川渝東部地區(qū)復(fù)雜條件下的井控關(guān)技術(shù)

1、塔中823井,川渝東部地區(qū)復(fù)雜條件下的井控技術(shù),講座提綱 1.川渝東部地區(qū)概況 2.地質(zhì)與工程特征 3.二級(jí)井控技術(shù) 4.溢流關(guān)井后幾種類型井的處理 5.氣井噴漏同存的處理技術(shù),羅家16H井,羅家2井,塔中823井,遼河油田,遼河油田,前車之鑒,后世之師,塔中823井,遼河油田,遼河油田,前車之鑒,后世之師,2003.12.23羅家16H井,243persondied,塔中823井,遼河油田,前車之鑒,后世之師,中石化清溪1井天然氣有控放噴搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng),塔中823井,川渝東部地區(qū)復(fù)雜條件下的井控技術(shù),講座提綱 1.川渝東部地區(qū)概況 2.川渝東部地區(qū)地質(zhì)與工程特征 3.二級(jí)井控技術(shù) 4.溢流關(guān)井后幾

2、種類型井的處理 5.氣井噴漏同存的處理技術(shù),塔中823井,第一部分：川渝東部地區(qū)概況,川渝東部地區(qū)是中國(guó)最復(fù)雜的鉆井地區(qū)之一，天然氣資源豐富。該地區(qū)地質(zhì)、鉆井、試修工程難度大。高陡地質(zhì)構(gòu)造，地貌和地覆都十分復(fù)雜。氣井特點(diǎn)：高溫、高壓、高含硫、高產(chǎn)。鉆井工程特征：噴、漏、垮、斜、卡等復(fù)雜情況極為突出。試修工程特征：油管和套管受腐蝕嚴(yán)重，地層擠毀套管時(shí)有發(fā)生。,川渝東部地區(qū)復(fù)雜條件下的井控技術(shù),講座提綱 1.川渝東部地區(qū)概況 2.地質(zhì)與工程特征 3.二級(jí)井控關(guān)鍵技術(shù) 4.溢流關(guān)井后幾種類型井的處理 5.氣井噴漏同存的處理技術(shù),塔中823井,第二部分 地質(zhì)與工程特征,1、地層特點(diǎn)： 川渝東部地區(qū)鉆井

3、涉及的地層主要為白堊系劍門關(guān)組二疊系長(zhǎng)興組。以海相三疊系飛仙關(guān)組及二疊系長(zhǎng)興組為目的層的井一般完鉆深度（垂深）65006950米。白堊系劍門關(guān)組三疊系須家河組近5000米厚的泥巖、泥質(zhì)砂巖及煤層極易垮塌。三疊系雷口坡、嘉陵江組中的石膏、鹽巖塑性地層與云巖、灰?guī)r組合，構(gòu)造形變、滑脫、地層破碎，鹽巖溶蝕、裂縫溶洞，導(dǎo)致井下縮徑、垮塌，井漏嚴(yán)重等。,第二部分 地質(zhì)與工程特征,塔中823井,第二部分 地質(zhì)與工程特征,塔中823井,2、構(gòu)造及地貌特征 川渝東部地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造為高陡構(gòu)造。由于構(gòu)造受力復(fù)雜，構(gòu)造組系復(fù)雜，致使地面及地腹斷層、裂縫發(fā)育、褶皺強(qiáng)烈，甚至倒轉(zhuǎn)。其特點(diǎn)概括為： 地面正向構(gòu)造多為高聳的大

4、山，溝深坡陡，相對(duì)高差500米1000米； 背斜褶皺強(qiáng)烈，兩翼陡峭，一般為不對(duì)稱背斜，地層傾角大，一般為1540度，有的可達(dá)6080度，甚至直立倒轉(zhuǎn)，地層厚度一般存在異常； 淺層中層受力作用強(qiáng)烈，斷層、裂縫發(fā)育，地層較破碎。,第二部分 地質(zhì)與工程特征,地層特征,第二部分 地質(zhì)與工程特征,第二部分 地質(zhì)與工程特征,地貌特征,第二部分 地質(zhì)與工程特征,塔中823井,3、地層主要壓力帶劃分 川渝東部地區(qū)地層壓力系統(tǒng)在縱向壓力剖面上可劃分為三個(gè)主要壓力帶： 地表漏失帶，壓力系數(shù)小于靜水柱壓力。剖面上地質(zhì)層位從劍門關(guān)組下沙溪廟組； 壓力異常過渡帶，壓力系數(shù)一般1.00 1.40之間，該帶地層壓力變化較大

5、，縱、橫向上壓力系統(tǒng)復(fù)雜。層位為嘉二飛仙關(guān)組。 高壓異常帶，地層壓力系數(shù)一般大于1.40，最高壓力系數(shù)達(dá)2.45，層位為二疊系石炭系。,第二部分 地質(zhì)與工程特征,塔中823井,、鉆井工程六大難題 鉆井速度低，周期長(zhǎng)，鉆井成本高； 井漏問題十分突出； 井眼軌跡難以控制，鉆井中靶難度大； 井眼垮塌、縮徑嚴(yán)重； 面臨各種性質(zhì)卡鉆風(fēng)險(xiǎn)； 高含硫、高壓力、井下噴漏同存，井控風(fēng)險(xiǎn)和難度極大。,第二部分 地質(zhì)與工程特征,塔中823井,5、主要井控風(fēng)險(xiǎn)和難度 鉆井地質(zhì)情況復(fù)雜，采用目前的套管結(jié)構(gòu)難以封隔復(fù)雜層段和多壓力系統(tǒng)，長(zhǎng)裸眼多壓力系統(tǒng)高低壓地層交替出現(xiàn)，井下噴漏同存。通常油氣層套管，也是技術(shù)套管。 碳酸

