钻井工程理论与技术 第六章 油气井压力控制.ppt

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1、第六章油气井压力控制本章主要内容:井眼与地层压力系统欠平衡压力钻井井涌的原因、征兆与检测方法发生井喷的失控的原因关井方式与关井程序侵入流体性质的判别压井—恢复井内压力平衡方法概述油气井压力控制——在钻井过程中对地层压力进行控制。井控的基本要求：1、有效地控制地层压力，防止井喷。2、防止井漏、井塌和缩径等复杂情况的发生3、有效的保护油气层井控的技术内容：1、地层压力的预测和监测2、钻井液密度的控制3、合理井身结构的设计4、防喷器装置的配置5、溢流后的正确处理•起钻抽吸，起钻过程中不及时灌泥浆。•起完钻后空井时间过长；•未及时发现溢流，或发现溢流后处理措施不当；•井口未安装防喷器

2、，或承压能力太低；•防喷器及管汇安装不符合要求•井身结构设计不合理•对浅气层缺乏足够的认识•地层压力预测不准，泥浆密度偏低•在发生井漏后，没有预防可能发生的井喷•思想麻痹，违章操作。第一节井眼—地层系统的压力平衡一、井眼内的各种压力1、地层孔隙压力2、地层破裂压力3、钻井液静液柱压力4、环空循环压降5、井内波动压力抽吸压力：激动压力：井底有效压力：正常钻进时：起钻时：下钻时：最大井底压力：最小井底压力：安全钻井的压力平衡条件：地层流体侵入井眼；平衡压力钻井；压裂地层，发生井漏；过平衡压力钻井，地层流体有控制入井眼，欠平衡压力钻井二、井眼—地层系统压力基本关系—安全附加压力；—

3、安全附加密度；油井：=1.5~3.5Mpa=0.05~0.1气井：=3.5~5.0Mpa=0.07~0.15三、平衡与欠平衡压力钻井1、平衡压力钻井（1）概念：在有效的控制地层压力和维持井壁稳定的前提下，尽可能降低钻井液密度，使钻井液液柱压力刚好等于或略大于地层压力，达到解放钻速和保护油气层的目的，这种钻井方法称为平衡压力钻井。（2）技术关键：地层压力的准确预测合理钻井液密度的确定2、欠平衡压力钻井（1）概念：所谓欠平衡压力钻井，即在钻井过程中允许地层流体进入井内，循环出井，并在地面得到控制。在井底有效压力低于地层压力的条件下进行钻井作业。在井下，允许地层流体进入井内，在井口

4、，利用专门的井控装置对循环出的流体进行控制和处理，这样可及时发现和有效的保护油气层，同时可显著提高钻进速度。（2）技术关键：1）地层孔隙压力和破裂压力的准确预测2）钻井液类型选择和密度等性能的控制3）井口压力控制和循环出井流体的处理4）起下钻过程的欠平衡5）井底有效压力的计算与监测6）井壁稳定7）完井（3）欠平衡钻井适用的储层：1、高渗透固结砂岩和碳酸岩油气藏2、裂缝性油气藏3、致密性（低孔低渗）油气藏4、压力衰竭的低压油气藏（4）欠平衡钻井方式（欠平衡产生条件）1、流钻：常规钻井液密度，边喷边钻2、气体钻井：人工诱导产生欠平衡，包括：（1）空气钻井；（2）雾化钻井；（3）泡

5、沫钻井；（4）充气钻井。第二节溢流的侵入及其检测一、有关溢流和井喷的概念溢流（又称为井涌、静侵）：地层流体（油、气、水）侵入井内，井口返出的钻井液量大于泵入量，或停泵后钻井液从井口自动外溢的现象。井喷：地层流体失去控制地喷出地面。二、地层流体侵入井内的原因1、地层压力掌握不准，使设计的钻井液密度偏低2、地层流体（油、气、水）侵入，使钻井液密度降低3、起钻未按规定灌泥浆，或井漏井内液面降低4、起钻速度过快，引起抽过大，地层流体侵入井内5、停止循环时，环空循环压降消失，使井底压力减小。统计表明，近70%的井涌或井喷发生在起钻（起完钻）过程中。三、气侵的特点1、气侵的途径与方式•岩

6、石孔隙内的气体随钻碎的岩屑进入井内钻井液•气层中的气体由于浓度差通过泥饼向井内扩散•当井底压力小于地层压力时，气层中的气体大量流入或深入井内2、气侵的特点及危害（1）侵入井内的气体由井底向井口运移，体积逐渐膨胀，越接近地面，膨胀越快，因此，在地面看起来气侵很严重的钻井液，在井底只有少量气体侵入。（2）一般情况下，气体侵入钻井液呈分散状态，井底泥桨液柱压力的降低是非常有限的，只要及时有效的除气，就能有效的避免井喷。（3）当井底气体形成气柱时，随着气柱的上升（滑脱上升或循环上升），在井口未关闭的情况下，环境压力降低，体积膨胀变大，替代的钻井液液量越来越多，使井底压力大大降低，更多

7、的气体以更快的速度侵入井内，最终导致井喷。（4）在井口关闭的情况下，气体在滑脱上升中保持体积不变，因此，其压力亦保持不变，此情况下，井口和井底压力都会逐渐增加，当气体达到井口时，井口承受的压力为地层压力，井底的压力为2倍地层压力，此情况下可能压漏地层，发生井下井喷。因此，在井内气体上升过程中，应逐渐有效控制地放压，使套压小于允许套压。3、的危害属剧毒性气体，对人体有极强的损害和设备有较强的腐蚀性，在含地层进行施工作业时，为了确保人身和设备的安全，井控要求具有一定的特殊性。（1）的物理化学性质硫化氢是一种