IWCF井控工艺培训课件13829.docx

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1、窗体顶端IWCF井井控工艺第一章介绍绍井控是什么么？在钻井工作作中井控的的意思是明明显的。井控的过程程很复杂，不不仅仅是关关环行防喷喷器，加重重泥浆并利利用节流阀阀循环它。钻钻井前景评评价良好且且井位选定定后，井控控就开始了了。浅气层层调查可以以指明浅层层气的存在在。最好的的做法是钻钻机要避开开这些地方方。钻井工程师师设计钻井井程序。他他所用的资资料的多少少及怎样努努力搞好套套管设计直直接影响钻钻井及井控控能力。选择的钻机机和它的适适用性对钻钻井也有影影响。如果果钻机不能能安全固定定，导管可可能从井口口扭断或脱脱落。这很很容易造成成井口失控控。钻井设设备如泥浆浆泵对井控控操作也是是很重要的的。

2、如果他他们坏的不不是时候，会会导致严重重的井控问问题。BOP显然然是井控的的中心部件件。BOPP组合是复复杂的设备备组，需要要适当的检检查、维护护、修理和和测试。确确定BOPP的真实状状态可能很很困难并且且花费时间间。许多钻机经经常维修而而不记录。什什么时候某某个过分受受力的部件件将失效对对钻机来说说是至关重重要的如果一个吊吊环使用低低标准程序序进行维修修，它的连连接随时都都会失效。BOP不是静止的，他们受到弯曲、振动和一般的磨损、撕裂而使一个月前刚测试过的密封失效。例如在海上上钻井中，如如果下部闸闸板防喷器器与下部升升高短节之之间漏失，不不能控制井井口，则钻钻机就不能能进行井控控。井控工作也

3、也要求井队队人员知道道怎么做并并对他们自自己和井队队充满信心心，能做自自己认为正正确的事。公司监督必必须信任现现场监督，现现场监督必必须信任他他的司钻。如如果司钻停停泵检查溢溢流，操作作钻机的人人们必须支支持他。司钻应该知知道如果溢溢流他必须须尽快关井井。他无需需请示批准准关封井器器。对整个操作作来讲司钻钻是关键。石油公司必必须有鼓励励安全操作作的政策。钻钻井工程师师必须起草草良好的钻钻井程序。现现场监督必必须知道良良好的油田田作业惯例例并认真遵遵守。这对井架工工和钻共也也是一样的的。溢流是是钻井的一一部分，井井喷是不应应该的。压井的人应应具有这种种观点：所所有的重大大井控问题题都是在溢溢流的

4、初试试阶段不正正确的操作作造成的正确处理溢溢流可以防防止井喷第二章 基本井控控概念地层压力地层压力是是给定深度度的地层内内的流体施施加的力。静液压力钻井时，井井内的液柱柱的静液压压力平衡地地层压力。如如果地层压压力高于液液柱压力，地地层流体将将进入井内内，溢流就就发生了。无无控制的溢溢流将变成成井喷。地层压力和和液柱压力力之间的平平衡是井控控中的重要要方面。地壳中的一一些地层结结构中含有有油气。勘勘探钻井的的目的就是是发现这些些构造和油油气。我们们常常忘记记石油工业业就是为了了发现会燃燃烧的油气气。当沉积层不不断沉积时时，这些沉沉积层的重重量上覆覆岩层重量量压缩沉积积物成层。流流体被压入入渗透

5、性地地层，例如如砂岩层。如如果该层的的露头在地地表，不会会形成异常常高压。然然而，如果果该层的流流体由于断断层或其他他地质活动动而圈闭，则则将形成异异常高压。岩石的这种种长期的运运动是形成成油藏的原原因。孔隙隙性地层被被圈闭在非非渗透性地地层之下。钻钻井中常见见的构造类类型有断层层、背斜、向向斜、页岩岩和盐岩。这这些是已经经发现有油油气的地层层。断层是地壳壳深处岩石石上移的结结果，它们们可能圈闭闭油气或将将在深处的的地层压力力代到地表表。当钻遇遇断层时，地地层压力会会快速增加加。背斜和岩丘丘是两个最最常见的储储积构造。通通常很大。油油气被圈闭闭在这些地地层的顶部部。当钻遇遇这些地层层时，司钻钻

6、会发现高高的地层压压力。在页岩中也也遇到过异异常高压。大大多数页岩岩层渗透性性不好而限限制流体的的流动。当当越来越多多的沉积物物在地表沉沉积，页岩岩就要承受受这些上覆覆压力。由由于不能很很快地流出出，流体被被圈闭在页页岩中。流流体也承受受上覆压力力。结果是是流体被限限制且具有有比通常高高的压力。当当钻遇页岩岩时，异常常高压可能能遇到并作作好准备。另一种司钻钻要注意的的地层是所所谓的充压压砂岩。这这是由于与与邻井连通通而充压的的地层。这这可能是地地下井喷或或生产井固固井质量差差、套管不不密封造成成的结果。应应该在深层层遇到的压压力突然在在浅层遇到到，会使井井队人员毫毫无准备。静液压力泥浆液柱的的

