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1、青海油田边远油田开发公司青海油田边远油田开发公司汪剑武汪剑武2013.4.32013.4.3井控安全培训井控安全培训2021/9/271前前 言言2021/9/272井井控控即即对对油油气气井井压压力力实实施施控控制制，就就是是指指采采取取一一定定的的方方法法控控制制住住地地层层孔孔隙隙压压力力，保保持持井井内内压压力力基基本本平平衡衡，保保证证钻钻修修作作业业安安全全顺顺利利进进行行的的同同时时最最大大限限度度的的保保护护好好油油气气层层。不不管管油油气气水水井井压压力力高高低低，都都存存在在井井喷喷的的可可能能性性。如如发发生生井井喷喷失失控控甚甚至至着着火火，将将会会造造成成极极大大的的
2、损损失失。井井喷喷不不仅仅造造成成设设备备毁毁坏坏，危危及及人人身身安安全全，浪浪费费宝宝贵贵的的油油、气气资资源源，还还会会破破坏坏油油气气田田。在在井井喷喷抢抢险险中中，不不仅仅使使人人力力，物物力力，财财力力等等大大量量浪浪费费，而而且且会会造造成成严严重重的的环境污染。环境污染。前前 言言2021/9/2731985年年至至2007年年，据据不不完完全全统统计计国国内内陆陆地地发发生生井井喷喷失失控控事事故故56起起，造造成成直直接接经经济损失济损失23561万元，直接时间损失万元，直接时间损失41854小时，死亡小时，死亡266人，受伤人，受伤4047人。人。而而影影响响最最大大损损
3、失失最最大大的的莫莫过过于于2003年年“12.23”重重庆庆开开县县罗罗家家寨寨的的16H井井的的特特大大井井喷喷失失控控事事故故，导导致致243人人被被高高浓浓度度的的硫硫化化氢氢天天然然气气夺夺去去生生命命，4000多多人人受受伤伤，6万万多多人人被被疏疏散散，9.3万万人人受受灾灾，造造成成直直接接经经济济损损失失达达6432.31万万元元的的严严重重后后果果。是是自自石石油油钻井以来之罕见。钻井以来之罕见。因因此此掌掌握握井井控控知知识识，搞搞好好井井控控工工作作是是我我们们钻钻修修井井行行业业每每一一个个人人“遵遵法法守守纪纪”的的“义务义务”。前前 言言2021/9/274井控是
4、安全环保工作的重中之重，必须做到绝无一失。井控是安全环保工作的重中之重，必须做到绝无一失。井喷可以预防，失控可以避免，井喷和失控都是责任事故。井喷可以预防，失控可以避免，井喷和失控都是责任事故。井控工作重点在基层、关键在班组、要害在岗位。井控工作重点在基层、关键在班组、要害在岗位。提提高高技技能能、预预防防为为主主、吃吃透透设设计计、安安装装到到位位、及及早早发发现现、正确处置、绝无一失。正确处置、绝无一失。发发现现溢溢流流立立即即关关井井、疑疑似似溢溢流流关关井井检检查查、确确认认溢溢流流立立即即上上报。报。前前 言言2021/9/275井控工作不得不警钟长鸣-提高认识，强化意识井控工作是安
5、全，是发展，是稳定，是效益，必须常抓不懈，井控工作是安全，是发展，是稳定，是效益，必须常抓不懈，严格管理。严格管理。井控工作目标井控工作目标:建立井控安全长效机制，杜绝井喷建立井控安全长效机制，杜绝井喷失控事故，实现井控本质安全。失控事故，实现井控本质安全。井控理念是井控理念是“积极井控积极井控”-活用井控技术，消除井控风险。活用井控技术，消除井控风险。井控工作方针是警钟长鸣，分级管理，明晰责任，强化监管，井控工作方针是警钟长鸣，分级管理，明晰责任，强化监管，根治隐患。根治隐患。井控工作只有起点，没有终点，要认清形势，警钟长鸣。井控工作只有起点，没有终点，要认清形势，警钟长鸣。前前 言言202