6、巖鹽裂縫性氣藏地層壓力變化規(guī)律性不強(qiáng),壓力預(yù)測(cè)的精度不高，更談不上預(yù)測(cè)破裂壓力。同一構(gòu)造同一層位不同地理位置的地層壓力梯度變化很大。 高含硫、高壓力、大產(chǎn)量氣井居多。三疊系二疊系以下地層,尤其是飛仙關(guān)、長(zhǎng)興組地層鮞灘儲(chǔ)層高含2。井噴和井噴失控事故及重大險(xiǎn)情時(shí)有發(fā)生。,第二部分 地質(zhì)與工程特征,塔中823井,川渝東部地區(qū)復(fù)雜條件下的井控技術(shù),講座提綱 1.川渝東部地區(qū)概況 2.地質(zhì)情況與工程特征 3.二級(jí)井控技術(shù) 4.溢流關(guān)井后幾種類型井的處理 5.氣井噴漏同存的處理技術(shù),塔中823井,泰來2井（重慶市忠縣拔山鎮(zhèn)） 2012年2月20日13:35，鉆至井深5409.00m，顯示井段5407.00

7、5409.00m，厚度2.00m。層位為長(zhǎng)興組。巖性為灰色硅質(zhì)灰?guī)r，鉆時(shí)由134min/m99min/m。全烴由0.3981.62，H2S為0ppm。鉆井液密度由1.96 g/cm31.86 g/cm3，粘度由90s115s，無色米粒氣泡占槽面30，緩沖罐槽面20cm，點(diǎn)火可燃，火焰呈亮黃色?？偝伢w積由0.86m3。錄井現(xiàn)場(chǎng)解釋為氣層。循環(huán)一個(gè)遲到時(shí)間，全烴值恢復(fù)基值。 22日21:00鉆進(jìn)至井深5430.00m，進(jìn)入?yún)羌移?4m中完。循環(huán)至23日2:00，其中2月22日14:30-24:00鉆井液性能調(diào)整，進(jìn)口鉆井液密度1.94g/cm3，出口密度由1.96 g/cm31.92g/cm3，全

8、烴值維持在0.4-0.5%。2:00至4:30短起下10柱（短起下井段5110.00-5430.00m），耗時(shí)2.5h。 4:35 6:11循環(huán)，鉆頭位置5429.00m，排量1.4 m3/min，泵壓16.5MPa，其中5:30鉆井坐崗記錄顯示液面上漲1.1 m3， 5:40出現(xiàn)后效顯示，6:11氣測(cè)全烴值70.78，無色米粒氣泡占槽面40，緩沖罐槽面上漲30.0cm， 鉆井液出口密度由1.93 g/cm3 1.60 g/cm3，粘度由98s 103s，池體積增加1.52 m3。6:16停泵關(guān)防噴器。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),塔中823井,泰來2井（重慶市忠縣拔山鎮(zhèn)） 6:25單凡爾開泵，排

9、量8L/s，節(jié)流閥全開循環(huán)排污，進(jìn)口泥漿密度1.96g/cm3，出口泥漿密度1.82g/cm3，點(diǎn)火成功，橘黃色火焰高6 8m，立壓0MPa，套壓由3.09MPa不斷上升。7:30套壓升至9.69MPa,7:48套壓升至19.29MPa，7:55停泵關(guān)井，關(guān)井套壓34MPa。7:55 9:45關(guān)井觀察，立壓0 MPa（鉆具內(nèi)有止回閥），套壓41.2MPa。 2月23日至6月10日開始填井側(cè)鉆，處理時(shí)間107天，報(bào)廢進(jìn)尺1580m，埋鉆具1399.01m。 原因分析： 一是鉆遇氣層，2月22日出口密度調(diào)整至1.92g/cm3，未恢復(fù)到停泵壓穩(wěn)值1.96 g/cm3，可能造成井底欠壓。 二是鉆井液

10、處理幅度較大，密度短時(shí)間內(nèi)難以循環(huán)均勻，井筒內(nèi)鉆井液平均密度可能低于出口鉆井液密度1.92 g/cm3，使井底欠壓加劇。 三是短起下鉆未及時(shí)灌漿。 我個(gè)人認(rèn)為，關(guān)井后壓井處置錯(cuò)誤，是造成這次事故的主要原因,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),塔中823井,發(fā)生溢流關(guān)井后 鉆井工程師需要了解的主要鉆井資料 1、當(dāng)時(shí)井深及鉆頭井深位置； 2、關(guān)井套壓和立壓（需要求取）； 3、鉆井液密度及溢流量； 4、慢泵速數(shù)據(jù)（井深、鉆井液密度、泵量及對(duì)應(yīng)的泵壓）； 5、上一層套管最小抗內(nèi)壓強(qiáng)度及下深； 6、井口防噴器組壓力級(jí)別(一般大于上一層套管最小抗內(nèi)壓強(qiáng)度）; 7、井內(nèi)鉆具內(nèi)、外容積情況（m3/100m)。,第三部分

11、二級(jí)井控關(guān)鍵技術(shù),一、常規(guī)壓井施工 所謂常規(guī)壓井，是指在井不漏、鉆具在井底，采取正循環(huán)方式重建井內(nèi)壓力平衡的壓井方法。一般是指司鉆法、工程師法、邊循環(huán)邊加重進(jìn)行壓井作業(yè)。除此類以外的方式方法基本上屬于特殊壓井。 常規(guī)壓井方法應(yīng)注意哪些主要問題和方法呢？,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),1、壓井液密度確定的依據(jù)。發(fā)生溢流必須首先實(shí)施關(guān)井，求取相對(duì)準(zhǔn)確的立壓數(shù)據(jù)，計(jì)算地層壓力及當(dāng)量密度和壓井液密度，絕不能采取不關(guān)井不求壓就邊循環(huán)邊加重的錯(cuò)誤做法。還必須計(jì)算其它壓井所有參數(shù)。 2、關(guān)井時(shí)間的確定。通常需要關(guān)井到求取立壓的時(shí)間應(yīng)達(dá)到1525分鐘，關(guān)井后必須觀察和記錄立壓和套壓的變化，并作曲線分析。便于發(fā)現(xiàn)關(guān)井