7、静液压力力随液柱高高度（井深深）和流体体密度变化化。流体的压力力取决于垂垂直井深，它它可能小于于测量井深深。不同的流体体体积相同同时重量不不同。就象象我们加重重钻井泥浆浆，不同的的流体如盐盐水和淡水水密度不同同。计量流体密密度的方法法很多。最最常用的是是PPG和压压力梯度。为为了使这两两种方法相相互转化，可可以引入不不同的换算算常数。如果边长一一英尺的容容器装满11PPG的的液体，容容器将重77.48磅磅。1立方英尺尺7.448加仑容器底面积积为1444平方英寸寸。压力将为PPSI=77.48/144=0.055194=0.0552,有时时简称为换换算系数.0520. 052是一一吋X一吋X一

8、英尺具具有1PPPG比重的的流体的重重量，或者者说这样的的体积的容容器充满11PPG的的流体将重重.0522磅。另一种方法法看这个问问题也很有有用。一个个一英尺深深充满1PPPG流体体的井将在在井底施加加0.055194磅磅/平方英寸寸，这就是是流体的重重量。如果果这种1PPPG的流流体换成110PPGG的流体，井井底的压力力将变为00.52磅磅/平方英寸寸.如果井深深变成100英尺，井井底压力将将变成5.2PSII。一个100000英尺尺深10PPPG泥浆浆的井具有有52000PSI的的井底压力力。液柱静静液压力也也可以用泥泥浆压力梯梯度来表示示和计算。泥泥浆压力梯梯度指每英英尺泥浆施施加的

9、液柱柱压力。如如果泥浆压压力梯度已已知，那么么压力的计计算只需要要知道液柱柱的高度即即可。压力梯度为为1.0的泥泥浆在1英尺深处处产生的液液柱压力为为1PSII。在10英尺深深处为100PSI，而而在100000英尺尺深处为1100000PSI。这这大约是上上例中100PPG泥泥浆液柱压压力的两倍倍，相当于于20PPPG超重泥泥浆的压力力。1PPG的的泥浆的压压力梯度为为多少？我们知道11英尺液柱柱的压力为为.0522PSI，所所以这种流流体的压力力梯度为.052。我我们知道没没有比重11PPG的的泥浆，但但是比重110PPGG的泥浆的的压力梯度度为0.55212PPGG的泥浆的的压力梯度度为

10、12XX.0522=.6224如果我们比比较同样两两个100000英尺尺的井，一一个是比重重12PPPG的泥浆浆，一个是是压力梯度度为.6224的泥浆浆，我们会会发现井底底压力是相相同的。都都是.0552X122X100000=.624XX100000=64420PSSI压力梯度简简单地说就就是泥浆比比重PPGG乘以.0552.静态压力当泥浆泵停停止循环时时，泥浆施施加于井底底的压力为为静液压力力。环空摩阻为了使泥浆浆循环，必必须施加相相当大的力力，这些力力的一部分分就是用来来克服所谓谓的环空摩摩阻。环空摩阻是是由泥浆循循环引起的的。泥浆同同钻杆、井井壁之间、泥泥浆内部的的摩擦构成成了环空摩摩

11、阻。环空摩阻是是很重要的的。该压力力作用于井井底，停泵泵时井底压压力的这一一组成部分分将消失。静静液压力和和环空摩阻阻的合成也也称为当量量循环密度度。当量循环密密度是原浆浆密度加上上密度增量量，该增量量等于环空空阻力。举举例来说，假假设一口深深100000FT泥泥浆比重110PPGG的井。如如果环空循循环阻力2200PSSI，那么么泥浆循环环时井底压压力为54400PSSI。当泥泥浆泵停泵泵后，井底底压力下降降至52000PSII。如果地地层压力稍稍高于52200PSSI，停泵泵时将发生生井侵。在该井深下下能获得2200PSSI井底压压力的泥浆浆密度为00.3855PPG，当当量泥浆循循环密度

12、为为10.339PPGG。这种状况通通常不是不不很常见。许许多井是在在近平衡状状态钻进的的，当停泵泵接单根时时，当量循循环密度消消失，这是是发生溢流流的关键时时刻。小井眼钻井井时环空循循环阻力远远高于普通通钻井，其其主要精力力放在溢流流的及早发发现和接单单根时的井井眼监控。司钻必须了了解当量循循环密度和和近平衡钻钻井时发生生溢流的可可能性。溢流的基本本原因溢流就是地地层流体侵侵入井内。地地层压力大大于井底压压力时就发发生溢流。换换句话说，泥泥浆液柱压压力加上环环空摩阻小小于地层压压力。然而仅仅由由于地层压压力大于井井底压力并并不意味一一定会发生生溢流。它它也受到其其他因素的的影响。也也许地层流

