，靠井口装好单流阀。2）从油管一翼接

21、好地面管线，靠井口装好针形阀。施工操作步骤同正循环压井。,2、压井时应达到的要求,(1)压井时井底压力必须略大于地层压力，并保持井底压力不变，使地层流体在重建平衡的过程中，不能重新进入井内。,(2)压井过程中，严格按井控要求和措施施工，不能造成井喷事故。,(3)压井时，不能使井眼受压力过大，要保证不压漏地层，避免出现井下复杂情况或地下井喷。,(4)要保护油气层，防止损害油气层的生产能力。,1、出口管线用钢质硬管线连接，不允许有小于900的急弯。在井口附近装好针形阀，并每10-15米固定一地猫。2、压井施工进、出口管线，不能在同一方向。进口管线必须在井口处装好单流阀。3、压井时应尽量加大泵排量，

22、一般排量大于500升/分钟，中途不能停泵。4、压井进出口罐必须放置在井口的两侧，相距井口30-50米以外。水泥车的柴油机排气管一定要装防火帽。5、为了保护油气层，具备正循环条件的井，应采用正循环压井方式压井。,井下压井作业时注意事项,五、压井注意事项,压井循环开始时，节流阀应在钻井泵启动后的瞬间打开。两台泵的缸套尺寸，凡尔数要相同。做到压井中需要倒换泵时，保持相同的泵速继续压井。严格控制压井钻井液密度，要始终保持一致和清洁。 压井过程中要即时活动钻具防止粘附卡钻。,钻井作业时压井注意事项, 在第一循环周的循环过程中，当天然气顶上返至接近井口时，其体积迅速膨胀，套管压力迅速增加，这是正常现象。这

23、时不要开大节流阀降压，控制立管压力不变。否则，造成井底压力减小，使地层流体再次侵入井内，导致压井失败。 在第一循环周当天然气到达套管鞋处时，套管压力不能超过最大允许关井套压，否则会压漏套管鞋处的裸眼地层。这时开大节流阀，使套压值等于最大允许关井套压，当天然气由套管上升到井口时，套管压力可以适当大于最大允许关井套压。,六、压井过程中应注意的问题,1、泵启动（最理想的情况是：节流阀应在钻井泵启动的瞬时打开。）,从开井状态转变为压井状态时，开泵和开节流阀及其下游的平板阀应协调。节流阀开的太大，井底压力降低，地层流体可能侵入井内；节流阀开的太小，井低压力过大，套压升高，可能压漏地层。因此开泵和开节流阀

24、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。,整个压井过程中，一定要用选定的排量或泵速循环，并尽量保持不变，便于用立压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，使得很难用立压管压力来监控井底压力。由于某种原因必须改变压井排量时，重新测定Pci重算Pti及PTf（ PTf-终了循环立管总压力 ）。,2、排量控制,初始压井循环立管总压力,PTi=Pd+Pci,式中 Pti-初始压井循环立管总压力 Mpa Pd-关井立管压力 Mpa Pci-压力排量循环立管总压力 Mpa,3、防止压差卡钻,裸眼井段有低压渗透层时，失水控制不好，或钻井液被地

25、层流体污染，均会使井壁泥饼增厚。如果关井时间长，在压差的作用下可能形成卡钻。尽快压井循环、上下活动钻具是防止卡钻的最好办法。,4、钻头水眼堵塞堵塞往往是加重钻井液时重晶石沉淀、杂物堵塞等造成的，其显示为泵压上升。这种堵塞有时可用反循环或泵压扫荡解堵。否则只有在钻杆上射孔另建循环通道。,水眼堵塞时，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。,钻杆上射孔时应特别注意不要把套管射穿，射孔位置要选择在地层的破裂压力值能满足压井中不发生漏失的要求。,5、节流阀堵塞或刺坏,钻井液中的砂粒、岩屑很可能堵

26、塞节流阀，高速溢流可能刺坏节流阀。堵塞时套压升高，立管压力在几秒后与套管压力同时上升。解决的办法是快速打开节流阀，疏通节流阀，疏通后，迅速关节流阀到原位。如此法不成功，改用备用节流阀。节流阀刺坏时套压降低，如刺坏严重，则应启用备用节流阀。,钻具刺，泵压降，泵速加快；钻具断，悬重减小。可关井观察立压、套压，若二者基本相等，说明溢流在断口下方，若是气体溢流，让气体上升到断口处时，再用加重钻井液压井；若关井套压大于关井立压，溢流已经上升到断口上方，可立即用加重钻井液进行压井。,6、钻具刺坏,7、井漏,正常压井过程中发生井漏，往往是压力敏感的产层本身发生的漏失。它的地面显示是立管压力和套管压力下降（甚

27、至使钻井液漏后不返出），泵速增加。井漏发生后不及时处理，可能引起地下井喷。 处理的方法有：。,（1）、注入高密度钻井液，一定量的高密度钻井液进入环空，环空静液压力增加，降低套压，减少漏失层位所受的压力，从而制止漏失。,（2）、打重晶石塞，将重晶石浆液泵入井内高压层顶部之后，可增大静液压力，有助于平衡高压层。重晶石浆液具有高失水性，能迅速沉淀，脱水形成重晶石塞子，把下面的高压层暂时封隔起来，从而便于对上面的漏失层进行封漏。,8.井涌时出现酸性气体,井涌时出现酸性气体（H2S、CO2等），很容易腐蚀和破坏钻具，造成人身伤害。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压入

28、井，将井涌时出现的酸性气体压回地层，这叫硬顶法或强行注入法。在把酸性气体压回地层的同时提高压井液的PH值，以中和配发气体。,七、井控过程中的错误做法,、发现井涌后不立即关井，采取循环观察；、发现井涌后把钻具提到套管鞋内；、起下钻井涌时仍企图起下完钻；、关井后长时间不进行压井作业；、压井泥浆密度过大或过小；、企图敞开井口，使泵入速度大于喷出速度。,（7）在关井的情况下活动钻具（8）所用防喷器闸板与钻具外径不规范配套（9）把闸板关在钻杆接头上（10）全封闸板或剪切闸板的控制手柄被锁（11）储能器的隔离阀处于关闭状态（12）储能器没有压力（13）没有随着井口压力的升高而调节防喷器的关井压力,（14）在钻杆敞开情况下关闭环空（15）回压阀或方钻杆接不上（16）方钻杆上下旋塞的扳手不适用或者找不到（17）井口控制能力不足（18）固井时导致井喷（19）灌钻井液管线接在防喷器组合上,