6、1/9/276 油气井压力控制技术简称为井控。就是要采取一定的方法油气井压力控制技术简称为井控。就是要采取一定的方法控制住地层孔隙压力，基本上保持井内压力平衡，保证钻修井控制住地层孔隙压力，基本上保持井内压力平衡，保证钻修井的顺利进行。的顺利进行。1.1 井控技术井控技术2021/9/277 初级井控初级井控（一级井控）：是依靠适当的钻井液密度来控制住地层孔隙压力使得没有地层流体侵入井内，井涌量为零，自然也无溢流产生。二级井控二级井控：是指井内正在使用中的钻井液密度不能控制住地层孔隙压力，因此井内压力失衡，地层流体侵入井内，出现井涌，地面出现溢流，这时要依靠地面设备和适当的井控技术排除气侵钻井
7、液，处理掉井涌，恢复井内压力平衡，使之重新达到初级井控状态。这是目前培训钻井人员掌握井控技术的重点。即：发生溢流关井后建立起来的地面回压和井内液柱压力共同平衡地层压力的控制。三级井控三级井控：是指二级井控失败，井涌量大，失去控制，发生了井喷（地面或地下），这时使用适当的技术与设备重新恢复对井的控制，达到初级井控状态。这是平常说的井喷抢险，可能需要灭火、打救援井。1.2井控的分级井控的分级人们根据井涌的规模和采取的控制方法的不同，把井控作业分为三级，即初级井人们根据井涌的规模和采取的控制方法的不同，把井控作业分为三级，即初级井控、二级井控和三级井控。控、二级井控和三级井控。一一般般讲讲，要要力力
8、求求使使一一口口井井经经常常处处于于一一级级井井控控状状态态，同同时时做做好好一一切切应应急急准准备，一旦发生井涌和井喷能迅速地做出反应，加以处理，恢复正常钻井作业。备，一旦发生井涌和井喷能迅速地做出反应，加以处理，恢复正常钻井作业。2021/9/278井侵：井侵：当地层孔隙压力大于井底压力时，地层孔隙中的流当地层孔隙压力大于井底压力时，地层孔隙中的流体体(油、气、水）将侵入井内，通常称为井侵。油、气、水）将侵入井内，通常称为井侵。溢流：溢流：当井侵发生后，井口返出的钻井液（或压井液）的当井侵发生后，井口返出的钻井液（或压井液）的量比泵入的量多，停泵后钻井液（或压井液）自动外溢，这种量比泵入的
9、量多，停泵后钻井液（或压井液）自动外溢，这种现象称之为溢流。现象称之为溢流。1.3相关概念相关概念2021/9/279井涌：井涌：溢流进一步发展，钻井液（或压井液）涌出井口的溢流进一步发展，钻井液（或压井液）涌出井口的现象叫井涌。现象叫井涌。井喷：井喷：地层流体无控制地涌入井筒，喷出地面的现象称为地层流体无控制地涌入井筒，喷出地面的现象称为井喷。井喷流体自地层经井筒喷出地面叫地上井喷。从井喷地井喷。井喷流体自地层经井筒喷出地面叫地上井喷。从井喷地层流入其它低压层叫地下井喷。层流入其它低压层叫地下井喷。2021/9/2710井喷失控：井喷失控：井喷发生后，无井喷发生后，无法用常规方法控制井口而出
10、现敞法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象称为井喷失控。喷的现象称为井喷失控。总总之之，井井侵侵、溢溢流流、井井涌涌、井井喷喷、井井喷喷失失控控反反映映了了地地层层压压力力与与井井底底压压力力失失去去平平衡衡后后所所出出现现的的各各种种现现象象及及事事故故发发展展变变化化的的不不同同严重程度。严重程度。2021/9/27111.4井喷事故分级井喷事故分级一级井喷事故（一级井喷事故（级）：级）：发生井喷失控，造成超标有毒有害气体逸散，发生井喷失控，造成超标有毒有害气体逸散，或窜入地下矿产采掘坑道；发生井喷并伴有油气爆炸、着火，严重危或窜入地下矿产采掘坑道；发生井喷并伴有油气爆炸、着火，严重危及现场