13、流体很稠难难以流动，即即使地层压压力大于井井底压力也也不足于使使地层流体体进入井筒筒，地层流流体在地层层内流动的的难易程度度叫做渗透透性。地层空隙度度指组成地地层岩石颗颗粒之间的的空间。间间隙越大，空空隙度也越越大。如果果井要发生生溢流，必必须钻穿空空隙度和渗渗透率较高高、地层压压力大于井井底压力的的地层。因因此，几个个对井底压压力和地层层压力相对对关系有根根本影响的的因素可以以引起溢流流。如果泥浆密密度在某一一井深不足足以平衡地地层压力，溢溢流将会发发生。如果果泥浆液面面下降，地地层压力也也下降。抽汲如果起钻太太快，地层层流体将被被吸入井内内。抽汲是是由于钻头头上行时活活塞效应产产生的。泥泥

14、浆性能、井井底钻具组组合和环空空间隙也影影响抽汲。如果溢流被被抽汲入井井，必须通通过节流关关汇循环出出来。然而而，如果溢溢流纯粹是是由于抽吸吸引起的，泥泥浆就不必必加重。有有些操作者者在起钻前前稍微加重重泥浆作为为一个安全全系数帮助助阻止抽汲汲效应，这这通常叫做做起下安全全区，虽然然安全系数数也是这个个意思。起起下安全区区根据井深深和井眼状状况通常在在502250PSSI之间。有几个因素素增加抽汲汲的可能性性。司钻应应该了解并并在起钻和和接单根时时采取额外外的措施减减少抽汲效效果。这些些因素有：l 起钻速度度过快l 泥浆粘度度切力过高高l 钻头泥包包l 钻柱堵塞塞l 泥饼太厚厚l 环空间隙隙太

15、小压力激动与抽汲作用用相反，压压力激动也也可以导致致溢流。如如果下钻太太快，超过过泥浆从钻钻头周围流流动速度，钻钻头下面的的泥浆压力力将增加。加在地层上上的压力将将引起地层层破裂而导导致泥浆漏漏失。从而而导致泥浆浆液面和井井底压力下下降。漏失漏失是钻井井常见的问问题。钻井井泥浆密度度会超过地地层破裂强强度而引起起地层破裂裂。泥浆流流入地层引引起液面下下降。异常地层压压力异常地层压压力也能引引起溢流。前前面已经说说过，异常常地层压力力可由于断断层、盐丘丘和充压砂砂层。如果果钻遇了这这些地层就就可能发生生溢流。预测异常压压力地层的的方法有几几种。各种种各样的录录井工具、钻钻井中的测测量技术和和钻井

16、参数数变化通常常用于预测测异常压力力地层。第第四章溢流流的警示信信号油气井压力力控制的基基本原理并并不复杂，当当发生溢流流的时候，如如果遵循油油田良好的的做法，都都不会演化化为井喷失失控。有许多因素素影响油井井的状态，所所以也有许许多东西我我们可以确确切了解并并加以控制制。正常钻进时时，泥浆由由钻柱内向向下到钻头头，经环空空上返到井井口，再经经过振动筛筛回到泥浆浆池。是一一个封闭的的体积固定定的系统。如如果体积发发生任何我我们可以探探测到的变变化，我们们必须找出出原因。记记住，计量量泥浆体积积的任何努努力都是不不为过的。泥浆池液面面上升如果泥浆池池内泥浆体体积增加，增增加量可能能来自地层层或加

17、入了了新泥浆。如如果溢流入入井，它推推动泥浆上上返至泥浆浆池。这就就是为什么么溢流的大大小通常计计量为200桶溢流或或40桶溢流流。泥浆池池内泥浆体体积的增量量等于井底底溢流的体体积。在实际操作作中，准确确确定溢流流的体积可可能是困难难的。有些些因素如停停泵时的泥泥浆回返使使问题变得得复杂。在在租用的钻钻机上这个个问题更突突出。机组组人员必须须知道他们们钻机的返返出量。这这对不同的的泵速是不不同的。必必须从泥浆浆池的总增增量中减去去返出的量量才是真正正的泥浆增增量。返速增加由于溢流推推动泥浆上上返，泥浆浆流动速度度开始增加加。这可以以从返出管管上观察到到。流速增增加早于泥泥浆池液面面上升。能能

18、注意到的的第一件事事情是泥浆浆流动声音音的增加。返速增加是是一个最重重要的信号号，发现后后应该立即即进行溢流流检查。返返速仪必须须随时处于于可靠工作作状态。对对于陆上钻钻机，返速速仪是司钻钻的主要防防线。钻进放空当钻头钻入入高压层时时，司钻会会发现钻进进更容易。钻钻速在很大大程度上取取决于地层层压力和泥泥浆液柱之之间的压差差。如果压压差过大（泥泥浆密度超超过过多），机机械钻速就就低；当压压差低时，在在同样情况况下，机械械钻速就提提高。地层层压力的增增加会减小小压差进而而提高钻速速。钻速的的突然增加加必须要监监察原因。基基本做法是是钻进放空空24英尺尺必须停钻钻检查溢流流。实际上上，大多数数放空