12、過程是否發(fā)生井漏，便于選擇壓井方法。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),3、壓井泥漿量的準(zhǔn)備。在井不漏的情況，一般準(zhǔn)備有效壓井泥漿量是井筒容積的1.21.5倍，便于應(yīng)對(duì)壓井過程發(fā)生一般性中小井漏和控制壓力波動(dòng)出現(xiàn)平衡點(diǎn)滯后的嚴(yán)重油氣侵現(xiàn)象。嚴(yán)重井漏例外。 4、常規(guī)壓井應(yīng)遵從的基本原則。井內(nèi)液柱壓力加上控制的回壓應(yīng)略大于地層壓力。特別注意，當(dāng)其重泥漿到達(dá)鉆頭位置時(shí)，不要認(rèn)為井內(nèi)的液柱壓力就已經(jīng)略大于地層壓力，就可以隨意調(diào)大節(jié)流閥開度降低井口回壓。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),5、正常壓井，力求做到壓井作業(yè)過程正、反都要計(jì)量。保持進(jìn)出泥漿量相對(duì)一致，也便于發(fā)現(xiàn)壓井的壓力控制是否合理。若泵入量小于返出量說明控制壓

13、力偏低，環(huán)空液柱壓力加上控制回壓沒有平衡地層壓力，沒有截?cái)嗟貙右缌?，壓井成功時(shí)間嚴(yán)重滯后，甚至出現(xiàn)壓不住井。若泵入量大于返出量，在控制立壓不升高反而下降，說明已發(fā)生井漏。這時(shí)應(yīng)根據(jù)漏速大小及時(shí)調(diào)整壓井和堵漏的方式。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),6、壓力控制非常關(guān)鍵。壓井的排量和施工立壓曲線一旦確定，壓井從頭到尾必須始終堅(jiān)持調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度，只要套壓（即回壓）不超過最高允許井口關(guān)井壓力值，都要讓立壓變化維持施工立壓曲線趨勢(shì)。如果壓井過程中因天然氣到達(dá)井口附近，出現(xiàn)井口高套壓（接近允許最大井口壓力），則降低壓井排量、調(diào)大節(jié)流閥適當(dāng)降低井口套壓，讓平衡點(diǎn)后移，延長(zhǎng)壓井周期。因此，在施工之前，鉆井工程師、

14、技術(shù)員應(yīng)該根據(jù)計(jì)算的壓井參數(shù)作出壓井施工曲線，并填寫壓井施工清單。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),司鉆法壓井立、套壓壓力變化曲線,初始立管壓力PTI,套壓,終了立管壓力Pcf,t,T1,T2,T3,第三部分 二級(jí)井控關(guān)鍵技術(shù),工程師法壓井立、套壓壓力變化曲線,初始立管壓力PTI,終了立管壓力Pcf,套壓,t,T1,T2,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),7、高壓、高產(chǎn)油氣井，往往壓井周期偏長(zhǎng)，按計(jì)算的壓井周期到了，但油氣侵泥漿源源不斷出來，是因?yàn)檫@類井壓井過程由于壓力控制不穩(wěn)定，壓井初始階段不能迅速截?cái)嗟貙恿黧w而致。這時(shí)就需要繼續(xù)控制一定回壓循環(huán)排除油氣侵泥漿直至結(jié)束。 8、不管采取那種壓井方法，尤其是正循環(huán)

15、方式壓井，配制壓井液都應(yīng)保持干凈，在施工之前應(yīng)制定預(yù)防和應(yīng)變措施。否則，將會(huì)發(fā)生泵不上水、節(jié)流閥堵塞、鉆具水眼堵塞等。一旦這類堵塞出現(xiàn)不僅會(huì)延長(zhǎng)壓井周期，而且會(huì)增大壓井難度和井控風(fēng)險(xiǎn)。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),二、常規(guī)壓井過程中容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤： 壓力控制以套壓為依據(jù)，結(jié)果是套壓越來越大，立壓越來越小; 套管壓力接近或超過允許的最大關(guān)井壓力（以套管鞋處地層抗破裂的井口最高控制壓力值）時(shí)，就進(jìn)行放噴; 不求取立壓，隨意確定壓井鉆井液密度大小; 關(guān)井后長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行壓井作業(yè); 壓井排量時(shí)大時(shí)小，控制的立管壓力沒有隨著調(diào)整。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),三、碳酸鹽巖地層，氣井最高允許關(guān)井壓力確定 正常情況下

16、最高允許關(guān)井壓力值是以井口裝置額定工作壓力、套管最小抗內(nèi)壓強(qiáng)度的80%、地層破裂壓力三者中最小值來確定。一般情況，地層破裂壓力最薄弱，需要作地層破裂壓力試驗(yàn)。但是，由于碳酸鹽巖地層破裂壓力規(guī)律性差，不僅有些地層難以壓裂，而且有的地層壓裂后，裂縫不易自動(dòng)閉合，鉆進(jìn)中發(fā)生井漏非常頻繁且嚴(yán)重，堵漏難度大。但為了防止關(guān)井壓力過高造成井噴失控，尤其防止將地表層蹩裂。針對(duì)碳酸鹽巖地層特性，在川渝地區(qū)我們對(duì)井口最高允許關(guān)井壓力分兩種情況進(jìn)行確定：,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),第一種情況：套管下得較淺（1000m以內(nèi)）的井，井口最高允許關(guān)井壓力（套壓）的確定必須考慮地（表）層破裂問題。目前我們都進(jìn)行了地層破裂壓力

17、試驗(yàn)。 通過計(jì)算套管鞋處地層抗破裂的井口最高控制壓力值以后，在確定氣井井口最大允許關(guān)井壓力值時(shí)，還必須按套管鞋以上地層抗破裂的井口最高控制壓力值和井控裝置額定工作壓力、套管最小抗內(nèi)壓強(qiáng)度的80%三者中取最小值。 第二種情況：技術(shù)套管下得較深（在1000m以下）的井，對(duì)碳酸鹽巖地層可以不考慮地層破裂壓力問題。正常情況下，最高允許關(guān)井壓力取值按井控裝備額定工作壓力、套管最小抗內(nèi)壓強(qiáng)度的80%兩者中最小者取值。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),四、有鉆具回壓閥情況下關(guān)井，正確求取立壓 為了防止鉆具內(nèi)失控，鉆進(jìn)的鉆具下部安裝有回壓閥，發(fā)生溢流關(guān)井后不能直接讀出立管壓力值，立壓值又是計(jì)算地層壓力和壓井液密度必須

