【7A文】井控技术.ppt

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1、井控技术井控技术钻井过程中，为了将侵入井眼的地层流体安全排出或防止地层流体侵入井眼的一切活动称为井控。(1)溢流(Overflow)。返出钻井液流量大于泵入钻井液流量称为溢流，但返出流体不会到达转盘以上。(2)井涌(Kick)国内：井口返出流体超过转盘面，但低于二层平台。国外：地层压力大于井底压力时，在其压差作用下，地层流体进入井眼，这种流体流动称为井涌。(3)井喷(Blowout)国内：当井口返出流体超过二层平台时称为井喷国外：将井涌失控称为井喷。目录第一节井眼与地层压力关系第二节溢流与环空

2、气液两相流第三节地层流体侵入检测第四节溢流关井程序第五节压井计算与压井方法第一节井眼与地层压力关系静液压力PmPm=9.81ρmH式中Pm——井底压力，KPa;ρm——钻井液密度，g/cm３；H——液柱垂直深度，m。当Pm=Pp时，为平衡压力钻井(BalancedDrilling)。钻井液循环时，附加了环空循环摩阻钻柱或套管提升过程中，产生抽汲压力钻柱或套管下放过程中，井眼中会产生激动压力平衡压力钻井Pb=Pp+Δp式中Pb——井底有效压力，MPa;Δp——压

3、力附加值。油井：Δp＝1.5～3.5MPa；气井：Δp＝3.0～5.0MPa。折合为钻井液密度增加量，油井钻井液密度应增加0.05～0.10g/cm３；气井钻井液密度应增加0.07～0.15g/cm３。第二节溢流与环空气液两相流一、地层流体侵入原因(1)钻井液密度低。由于地层压力不清楚，钻井液密度设计过低。(2)环空钻井液液柱降低。起钻时补灌钻井液不足或发生漏失。(3)起钻抽汲。在钻井液循环或静止情况下，井底压力大于地层压力，而提钻产生抽汲后则会造成井底压力小于地层压力。(4)循环情况下

4、。井底压力大于或等于地层压力，停止循环后，则井底压力小于地层压力。第二节溢流与环空气液两相流二、环空气液两相流型分布与流动实际井眼情况，钻井液一般为非牛顿流体，根据进气情况，沿井眼环空气液两相流型可以分为四种情况，（a)微小气量(b)小气侵量(c)中气侵量(d)大气侵量第二节溢流与环空气液两相流垂直井眼环空气液两相流型分布规律(a)微小气侵量下井眼气体分布规律整个井眼为泡状流，这种情况在地面可以看到钻井液槽内有气泡(b)小气侵量下井眼内气体分布规律在井眼的中下部为泡状流，但在上部为段塞流

5、，这种情况可以在井口看到一股股的干气，并呈喷状。它既可以由(a)情况演变而来，也可能由于地下进气量增加所致。第二节溢流与环空气液两相流垂直井眼环空气液两相流型分布规律(c)是中气侵量下井眼气体分布规律在井底为泡状流，但在井眼中上部为段塞流，而在井口为搅拌流。这种情况可以在井口出现连续的喷势，成为较为强烈的井喷，它可由图(b)演变而来。(d)是大气侵量下井眼气体分布规律。对于高压裂缝性溶洞性气藏，进入井眼的气体流量大，在井眼的底部可能会出现段塞流，但这并不等于连续气柱，而且差别很大，在井的中

6、上部，将出现搅拌流。在井的上部出现环状流。在地面可以看到强烈的井喷。(c)中的情况如果控制不当，可以导致本种情况第三节地层流体侵入检测一、地层流体侵入井眼征兆(1)钻时加快；(2)泥浆池液面增高；(3)钻井液返出液流量增加；(4)返出钻井液温度增高；(5)返出钻井液密度变低；(6)返出钻井液电导率变化；(7)返出钻井液粘度变化；(8)循环压力下降；(9)地面油气显示；(10)大钩负荷增大；二、地层流体侵入井眼的检测法(1)泥浆池液面检测。当地层流体侵入井眼后，泥浆池液面将会

7、升高。目前泥浆池液面检测是地层流体侵入检测的主要方法。(2)返出钻井液流量检测法。当环空钻井液返出量大于泵入量时，可考虑溢流。多用挡板流量计测量钻井液返出流量。测量钻井液在返出管线的充满度，计量精度差。(3)声波气侵检测法。声波在气液两相流传播速度模型：式中a—声波在气液两相流中传播速度，m/s;ρmix＝ρgλ＋ρm（１-λ）Ｋmix＝Ｋgλ＋Ｋm（１-λ）λ——截面含气率(0＜λ＜１)；ρg——气体密度，kg/m３；ρm——液体密度，kg/m３；Ｋg——气体压缩系

8、数；Ｋm——液体压缩系数。在工程上，常用简化的伍德公式式中P＝气液混合物压力，Pa。实验表明，本方法比上述两种方法检测到气侵提前很多时间，为及早井控与安全钻井提供了依据。第四节溢流关井程序一、关井方式分类1硬关井硬关井是在节流阀关闭的情况下关闭防喷器本方法关井最迅速，地层流体侵入井眼最少。2软关井软关井是先打开节流阀，再关闭防喷器。本方法对井口装置及环空水击作用最小。但由于其关井时间长，地层流体侵入量也最大。3半软关井半软关井是先适当打开节流阀，再关闭防喷器。本方