19、只要要一发现就就要进行检检查。钻进放空也也有相反的的情况钻速降低低。PDCC钻头在钻钻遇沙砾岩岩时将会下下降。溢流检查要检查溢流流，司钻停停泵并观察察井内泥浆浆。如果泥泥浆流动，说说明溢流已已经发生，井井正在涌。对于水基泥泥浆来说通通常观察223分钟钟。对于油油基泥浆观观察起来就就比较困难难，即使已已经停泵。气气体溶解于于泥浆中只只在接近地地表时才析析出，对油油基泥浆也也许需要观观察30分钟以以上。如果发现井井涌，司钻钻应尽快关关井以减少少溢流量。井井队的队长长、监督、钻钻井代表等等应该采取取措施确认认刹把操作作者了解及及时关井的的意义。司司钻只能先先关上井，然然后再打电电话、接水水管线、检检

20、查阀门泄泄漏等。泵压下降或或泵速提高高当溢流进入入井内后将将推动环空空泥浆上行行，这种额额外的帮助助意味着泥泥浆泵不再再需要如此此努力的工工作。在气体溢流流的情况下下，泥浆将将变轻因此此需要更小小的循环泵泵压。泵压升高也也可能意味味着溢流，地地层流体可可能使泥浆浆变稠而难难以泵送，从从而泵压上上升。扭矩增加通常扭矩随随井深增加加。当钻头头进入过渡渡带钻进进放空岩岩屑的量将将增加，这这些岩屑堆堆积在钻头头周围引起起扭矩增加加。钻头吃吃入深度也也增加。这这一合成的的效果是地地层改变的的很好信号号，也许溢溢流就要发发生。拉力增加及及下不到底底当遇到高压压地层时，拉拉力增加及及下钻不到到底现象在在接单

21、根和和起下钻时时明显。这这也许是由由于水敏性性地层引起起的；当这这些地层遇遇水时膨胀胀并坍塌，更更多的情况况是由于地地层压力增增高引起的的，因此是是可能发生生溢流的信信号。岩屑尺寸改改变岩屑尺寸在在钻遇过渡渡带时会变变大、变小小或者改变变形状。重重要的是要要注意岩屑屑形状的变变化，这是是井底情况况发生变化化的信号。泥浆性能变变化泥浆性能的的任何变化化的原因必必须搞清楚楚，如果这这种改变是是常规钻进进和岩屑引引起的也应应该搞清楚楚。地层压力的的增加会引引起更多的的地层坍塌塌从而使更更多的岩屑屑进入泥浆浆（也伴随随着钻进放放空），含含盐量的增增加也表现现在泥浆矿矿化度上，这这可以引起起泥浆粘度度增

22、加，失失水增加。关键是发现现泥浆性能能的变化并并确定原因因。钻柱重量增增加溢流发生时时，由于气气侵泥浆浮浮力的减小小，可以观观察到钻柱柱重量增加加。钻柱重重量更多的的施加在大大钩上。返流槽温度度增加一个基本的的地质现象象是地层压压力增高时时温度也增增高，这反反映在泥浆浆返流槽温温度增加上上。氯根含量增增加矿化度的增增加是井下下情况改变变的一个信信号。在高高压带更多多的地层水水被挤进井井筒，使泥泥浆矿化度度增加。当当地层压力力接近井底底压力时，地地层水大量量进入，这这也可以由由泥浆工程程师通过测测量氯根值值来发现。背景气、单单根气、起起下后效增增加用今天的钻钻井仪表，可可以测量不不同的气体体并跟

23、踪其其运动情况况：背景气在正常钻进进时，钻屑屑中有少量量的气体存存在。这就就是背景气气。背景气气可以测量量并设置浓浓度底线。如如果此值增增加说明将将要溢流。背背景气通常常量很小，对对溢流探测测的关键是是值的变化化及偏离底底线值的趋趋势。单根气当停泵接单单根时，井井底压力将将减小。损损失了环空空循环阻力力，如果这这种阻力丧丧失足以使使井底压力力小于地层层压力，井井侵就会发发生。如果果井侵是气气体，只有有它被循环环到地面才才能发现。通通过气体分分析仪跟踪踪接单根时时井底泥浆浆到地面的的时间，就就可以发现现接单根气气侵。上体体方钻杆接接单根时，钻钻头自然也也被提离井井底，如果果此时发生生抽汲，也也叫