18、的依據(jù)，這種情況下怎樣求關(guān)井立壓？下面介紹兩種方法。 方法一： 在環(huán)形空間阻流器（節(jié)流閥）關(guān)閉的情況下,緩慢啟動(dòng)鉆井泵并用1/61/4鉆進(jìn)排量繼續(xù)泵入,當(dāng)其泵壓有一突然升高后頂開鉆具回壓閥時(shí)泵壓會(huì)出現(xiàn)下降再上升趨勢(shì);這是留心觀察套壓,當(dāng)其套壓略有升高時(shí)停泵;此時(shí)讀出立壓和套壓值。如套壓升高到關(guān)井套壓以上某個(gè)值（如升高了Ma），那么則從立壓值中減去這個(gè)增加的套壓值（Ma）便得到所求的關(guān)井立壓值。采用這種方法一定要嚴(yán)格控制泵入排量，嚴(yán)防把井蹩漏。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),方法二： 已事先設(shè)計(jì)或直接取得壓井排量下的循環(huán)流動(dòng)阻力（根據(jù)低泵速試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算）；緩慢開啟阻流器和啟動(dòng)鉆井泵，用1/41/設(shè)計(jì)壓

19、井排量循環(huán)，保持套壓等于關(guān)井套壓；再逐步使泵速達(dá)到壓井所需泵速，而調(diào)節(jié)阻流器保持套壓不變；讀下此時(shí)的立壓值，將此立壓值減去事先確定的循環(huán)流動(dòng)阻力，余下的壓力值就是關(guān)井立管壓力。 上述操作還有如下問題，應(yīng)同時(shí)給以重視： 確定關(guān)井觀察立壓（含關(guān)井到求立壓）時(shí)間也很重要。過去有個(gè)別井對(duì)發(fā)生溢流關(guān)井觀察立壓的時(shí)間不夠，有關(guān)井3、5分鐘就開始循環(huán)加重提密度的現(xiàn)象，更為嚴(yán)重的還有不關(guān)井求壓力就進(jìn)行循環(huán)加重。不把地層壓力搞準(zhǔn)確，壓井液密度不是偏低就是偏高，很難將井內(nèi)搞平穩(wěn)，密度越提越高甚至最終出現(xiàn)井下又噴又漏的局面。究其原因來說，一方面沒有掌握發(fā)生溢流關(guān)井觀察時(shí)間的長(zhǎng)短，另一方面擔(dān)心關(guān)井后發(fā)生卡鉆，不能權(quán)衡

20、風(fēng)險(xiǎn)損益主次關(guān)系。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),國(guó)內(nèi)外通常采用關(guān)井時(shí)間應(yīng)達(dá)到1525分鐘。對(duì)儲(chǔ)層條件好，鉆速明顯加快，有蹩跳鉆，泵壓有升或降，烴類含量明顯加大，高壓大產(chǎn)量地層，關(guān)井15分鐘就能反映出地層真實(shí)壓力。對(duì)儲(chǔ)層顯示不好，如低滲透，高壓低產(chǎn)，儲(chǔ)層能量不足等特性，則應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)關(guān)井觀察時(shí)間到25分鐘也能反映出地層真實(shí)壓力。因此關(guān)井觀察立壓和關(guān)井到求立壓的時(shí)間必須滿足，計(jì)算地層壓力與壓井液密度才更準(zhǔn)確。 即使1525分鐘觀察時(shí)間還不能反映不出穩(wěn)定的地層壓力，可適當(dāng)附加一個(gè)壓力值p進(jìn)行壓井。 氣井如果關(guān)井時(shí)間過長(zhǎng)易形成圈閉壓力，計(jì)算地層壓力與壓井液密度偏高容易壓漏地層。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),目前

21、鉆井現(xiàn)場(chǎng)井口壓力表量程一般都是與井口裝置壓力等級(jí)相匹配，量程較大，誤差也大。我們建議在主防噴管線上增安一個(gè)可控制的小量程壓力表，便于對(duì)低壓力進(jìn)行校核。 在關(guān)井求立壓的時(shí)間內(nèi)不應(yīng)活動(dòng)鉆具，在關(guān)井有壓力和壓井作業(yè)過程中能否活動(dòng)鉆具必須執(zhí)行相關(guān)井控技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。以保護(hù)井口防噴器為主，將預(yù)防卡鉆放在次要位置，正確權(quán)衡風(fēng)險(xiǎn)損益與利弊。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),五、氣竄速度檢測(cè)，確定鉆井安全作業(yè)時(shí)間 鉆井現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)氣竄速度是為了氣層鉆井作業(yè)確定是否具備安全起下鉆條件提供依據(jù)，消除盲目性和不安全性因素。 氣井鉆井液密度的安全附加值雖然采用了e=0.070.15g/cm3，但隨著鉆遇大氣量井和高效水平井越來越

22、多，當(dāng)其鉆遇儲(chǔ)層條件好的地層，鉆進(jìn)和循環(huán)工況下有環(huán)空循環(huán)阻力作用于井底，井內(nèi)看似平穩(wěn)，待停泵后環(huán)空循環(huán)阻力自動(dòng)消逝，氣侵（地層中的氣體與井眼內(nèi)鉆井液發(fā)生置換）可能會(huì)非常嚴(yán)重。當(dāng)侵入井筒的天然氣量增多，滑脫上升到達(dá)一定的高度井口就會(huì)出現(xiàn)明顯溢流。如果溢流發(fā)生在起下鉆工況，尤其鉆具較少的情況，壓井就較為被動(dòng)。因此，鉆井現(xiàn)場(chǎng)在氣層中鉆進(jìn)和鉆遇新的油氣顯示及高壓氣層提密度后正式起鉆之前，應(yīng)進(jìn)行靜止和短程起下鉆觀察一段時(shí)間后再下鉆到儲(chǔ)層循環(huán)觀察，檢測(cè)后效氣侵的程度和氣竄速度。如果不注重對(duì)氣竄速度的檢測(cè)，將會(huì)出現(xiàn)以下后果：掌握不了安全起下鉆作業(yè)時(shí)間，不能進(jìn)行安全決策；起下鉆及輔助作業(yè)過程可能會(huì)發(fā)生溢流、井

