石油开采-井控培训课件

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1、钻井井控培训教材自二十世纪初开始，由于钻井技术的不断成熟，世界石油、天然气勘探开发活动日益活跃，勘探领域从陆上到海上，从浅部地层到深部地层，从老区到新区迅速延伸。在这个钻井数量不断增加，勘探领域逐渐扩大的过程中，井喷失控日益成为威胁钻井安全的关键因素。世界上第一例公开报道的井喷失控发生在1901年1月10日，美国德克萨斯州东南部的博蒙特，一口油井在起钻过程中发生井喷，巨大的压力把井内还未起出的700英尺钻具冲出井口，油气柱喷高达100英尺，最终喷出原油50万桶并引发着火。我国解放后发生的比较严重的天然气井的井喷失控是在1957年2月2日，

2、重庆巴9井，起钻未灌钻井液引发强烈井喷，井内216m钻具全部冲出，与井架撞击着火，火焰高达120余米，先后经过3次空中爆炸才将大火扑灭。实践证明，单纯靠经验来处理井控问题已无法避免和减少因井喷和井喷失控造成的巨大损失。因此，油气井的压力控制引起人们的极大关注，随着现代钻井工艺技术的不断发展，逐渐形成了较系统的井控理论和压力控制技术。返回井控，就是采用一定的方法平衡地层孔隙压力，即油气井的压力控制。在钻井过程中，通过维持足够的井筒内的压力以平衡或控制地层压力，防止地层流体进入井内，保证钻井作业安全顺利地实施。井控技术一次井控是井内采用适当的

3、钻井液密度来控制地层孔隙压力，使得没有地层流体进入井内，溢流量为零。返回二次井控井内使用的钻井液密度不能平衡地层压力，地层流体流入井内，地面出现溢流，这时要依靠地面设备和适当的井控技术来处理和排除地层流体的侵入，使井重新恢复压力平衡。返回三次井控是指二次井控失败，溢流量持续增大，发生了地面或地下井喷，且失去了控制。这时要使用适当的技术和设备重新恢复对井的控制，达到一次井控状态。井侵当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，通常称之为井侵。井口返出的钻井液量大于泵入量，或停泵后井口钻井液自动外溢，这种现象称之为

4、溢流。溢流返回图2-5井内循环压力损失溢流进一步发展，钻井液涌出井口的现象称之为井涌。井涌返回1）决定溢流严重程度的主要因素（1）地层允许流体流动的条件地层的渗透率、孔隙度以及裂缝的大小和连通情况是决定地层流体流动条件好坏的主要因素。地层的渗透率说明地层流体的流动能力；地层的孔隙度及裂缝大小表明地层容纳流体的空间的量。高渗透率和孔隙度或裂缝大，连通好的地层发生严重溢流的可能性比较大。3、与溢流有关的概念（2）钻井液液柱压力与地层压力的差值若钻井液液柱压力比地层压力小得很多，就存在较大的负压差。这种负压差，再遇到高渗透率、高孔隙度或裂缝大、

5、连通好的地层，就可能发生严重溢流。2）溢流的分类（1）根据流入井筒的地层流体种类分，常见的溢流流体有：天然气、石油、盐水、硫化氢、二氧化碳。若气体进入井内，就称为气体溢流，若是2m3气体进入井内，则称2m3气体溢流。（2）根据井控技术要求，排除溢流所需的钻井液密度增量来分，如排除溢流所需的钻井液密度增量为0.1g/cm3，则称为0.1g/cm3的溢流。据不完全统计，1949～1988年间，我国累计发生井喷失控230口，其中井喷失控后又着火的井78口，占井喷失控井的34%，因井喷失控着火和井喷后地层塌陷损坏钻机59台。其中1978～1988

6、年的11年间发生井喷失控井133口，因井喷失控导致死亡5人，伤41人。1994年～2004年发生16次严重井喷失控事故，尤其是罗家16H井，因喷出大量H2S气体造成附近居民大量伤亡和转移，在社会上造成了严重影响。综观各油气田发生井喷失控的实例，分析井喷失控的直接原因，大致可归纳为以下几个方面。1、地质设计与工程设计缺陷。1）地质设计缺陷（1）地质设计未提供三个压力剖面，特别是准确的地层压力资料。（2）地质设计未提供施工井周边注水井的压力、注水量等资料。（3）地质设计未提示施工井所在区块（地区）浅气层和过去所钻井发生井喷事故的资料。（4）地

7、质设计未提供施工井周边的情况，居民、道路、河流等资料。2）工程设计缺陷（1）井身结构设计不合理。表层套管下的深度不够，当钻遇异常压力地层关井时，在表层套管鞋处蹩漏，钻井液窜至地表，无法实施有效关井；有的井设计不下技套，长裸眼钻进，同一裸眼段同时存在漏、喷层，更增加了井控工作的难度。（2）钻井液密度设计不合适。（3）防喷装置设计不合适。防喷装置的压力等级要与地层压力相匹配；在深井、高压井、高含硫井等复杂井要配备环形防喷器、单闸板防喷器和双闸板防喷器，并要配备剪切闸板；储能器的控制能力要与井口防喷器相匹配；内防喷工具、井控管汇、辅助井控装备的

8、选择与安装不合适等。（4）加重料储备及加重能力不能满足井控要求。（5）井控技术措施针对性、可操作性差。2、井控装置安装、使用及维护不符合要求。1）井口不安装防喷器。井口不安装防喷器主要是认识上