24、做接单单根气体。起钻气起钻气与结结单根气没没有区别，都都是由于停停泵和抽汲汲引起的。但但是起钻气气比单根气气更危险，因因为它的时时间长且溢溢流量大，当当气体在井井内膨胀时时，上推井井内泥浆造造成井下欠欠平衡。泥浆气侵泥浆气侵不不是溢流的的重要信号号，这是因因为气侵不不足以减少少井底压力力到导致溢溢流的程度度。气体可可以压缩，因因此，气体体上面的泥泥浆重量很很快压缩气气体，少量量气体只能能少量减少少井底压力力。主要的膨胀胀发生在井井眼的上部部，下不的的大量泥浆浆段不受影影响，重要要的是气侵侵泥浆会使使井底压力力下降。由于气亲泥泥浆实际上上减少井底底压力，气气体会占据据泥浆体积积，引起泥泥浆池液面

25、面上升。这这种上升可可以用于计计算井底压压力的减少少。井底压力的的减少量PP等于泥浆浆压力梯度度（PSII/FT）除除以环空容容积（BBBL/FTT），乘以以泥浆池液液面增量(BBL).也可以把泥泥浆池液面面增量换算算为高度再再乘以泥浆浆压力梯度度。气侵通通常不足以以引起溢流流，如果有有怀疑，可可以进行溢溢流观察。D指数变化化D指数的概概念基于钻钻速与压差差的关系。压压差减小钻钻速增高，换换句话说，井井下越接近近平衡，甚甚至欠平衡衡，钻速越越高。标准准钻速通常常被记录。当当D指数偏向向减小时可可以认为是是溢流的信信号。通常常D指数随井井深增加直直到钻遇压压力过渡带带，D指数减小小。第五章 关井

26、井程序一旦发现溢溢流，司钻钻的职责是是尽快关井井。在井控中井井队人员能能做的最大大贡献是减减小溢流量量。井队人员无无法控制钻钻井设计和和地层压力力。他们能能做到的是是减小溢流流量从而减减小井控过过程中的各各种压力。许多年来一一直争论的的软关井和和硬关井的的问题最后后归结为硬硬关井。研研究证明，硬硬关井引起起的水击压压力小于关关井迟缓增增大溢流量量引起的压压力增加。一些操作者者在某些情情况下也许许仍然喜欢欢软关井。确确切的关井井情况和程程序应该在在班前会上上确定并张张贴在钻台台上。关井程序在在不同情况况下会有变变化。硬关关井的节流流阀应该全全关，软关关井的节流流阀应保持持全开或半半开。在实际操作

27、作中，大多多数井队用用平板阀关关井，而不不是节流阀阀。用那个个阀取决于于节流管汇汇的布置。陆上钻井钻钻进时的关关井程序（硬硬关井）1. 停转盘2. 起方钻杆杆直至保护护接头出转转盘面3. 停泵4. 检查溢流流5. 关防喷器器。大多数数情况下关关环形6. 通知监督督7. 开液动阀阀8. 记录和监监控关井立立压和套压压9. 记录泥浆浆池液面增增量和关井井时间10. 检查地地面和防喷喷器是否有有漏失11. 关泵入入阀隔离泥泥浆泵有几个因素素影响首先先关哪个防防喷器：l 环形防喷喷器的使用用不要求确确定钻具位位置l 环形防喷喷器的使用用允许关井井时活动钻钻具，防止止卡钻l 闸板防喷喷器关井迅迅速可以较

28、较少关井时时间，从而而减少溢流流量关井立套压压应该监控控并每隔几几分钟记录录一次。要要特别关注注压力的变变化情况和和任何突然然意想不到到的变化。要特别关注注套压！如如果套压增增加很快，则则溢流是气气体并且正正在滑脱！立即用司司钻法循环环溢流出井井。不要浪浪费时间计计算溢流上上窜速度或或者为工程程师法加重重泥浆。任何认定的的工程师法法的优点随随着溢流滑滑脱到井口口和压力上上升而丧失失殆尽。如果钻柱上上有回压阀阀，初始关关井压力读读数必须用用顶开法获获得。有几几种顶开方方法。切记记，你正在在向关闭的的井里打泥泥浆，泵入入要慢！一种方法是是缓慢泵入入并记录压压力和泵入入泥浆体积积的关系，当当立压不再

29、再上升甚至至下降，通通常的原因因是回压阀阀打开时其其上下压力力平衡了。这这种方法要要求良好的的判断和经经验。大多多数操作者者使用带孔孔眼的浮阀阀。它可以以阻止大量量流体通过过钻柱上喷喷而足以传传递压力。另一种方法法是向井内内打泥浆直直到套压有有微小的增增量，停泵泵并记录压压力。切记记，你正在在向关闭的的井里打泥泥浆，泵入入要慢！起钻时的关关井程序1. 把钻具放放入吊卡2. 抢装全开开阀3. 关闭全开开阀4. 关防喷器器。大多数数情况下关关环形5. 通知监督督6. 开液动阀阀7. 接方钻杆杆8. 开全开阀阀9. 记录和监监控关井立立压和套压压记录泥浆浆池液面增增量和关井井时间10. 检查地地面设