23、涌；不能評(píng)價(jià)井內(nèi)壓力相對(duì)平穩(wěn)程度；耽誤鉆井時(shí)間，延長(zhǎng)鉆井周期。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),檢測(cè)氣竄速度的實(shí)用計(jì)算公式： V 氣 = 3600Q(T1 T2)/ (V*T3) （1）遲到時(shí)間T1，是指鉆具在儲(chǔ)層位置循環(huán)時(shí)，鉆井液從鉆頭位置上返到井口所需時(shí)間S； （2）氣侵最先來臨時(shí)間T2，從開泵循環(huán)起到檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有烴值、鉆井液密度、粘度變化止的時(shí)間S； （3）停泵靜止時(shí)間T3，從前次停泵到本次開泵所需時(shí)間S； （4）V氣表示氣竄速度m/h，Q是循環(huán)排量L/S，V是井眼環(huán)間容積L/m 氣體從儲(chǔ)層頂部井深滑脫上升到井口的時(shí)間計(jì)算公式： T氣 = H/V氣 T氣是指氣體從儲(chǔ)層頂部井深滑脫上升竄到井口的相對(duì)

24、時(shí)間h，H是儲(chǔ)層頂部井深m，V氣表示氣竄速度m/h。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),為了安全起下鉆作業(yè)（包括電測(cè)及其它輔助作業(yè)在內(nèi)），我們經(jīng)過多井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)為：在完成這個(gè)作業(yè)的時(shí)間周期內(nèi)需要控制氣竄高度不超過儲(chǔ)層頂部井深的1/31/2是安全的，前提條件是起鉆必須按井控相關(guān)規(guī)定灌好鉆井液。實(shí)際上是需要控制安全作業(yè)時(shí)間問題。所以這里我們推薦起下鉆作業(yè)（包括電測(cè)及其它輔助作業(yè)在內(nèi)）控制時(shí)間的安全系數(shù)取2倍，這個(gè)安全系數(shù)是經(jīng)過實(shí)踐獲得的較為可靠的安全值。井淺、儲(chǔ)層能量大及特殊情況等安全系數(shù)則取大值，井深、儲(chǔ)層能量低等安全系數(shù)則取小值。比如說：氣體從氣層頂部竄到井口的相對(duì)時(shí)間為80小時(shí)，整個(gè)安全起下鉆周期

25、（包括電測(cè)及其它輔助作業(yè)時(shí)間在內(nèi)）必須控制在4026小時(shí)以內(nèi)。如果不能在這個(gè)時(shí)間內(nèi)完成起下鉆作業(yè)（包括電測(cè)及其它輔助作業(yè)時(shí)間在內(nèi)），就應(yīng)該適當(dāng)提高鉆井液密度來滿足鉆井安全作業(yè)所需要的時(shí)間。因此，鉆井現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)氣竄速度的作用非常重要。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),六、便捷求取循環(huán)壓耗，實(shí)現(xiàn)正確快速壓井作業(yè) 測(cè)定低泵速泵壓，是在低于鉆進(jìn)時(shí)正常排量的某一個(gè)排量下測(cè)定的（一般為正常鉆進(jìn)排量的1/41/2）。通常在壓井時(shí)不推薦使用大排量。因?yàn)椋?1)壓井時(shí)可能超過泵額定壓力值；(2)如果節(jié)流閥堵塞會(huì)產(chǎn)生大的壓力波動(dòng)；(3)循環(huán)加重混合加重劑的速度不可能很快。 作低泵速試驗(yàn)是為了給快速組織壓井提供直接準(zhǔn)確的壓井

26、參數(shù)。如果利用水力學(xué)理論計(jì)算壓井循環(huán)壓耗，既復(fù)雜、誤差較大、耗時(shí)又長(zhǎng)，而依據(jù)作低泵速試驗(yàn)求取循環(huán)壓耗既直接準(zhǔn)確又快速。發(fā)生溢流、井涌和井噴，不管采用哪種方法壓井之前都必須計(jì)算壓井參數(shù)。下面闡述便捷求取循環(huán)壓耗與壓井初始立管總壓力、終了循環(huán)壓力兩組壓井參數(shù)的關(guān)系和意義。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),根據(jù)壓井理論： 初始立管總壓力: PTi = Pd +Pci+Pe PTi -初始立管總壓力 MPa Pd -關(guān)井立管壓力 MPa Pci -初始循環(huán)流動(dòng)阻力MPa Pe -安全附加壓力 MPa Pcf 終了循環(huán)壓力MPa 終了循環(huán)壓力： Pcf =Pci*2 / 1 1 原鉆井液密度g/cm3 2 壓井

27、液密度g/cm3 Pci 初始循環(huán)流動(dòng)阻力MPa,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),關(guān)鍵在于求Pci了，當(dāng)鉆井液性能不變，鉆具結(jié)構(gòu)不變，井眼結(jié)構(gòu)大致不變的情況下，泵壓和排量的函數(shù)關(guān)系式P=KQ2（式中的P表示原鉆井液循環(huán)流動(dòng)阻力，Q表示排量，K表示鉆井液流動(dòng)系數(shù)），根據(jù)該函數(shù)關(guān)系式并通過低泵速試驗(yàn)，K值很容易計(jì)算出來。由于壓井初始階段井內(nèi)是原鉆井液，壓井液的初始流動(dòng)系數(shù)就是原鉆井液流動(dòng)系數(shù)，因此K值保持不變。所以，采用壓井排量計(jì)算初始循環(huán)流動(dòng)阻力Pci的公式為： Pci= KQ2i Pci初始循環(huán)流動(dòng)阻力MPa Qi壓井排量L/S K 壓井初始流動(dòng)系數(shù)，無因次，它與鉆井液性能、鉆具結(jié)構(gòu)、井眼結(jié)構(gòu)等因素有