30、备漏漏失注意优先使使用全开安安全阀，因因为如果钻钻柱内正在在井涌，它它比回压阀阀阻力小易易于安装。而而且如果需需要电缆操操作，全开开阀也能实实现。如果果需要强行行下钻到井井底，应该该在全开安安全阀上面面再接回压压阀。重要的是全全开安全阀阀必须在关关防喷器前前安装。否否则由于泥泥浆从钻杆杆内的流动动使全开安安全阀难以以安装。钻钻柱内部必必须关闭才才能控制井井口。连接方钻杆杆之后要打打开全开安安全阀，先先开泵慢慢慢望全开阀阀上面泵入入泥浆，每每1/4桶泵泵入泥浆量量记录一次次立压。立立压的增量量每次记录录应该相同同直到压力力相等把阀阀打开。圈闭压力圈闭压力就就是反映在在立压或套套压上平衡衡地层压力

31、力多余的压压力。最常常见的圈闭闭压力是由由于泵没停停稳就关井井形成的。圈圈闭压力必必须放掉以以获得压井井计算有效效的压力数数据。要检检查圈闭压压力：1 只只从套管处处释放。这这可以避免免污染钻柱柱内的泥浆浆以及堵塞塞钻头水眼眼的可能性性。节流阀阀也装在套套管处易于于控制该过过程。2 使使用立压作作为指导3 少少量排放每次1/441/22桶4 每每次排放后后关闭节流流阀并记录录立管压力力5 继继续排放并并观察立管管压力直到到立压不再再降低6 记记录真实关关井立压套套压也许当钻柱柱内充满压压井泥浆而而压力仍然然是关井立立压，要重重复检查圈圈闭压力的的存在。注意检查圈圈闭压力会会引起更多多溢流和更更

32、高压力。如如果关井前前进行了适适当的井涌涌检查，就就不会有圈圈闭压力。你你要在乎每每个PSII的压力，不不要敞开节节流阀放掉掉井底压力力。任何情况下下也不能在在环形防喷喷器开启，井井涌的情况况下下钻到到井底。这这就是所谓谓的要试图图超过溢流流，这是最最坏的做法法。关井程序和和导流导流是最基基本的过程程知道浅层气气的危害而而故意把它它引到钻台台是危险的的做法。应应努力避开开浅层气，这这些努力包包括浅层气气地质勘探探、导眼钻钻井和无导导管钻井。一些操作者者现在挤注注表层套管管鞋以期能能承受关井井压力而不不发生管外外冒油冒气气现象。导导流只能认认为是为钻钻机的撤退退赢得时间间。在钻表层的的时候，导导

33、流系统相相当于BOOP的作用用，如果发发生了浅层层气，流体体被引导到到井场以外外。导流系系统是否使使用应该在在开钻前定定好。书面面的导流程程序应该贴贴在钻台上上。如果套管鞋鞋处的地层层强度不足足以承受溢溢流的关井井压力，需需要使用导导流系统。对对于浅井来来说，许多多溢流就发发生在地表表。在这种种情况下，我我们试图通通过允许流流体放喷防防止套管鞋鞋的破裂，并并期望浅层层气自己很很快喷完停停止。导流是一项项极其有害害的操作，设设备的失效效是经常的的。导流器器的设计通通常不能承承受实际导导流条件。高高速流动的的泥浆和砂砂子将很快快冲蚀任何何设备，重重型钻井四四通在几分分钟内就被被浅层气的的流体损坏坏

34、。导流系统是是钻机安装装的最后工工作，钻台台下面已经经充满各种种管线、阀阀和其他设设备。因此此导流管线线通常不是是直通钻机机外。任何何一个转弯弯处都是一一个潜在的的失效点，管管线的内径径通常也比比较小。大尺寸的管管线用于处处理大量的的物质。对对于陆地钻钻机，通常常有一个大大通径的环环形防喷器器在表层套套管顶部。下下面是两条条大尺寸的的管线，设设备和控制制系统有不不同的安置置方法。如果有一个个不能关井井的溢流，导导流设备关关闭，井内内流体通过过一条或两两条管线放放喷。导流流系统只是是赢得时间间撤离钻机机，我们希希望在系统统失效之前前井喷会自自己停止。另一个与钻钻表层有关关的设备是是紧急灌浆浆泵。

35、这是是一个紧急急情况下可可以开启用用以往井内内灌注清水水的泵。这这主要用于于大量漏失失的情况，该该泵也可以以帮助保持持井内气体体为潮湿减减少着火的的机会。第六章 关井井立压和关关井套压一旦关井，立立管压力表表和套管压压力表可用用于确定井井的状态。当当泥浆液柱柱静液压力力等于地层层压力，立立压套压等等于零。发发生溢流时时，情况就就改变了。泥泥浆液柱静静液压力不不再等于地地层压力，关关井后，立立管压力反反映泥浆液液柱压力和和新的地层层压力的差差值。假设设钻柱内充充满“好的泥浆浆”，立压加加上泥浆液液柱压力等等于新的地地层压力。立压表相当当于有一个个长柄的压压力表，柄柄长等于钻钻柱长度。只只要钻柱内