28、關(guān)。 當(dāng)其鉆井現(xiàn)場(chǎng)需要采用已經(jīng)測(cè)得的低泵速排量進(jìn)行壓井時(shí)，初始循環(huán)流動(dòng)阻力Pci就是已測(cè)得低泵速的泵壓，計(jì)算初始立管總壓力和終了循環(huán)壓力更為方便快捷。,第三部分 二級(jí)井控技術(shù),塔中823井,川渝東部地區(qū)復(fù)雜條件下的井控技術(shù),講座提綱 1.川渝東部地區(qū)概況 2.川渝東部地區(qū)地質(zhì)與工程特征 3.二級(jí)井控技術(shù) 4. 溢流關(guān)井后幾種類型井的處理 5.氣井噴漏同存的處理技術(shù),第四部分 溢流關(guān)井后幾種類型井的處理,氣井溢流關(guān)井后情況類型劃分 在川渝地區(qū)，氣井溢流關(guān)井后通常有以下幾種溢流類型： （1）關(guān)井套壓為零，立壓為零，鉆具接近井底。 （2）關(guān)井套壓不為零，立壓為零，鉆具接近井底。 （3）關(guān)井套壓和立壓

29、都不為零，鉆具接近井底，關(guān)井過程沒有發(fā)生井漏。 （4）關(guān)井套壓和立壓都不為零，鉆具不在井底，關(guān)井中沒有發(fā)生井漏。 （5）關(guān)井立壓和套壓都不為零，套管下深超過1000米，鉆具不在井底，關(guān)井中發(fā)生井漏。 （6）關(guān)井立壓和套壓都不為零，套管下深較淺（在1000米以內(nèi)），鉆具不在井底，關(guān)井中發(fā)生井漏。 （7）關(guān)井立壓和套壓都不為零，套管下深較淺（在1000米以內(nèi)），鉆具接近在井底，關(guān)井中發(fā)生井漏。 （8）空井溢流，井口有壓力。,1、關(guān)井套壓為零，立壓為零，鉆具接近井底。 天然氣溢流關(guān)井后立套壓均為零，井內(nèi)鉆井液靜液柱壓力能夠平衡地層壓力，鉆井液密度大于地層當(dāng)量密度，溢流的原因可能是巖屑?xì)饣驓馇忠?，?/p>

30、過循環(huán)排氣即可恢復(fù)鉆進(jìn)。正式起鉆之前，通過短程起下鉆檢查抽吸導(dǎo)致的氣侵后效情況，主要以氣竄速度確定安全起下鉆作業(yè)時(shí)間。推薦：淺氣層、大產(chǎn)量氣層、含H2S氣層氣竄速度為30m/h；深井、小產(chǎn)量氣層氣竄速度為50m/h。當(dāng)其氣竄速度滿足不了安全起下鉆作業(yè)時(shí)間，采取適當(dāng)循環(huán)加重提高密度把氣竄速度降到安全范圍。每次提高密度0.020.05g/cm3。,第四部分 溢流關(guān)井后幾種類型井的處理,2、關(guān)井套壓不為零，立壓為零，鉆具接近井底。 天然氣溢流，關(guān)井套壓不為零，立壓為零，鉆具接近井底。說明井內(nèi)鉆井液靜液柱壓力剛好平衡地層壓力，鉆井液密度接近地層壓力當(dāng)量密度，通過循環(huán)排氣后，適當(dāng)循環(huán)加重提高密度，鉆井液

31、密度增加值控制在0.07.15g/cm3以內(nèi),后恢復(fù)生產(chǎn)。,第四部分 溢流關(guān)井后幾種類型井的處理,3、關(guān)井套壓和立壓都不為零，鉆具接近井底，關(guān)井過程中沒有發(fā)生井漏。 天然氣溢流關(guān)井后立套壓均不為零，說明鉆井液密度偏低，井內(nèi)液柱壓力小于地層壓力。需要根據(jù)關(guān)井1525分鐘求取到準(zhǔn)確立套壓數(shù)據(jù)后，計(jì)算壓井密度。如果壓井鉆井液能夠一次性迅速準(zhǔn)備到位，可以采取工程師法壓井作業(yè)。如果沒有重泥漿或準(zhǔn)備重泥漿時(shí)間較長(zhǎng)，可采用司鉆法先排出溢流后再進(jìn)行壓井作業(yè)，避免長(zhǎng)時(shí)間關(guān)井后天然氣滑脫上升后過高的套壓壓漏地層或損壞井口設(shè)備。也可采取邊控壓循環(huán)邊加重鉆井液。,第四部分 溢流關(guān)井后幾種類型井的處理,4、關(guān)井套壓和立

32、壓都不為零，鉆具不在井底，關(guān)井過程沒有發(fā)生井漏。 當(dāng)在起下鉆，井內(nèi)鉆具較少時(shí)發(fā)生溢流，首先應(yīng)根據(jù)溢流的情況果斷決定是搶下鉆具還是立即關(guān)井，其次是關(guān)井后立即卡好鉆具死卡，防止由于鉆具重量過輕被上頂損壞井口。 處理方法： 第一，采取注入超重泥漿與控壓循環(huán)相結(jié)合消除井口壓力，再分段下鉆控壓循環(huán)排出全部氣侵污染泥漿； 第二，采用置換法壓井或直接采用壓回法。,第四部分 溢流關(guān)井后幾種類型井的處理,5、關(guān)井立壓和套壓都不為零，套管下深超過1000米，鉆具接近井底，關(guān)井中發(fā)生井漏。 （1）溢流關(guān)井后立套壓均不為0，套壓上升到某一值后突然下降后緩慢上升或基本不變的處理方法此時(shí)說明地層已被壓漏，但漏速不會(huì)太大。

33、如果壓井泥漿充足，可以暫不考慮堵漏，壓了井再視其漏速情況確定是否需要堵漏。如果壓井泥漿只能滿足一個(gè)井筒容積的量，在壓井液前面考慮注入一段低濃度堵漏液。 （2）溢流關(guān)井后立套壓均不為0，套壓上升到某一值后突然下降后又迅速上升，此時(shí)說明地層已被壓漏，漏速會(huì)很大。針對(duì)這類情況，壓井應(yīng)考慮先注入堵漏液再注入壓井泥漿。,第四部分 溢流關(guān)井后幾種類型井的處理,6、關(guān)井立壓和套壓都不為零，套管下深超過1000米，鉆具在不井底，發(fā)生井漏后再出現(xiàn)溢流井涌。 這類情況情況關(guān)鍵要控制井口出現(xiàn)高壓力，關(guān)井時(shí)間越長(zhǎng)，關(guān)井壓力越高，井筒鉆井液漏得越多。井漏以后，首先要按規(guī)定采取吊灌鉆井液，維持井內(nèi)動(dòng)液面高度，維持井漏趨勢(shì)

34、，阻止天然氣進(jìn)入井筒，同時(shí)抓緊時(shí)間配制堵漏泥漿快速堵漏，提高漏層承壓能力，建立井內(nèi)壓力平衡，防止溢流井涌。一旦井漏后發(fā)生溢流井涌，關(guān)鍵要采取措施控制井口出現(xiàn)高壓力，即采取置換法泄氣擠注鉆井液的辦法不讓井口壓力升高，同時(shí)抓緊時(shí)間配制堵漏泥漿快速堵漏，提高漏層承壓能力，建立井內(nèi)壓力平衡，嚴(yán)防井噴。,第四部分 溢流關(guān)井后幾種類型井的處理,7、關(guān)井立壓和套壓都不為零，套管下深很淺（小于等于1000米），鉆具在不井底，關(guān)井中發(fā)生井漏。 每一層套管下入之后都要計(jì)算井口關(guān)井最高控制壓力，發(fā)生溢流關(guān)井壓力不能超過井口關(guān)井最高控制壓力。針對(duì)套管下入較淺，嚴(yán)防將套管鞋附近地層蹩裂導(dǎo)致井噴失控。當(dāng)其關(guān)井壓力達(dá)到井口

35、最高控制壓力時(shí)，必須采取置換法，卸壓放氣，擠注泥漿，消除井口高壓力。否則，后果難以預(yù)料。,第四部分 溢流關(guān)井后幾種類型井的處理,8、空井溢流 空井溢流通常應(yīng)采用置換法壓井。置換法壓井，是利用關(guān)井使井底壓力平衡地層壓力，阻止天然氣繼續(xù)進(jìn)入井筒，同時(shí)也利用關(guān)井使已經(jīng)進(jìn)入井筒的天然氣滑脫上升到井口，在利用壓井液置換出井筒內(nèi)的天然氣，實(shí)現(xiàn)井內(nèi)壓力持久平衡。其適用條件：井內(nèi)鉆井液沒有噴空，空井或少量鉆具，井口裝置能控制一定壓力，不容易將天然氣壓回儲(chǔ)層。一般來講，由于起鉆發(fā)生強(qiáng)烈抽吸，或灌泥漿不夠不及時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間電測(cè)井內(nèi)靜止時(shí)間過長(zhǎng)氣侵嚴(yán)重引起的嚴(yán)重溢流和井涌、井噴，適合此方法壓井。,第四部分 溢流關(guān)井后幾

36、種類型井的處理,置換法壓井施工步驟和要點(diǎn)： 1、發(fā)現(xiàn)溢流、井涌或井噴后，應(yīng)立即關(guān)井觀察、記錄井口壓力變化和檢查溢流量。 關(guān)井后井口壓力變化規(guī)律一般為：開始階段壓力急劇上升達(dá)到某一值Pai（這個(gè)階段的時(shí)間對(duì)于滲透性好的儲(chǔ)層需要1015分鐘，對(duì)于滲透性差的地層 時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一些2025分鐘）,然后就變成 緩慢上升；在井口壓力曲線上出現(xiàn)拐點(diǎn)，其值為Pai。井口壓力之所以出現(xiàn)這一變化規(guī)律,是因?yàn)橐缌?、井涌或井噴使井?nèi)鉆井液排出,液柱壓力降低，造成關(guān)井開始階段井口壓力急劇上升；當(dāng)井口壓力上升到Pai時(shí),井底壓力和地層壓力之間出現(xiàn)了暫時(shí)的平衡；其后進(jìn)入井筒的天然氣繼續(xù)滑脫緩慢上升，造成井口壓力緩慢上升。,第四

37、部分 溢流關(guān)井后幾種類型井的處理,置換法壓井施工步驟和要點(diǎn)： 2、確定關(guān)井壓力允許控制的最高值和放氣卸壓所應(yīng)控制的最低值。 關(guān)井允許控制的最高井口壓力Pmax可取不大于井口裝置的工作壓力，以及與液柱壓力形成的井筒壓力不大于套管最小抗內(nèi)壓強(qiáng)度的80%和地層破裂壓力三個(gè)中的最小值，若關(guān)井井口壓力達(dá)到允許的最高值Pmax時(shí)，應(yīng)放氣卸壓，卸壓后的剩余壓力應(yīng)不低于井口應(yīng)控制的最低壓力值Pmin。井口最低控制壓力應(yīng)取拐點(diǎn)壓力Pai，若因低于此值，井底壓力就要小于地層壓力，就要重新產(chǎn)生溢流。實(shí)際井口最低應(yīng)控制壓力，還應(yīng)附加一個(gè)安全壓力Pe，一般可取Pe=1Mpa,則Pmin=Pai+Pe。,第四部分 溢流關(guān)