36、内泥浆的密密度知道，井井底压力就就可以计算算出来。利利用立管压压力求取井井底压力是是井控的一一个基本步步骤。一个个井深100000英英尺泥浆比比重10PPPG的井井眼，井底底压力是55200ppsi。如如果关井立立压为4000psii,井底压压力为56600pssi.如果泥浆比比重增加一一个值使之之在100000英尺尺的液柱内内产生4000psii的压力，关关井立压将将降至零；井底压力力和地层压压力将平衡衡。BHP=.052XX100000X100.0=55200ppsi5600=.0522x100000x?=10.7ppgg压井泥浆比比重即可得得到在套管一侧侧我们也有有一个长柄柄压力表，这这

37、时柄是钻钻柱的外面面、套管的的里面和裸裸眼段。虽虽然形状不不同也算是是柄。和钻钻柱内一样样停泵后110ppgg的泥浆100000英英尺的井眼眼，套压也也为零（设设地层压力力为52000psii）发生溢流后后，套压变变成了组合合压力。我我们仍然有有10pppg的泥浆浆在井内，只只是不知道道有多少泥泥浆被溢流流顶出。第七章U型型管概念有时可用UU型管作为为井的模型型来理解，U型管的一端代表钻柱而另一端代表环形空间。如果U型管管充满水，它它将保持静静止，什么么事情也不不会发生，因因为两边是是同样的高高度和同样样的流体淡水，因因而具有同同样的流柱柱压力。如果一边充充满较重的的流体比如如盐水，而而另一边

38、仍仍然是淡水水会发生什什么？盐水水一边向下下施加更大大的静流力力，只要UU型管的两两边连通，盐盐水边和淡淡水边会自自已平衡。盐盐水的液面面将下降，把把部分淡水水顶出来，直直到U型管底部部的压力对对两边来说说是相等的的。U型管原理理对模拟各各种井控程程序都是有有用的，清清除防喷器器组内的圈圈闭气体和和从导管内内清除原浆浆是两个使使用U型管原理理的常见操操作，使用用节流和原原井管汇在在深水井控控中循环溢溢流出井时时如果两条条管线的静静液压力不不相等将是是很复杂的的。如果我们把把地层压力力的概念加加在U型管上，就就形成了一一口完整的的井，只要要U型管内的的液柱压力力等于或稍稍大于地层层压力，两两边都

39、充满满良好泥浆浆的话，什什么事情都都不会发生生。当具有比井井内液注压压力更高的的地层压力力的地层被被钻穿时，溢溢流将发生生，地层流流体进入井井内。本未尾的图图表明了一一个典型的的100000英尺、泥泥浆比重110ppgg的井的情情况，溢流流关井，关关井立压5500pssi，关井井套压10000pssi，假设设溢流为气气体没有静静液压力，显显示的计算算很容易进进行。作为气体运运移和对井井底压烟囱囱的影响的的描述，最最后一张图图表示如果果气体溢流流在不膨胀胀的情况下下运移至节节流阀处井井底压力将将会怎样变变化，井底底压力被带带到了地面面。U型管也可可用于表示示泥浆循环环过程，泥泥浆从泥浆浆泵，经过

40、过立管、方方钻杆、钻钻头，经环环空上返，推推动泥浆运运动的力可可以在立压压表上读出出。如果提提高泵速，立立压升高。泥泥浆泵需要要更大的功功率使泥浆浆流动更快快。如果泥浆比比重增加，泵泵速将下降降，否则功功率要提高高来维持泥泥浆保持不不变的流动动速度。这这个关系是是线性的，如如果对100ppg的的泥浆立压压为1000psi，那那么11pppg的泥泥浆要求1110 ppsi，增增加10%。上边的例子子不是太真真实，假设设10pppg的泥浆浆循环泵压压28000 psii，如果泥泥浆比重同同样增加110%，变变成11pppg，泵泵压增加110%将成成为30880 pssi。假设泥浆通通过节流阀阀循环

41、，节节流阀可以以关小以增增加额外的的压力在循循环系统，假假设节流阀阀全部关闭闭增加2000 pssi的压力力至循环系系统，立管管压力和泵泵压表也将将增加2000psii，现在循循环压32280 ppsi。由于节流阀阀的调节引引起的压力力变化的影影响在整个个系统都可可以感觉到到，这是在在循环溢流流出井时使使用节流阀阀维持井底底压力不变变的基本原原理。第八章 低泵速实实验和基本本计算泥浆泵是钻钻机能够实实现井控的的关键部件件，能够泵泵入定量的的泥浆，保保持精确压压力控制对对井控操作作是基本要要求。压井泵速（也也叫低泵速速实验）司钻上班的的首要事情情是做低泵泵速实验，有有时也称为为压井泵速速。这是对