38、井后幾種類型井的處理,置換法壓井施工步驟和要點(diǎn)： 3、關(guān)井至一定井口壓力后（不一定要關(guān)至最高井口控制壓力）就放氣卸一定壓力；放氣后隨即擠入一定量的壓井泥漿。隨著壓井泥漿的擠入，液柱壓力的增加，井口壓力應(yīng)隨之降低。 擠入壓井泥漿量按下式計(jì)算 Vh*P V = - 0.0098 式中： V為應(yīng)擠注壓井泥漿量 ，L； Vh為井眼或環(huán)間每米容積，L/m. P為放氣所卸井口壓力，MPa ； 為擠注壓井泥漿密度，g/cm3.,第四部分 溢流關(guān)井后幾種類型井的處理,置換法壓井施工步驟和要點(diǎn)： 4、當(dāng)累計(jì)擠入壓井泥漿量等于溢流、井涌或井噴排出鉆井液總量時(shí)，井口控制壓力應(yīng)降為Pe，進(jìn)入井筒的天然氣被排出，井內(nèi)壓

39、力恢復(fù)平衡，置換法壓井即告結(jié)束。 但要指出的是：置換法壓井進(jìn)行到一定程度后，置換的速度將變得十分緩慢；放氣擠注壓井泥漿間隔時(shí)間變得很長(zhǎng)。它與鉆具在井底的循環(huán)壓井相比，排出溢流和建立井筒壓力平衡較為緩慢。,第四部分 溢流關(guān)井后幾種類型井的處理,塔中823井,川渝東部地區(qū)復(fù)雜條件下的井控技術(shù),講座提綱 1.川渝東部地區(qū)概況 2.川渝東部地區(qū)地質(zhì)與工程特征 3.二級(jí)井控技術(shù) 4.溢流關(guān)井后幾種類型井的處理方法 5.氣井噴漏同存的處理技術(shù),（一） “吊灌” 技術(shù) “吊灌” 技術(shù)-是指在油氣層中鉆井和試修作業(yè)時(shí)，發(fā)生井漏以后，靜液面不在井口，采取定時(shí)定量地向井內(nèi)灌注鉆井液，維持井內(nèi)動(dòng)壓力相對(duì)平衡，防止井

40、噴的一項(xiàng)井控技術(shù)。它是四川地區(qū)多年來普遍采用的一種技術(shù)。,第五部分 氣井噴漏同存處理技術(shù),氣層井漏后，鉆井液靜液面不在井口，井內(nèi)液柱壓力降低，容易造成井筒壓力系統(tǒng)失去平衡。采取吊灌鉆井液能夠有效控制地層中的天然氣進(jìn)入井筒，即使天然氣有一定程度進(jìn)入井筒，也能有效控制其向上運(yùn)行或者將天然氣推到漏層中去。采取“吊灌” 技術(shù)也為堵漏準(zhǔn)備和施工贏得十分寶貴的時(shí)間，是防止造成井噴險(xiǎn)情的重要舉措。如果不吊灌或少灌了鉆井液，吊灌間隔時(shí)間太長(zhǎng)，當(dāng)井內(nèi)液柱壓力等于和低于地層壓力，就會(huì)發(fā)生氣竄、溢流、井涌；若過多地灌入大量鉆井液，不僅造成鉆井液消耗量大，維持時(shí)間短，堵漏施工準(zhǔn)備跟不上，而且會(huì)發(fā)生氣竄、溢流、井涌，會(huì)

41、擴(kuò)大險(xiǎn)情增大處理難度。因此，需要合理地吊灌鉆井液。,第五部分 氣井噴漏同存處理技術(shù),第五部分 氣井噴漏同存處理技術(shù),制訂的吊灌方案為：在靜止觀察情況下，每10min灌入鉆井液1m3（若能調(diào)節(jié)小排量滿足連續(xù)灌入最為理想，如果不能滿足連續(xù)灌入，則分成3次灌入），爭(zhēng)取始終維持井內(nèi)動(dòng)液面高度；確實(shí)需要和有條件進(jìn)行起鉆（或是將管柱起過漏 層，或是起鉆下入專用管柱進(jìn)行堵漏），則每起一個(gè)管柱灌入其 體積的23倍；下鉆每10min灌入鉆井液0.51.0m3。 灌入井內(nèi)的鉆井液或完井液密度盡量和原鉆井液或完井液保持一致，便于掌握井內(nèi)壓力動(dòng)態(tài)和噴漏同存的處置。這些做法雖是有成效的但不完善，現(xiàn)階段我們還是一種經(jīng)驗(yàn)性

42、做法。為進(jìn)一步提高“吊灌”技術(shù)水平，我們和塔里木油田也正在引進(jìn)井漏動(dòng)態(tài)液位檢測(cè)儀，研究科學(xué)的吊灌方法。,第五部分 氣井噴漏同存處理技術(shù),（二）置換法控制井口高壓力 氣層井漏后一旦天然氣進(jìn)入井筒導(dǎo)致溢流、井涌，不宜將井口壓力關(guān)得過高。關(guān)井時(shí)間越長(zhǎng)，井內(nèi)鉆井液漏失越多，井筒空得越多，井口關(guān)井壓力越高，越容易發(fā)生井噴事故。關(guān)井后為了防止出現(xiàn)井口壓力過高，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取置換法卸壓（泄氣）向井內(nèi)擠注泥漿，達(dá)到增加井筒液柱壓力降低井口壓力之目的。但是，在井漏問題未得到徹底解決的情形下這樣做只是暫解井口之急。因此，氣層井漏后，不僅要采用吊灌技術(shù)，與此同時(shí)還必須盡快組織堵漏壓井作業(yè)。,第五部分 氣井噴漏同存處理技術(shù),置換法卸壓（泄氣）向井內(nèi)擠注鉆井液有關(guān)計(jì)算： Vh*p V= - 0.0098* 式中： V為應(yīng)擠注鉆井液量 ，L； Vh為井眼或環(huán)間每米容積，L/m ； p為放氣所卸井口壓力，MPa ； 為擠注鉆井液密度，g/cm3. 例如：某井在215.9mm井眼用鉆井液密度2.00g/cm3鉆進(jìn)氣層發(fā)生井漏以后，井口關(guān)井套壓已達(dá)6MPa，在作堵漏壓井準(zhǔn)備工作期間，不允許井口套壓再上升且要求控制在24 MPa。采取置換法卸壓（氣）向井內(nèi)擠注鉆井液，每一次通過節(jié)流閥卸壓（泄氣）2