42、对已知的泥泥浆比重、井井眼形状和和井下钻具具合而进行行的低泵速速实验，如如果这些参参数发生了了变化，应应重新进行行实验。每台泵通常常作不止一一个低泵速速试验，例例如，司钻钻调整泵速速为通常速速度的1/4或1/2，20冲或40冲，泵泵压从节流流面板读取取并记录。低泵速压井井的好处：*较低泵速速降低空摩摩阻，这样样可以降低低套管鞋处处的压力，减减少地层破破裂和井涌涌的可能性性。*如果发生生问题班组组人员有较较长的反应应时间事情发展展变慢了。*班组长人人员有更多多的时间加加重。*泵的泵荷荷减少。*节流阀调调节更容易易。根本原因是是低泵速使使班组人员员更容易保保持井眼的的控制状态态，低泵速速用于循环环

43、受侵泥浆浆出井并用用新泵控制制地层压力力。低泵速速实验给班班组人员提提供了一个个已知的初初始状态。精精确的泥浆浆流动和压压力控制对对井控是十十分重要的的。初始循环压压力低泵速压力力是为计算算初始循环环压力而试试验的，初初始循环压压力是循环环泥浆和控控制溢流所所需要的压压力，初始始循环压力力等于关井井立压加上上低泵速压压力。泥浆浆泵必须克克服循环泥泥浆的摩阻阻和作用在在井口的地地层压力（关关井立压）。ICP=KKRP+SSIDDPP另外两个基基本计算是是地面到钻钻头的冲数数和时间。要计算地面面到钻头的的冲数，首首先我们要要主出需要要顶替的泥泥浆量钻柱内容容积。如果果100000英尺的的5寸，钻杆

44、杆（19.5ppff）的容积积系数是00.017776桶/英尺。用用100000生活会会乘以0.017776就得到到177.6桶，这这就是从地地面到钻头头需要泵入入的泥浆量量。如果我们的的泥浆泵是是三缸61/2缸套，00.1233桶/冲，那那么从地面面到钻头需需要14444冲。如如果压井泵泵速为300spm，那那么需用时时间为接近近49分钟钟。在上例中，我我们忽略了了井下钻具具组合的计计算。如果我们加加上5000英尺8钻铤，现现在某些方方面05000英尺，那那么需要另另外的0.008774桶/英英尺500英英尺或者44.4桶的的泥浆要泵泵入，即336冲，总总泵冲为11480冲冲，交流中中心 时

45、间间为50分分钟，5钻杆的内内容积几乎乎是8钻铤的22倍。用同样的方方法计算钻钻头到地面面的冲数和和时间，首首先计算泵泵入泥浆量量环空容容积然后除除以泵的排排量。5钻杆与与121/4的井眼之之间的环空空容积系数数为0.11205桶桶/英尺对对100000英尺的的井深，泥泥浆量为11205桶桶。8钻铤在1221/4井眼内的的环空容积积系数为00。08336桶/英英尺。假设同样是是500英英尺的钻铤铤长度，则则需要多泵泵入42桶桶泥浆，总总的泥浆体体积12447桶，在在30冲时时需101139冲或或338分分钟5小时时节8分。顶替钻杆和和井眼的总总时间大约约在6小时时28分。终了循环压压力FCPP

46、我们已经算算过了初始始循环压力力和压井泥泥浆比重，目目的是用压压井新泥浆浆顶替受污污染的旧泥泥浆。压井泥浆比比井眼内的的原浆重，因因此在同样样的泵速下下需要更大大的压力来来循环。我我们仍从已已知的地方方开始KRP。我我们已经用用它计算了了初始循环环压力，现现在我们用用初始循环环压力和压压井泥浆比比重计算终终了循环压压力。为了连续保保持精确的的井底压力力控制和地地层压力控控制，重要要的是每次次只改变一一个参数。很简单，终终了循环压压力将是低低泵速按压压井泥浆比比重比原浆浆比重增加加的百分比比来增加。如果泥浆比比重是原浆浆的2倍，那么么终了循环环压力应该该是初压力力的2倍。由于于这是不可可能的，我我们取两个个泥浆比重重的一个合合适的比例例。终于循环压压力FCPP=低泵速速压力压井泥浆浆比重/原浆比重重如果新浆比比重11pppg，原原浆比重110 pppg，则终终了循环压压力为低泵泵速压力增增加10%，如果低低泵速压力力是8000psi，则则终了循环环压力为8880 ppsi，FCP只有有在压井泥泥浆到达钻钻头时才达达到。在这这时初始循循环压力降降低直到等等于终了循循环压力，这这可以在压压井施工单单上记录下下来。泵速增加增加泵速能能使泵压更更快增加，比比例为新泵泵速除以老老泵速的平平方，换句句话说，泵泵速增加一一倍，压力力增