11、作业人员和作业现场周边居民的生命财产安全。及现场作业人员和作业现场周边居民的生命财产安全。二级井喷事故（二级井喷事故（级）：级）：发生井喷失控，井内大量喷出流体对江河、发生井喷失控，井内大量喷出流体对江河、湖泊、海洋和环境造成灾难性污染。湖泊、海洋和环境造成灾难性污染。三级井喷事故（三级井喷事故（级）：级）：油气井发生井喷，经过积极采取压井措施，油气井发生井喷，经过积极采取压井措施，在在2424小时内仍未建立井筒压力平衡，集团公司直属企业难以在短时间小时内仍未建立井筒压力平衡，集团公司直属企业难以在短时间内完成事故处理的井喷事故。内完成事故处理的井喷事故。四级井喷事故（四级井喷事故（级）：级）
12、：发生一般性井喷，集团公司直属企业能在发生一般性井喷，集团公司直属企业能在2424小时内建立井筒压力平衡的事故。小时内建立井筒压力平衡的事故。2021/9/2712压压力力：所所谓谓压压力力是是指指物物体体单单位位面面积积上上所所受受的的垂垂直直力力。压压力力的的单单位位是是帕帕，符符号号是是PaPa。1Pa1Pa是是1m1m2 2面积上受到面积上受到1N1N（牛顿）的力时形成的压力，即（牛顿）的力时形成的压力，即1Pa1Pa1N/m1N/m2 2。根据需要，有时用千帕（根据需要，有时用千帕（kPakPa）或兆帕（）或兆帕（MPaMPa）。）。1 kPa=110 1 kPa=1103 3Pa
13、1 Mpa=1 10Pa 1 Mpa=1 106 6PaPa静静液液压压力力：静静液液压压力力由由静静止止液液体体重重力力产产生生的的压压力力。静静液液压压力力是是液液柱柱密密度度和和垂垂直直高高度的函数，其大小取决于液柱密度和垂直高度。度的函数，其大小取决于液柱密度和垂直高度。1.5井下各种压力概念及相互关系：井下各种压力概念及相互关系：压压力力是是井井控控的的最最主主要要的的基基本本概概念念之之一一。了了解解压压力力的的概概念念及及各各种种压压力力之之间间的关系对于掌握井控技术和防止井喷是非常重要的。的关系对于掌握井控技术和防止井喷是非常重要的。2021/9/2713压压力力梯梯度度：为为
14、了了讨讨论论问问题题和和应应用用的的方方便便，油油田田上上普普遍遍使使用用压压力力梯梯度度的的概概念念。压压力力梯梯度度指指的的是每增加单位垂直深度压力的变化量，即每米垂深压力的变化值。是每增加单位垂直深度压力的变化量，即每米垂深压力的变化值。其计算公式为：其计算公式为：G GP/HP/Hgg 式中式中 GG压力梯度，压力梯度，kPa/MkPa/M P P压力，压力，kPakPa或或MPaMPa H H深度，深度，m m或或kmkm g g重力加速度，重力加速度，9.81m/s9.81m/s2 2 液体密度液体密度,g/cm,g/cm3 3地层压力：地层压力：地层压力是地下岩石孔隙内流体的压力
15、，也称孔隙压力。地层压力是地下岩石孔隙内流体的压力，也称孔隙压力。上覆岩层压力：上覆岩层压力：上覆岩层压力是某深度以上的岩石和其中流体对该深度所形成的压力。上覆岩层压力是某深度以上的岩石和其中流体对该深度所形成的压力。破裂压力：破裂压力：地层破裂压力是指某一深度地层发生破碎和裂缝时所能承受的压力。地层破裂压力是指某一深度地层发生破碎和裂缝时所能承受的压力。2021/9/2714井底压力：井底压力：所有作用在井底的压力（地面和井内各种压力）总和，就是井底压力。所有作用在井底的压力（地面和井内各种压力）总和，就是井底压力。（1 1）静止状态，井底压力）静止状态，井底压力=环形空间静液压力环形空间静
16、液压力（2 2）正常循环时，井底压力）正常循环时，井底压力=环形空间静液压力环形空间静液压力+环形空间压力损失。环形空间压力损失。（3 3）用用旋旋转转防防喷喷器器循循环环钻钻井井液液时时，井井底底压压力力=环环形形空空间间静静液液压压力力+环环形形空空间间压压力力损损失失+旋旋转转防喷器的回压防喷器的回压（4 4）循环出气涌时，井底压力）循环出气涌时，井底压力=环形空间静液压力环形空间静液压力+环形空间压力损失环形空间压力损失+节流器压力节流器压力（5 5）起钻时，井底压力）起钻时，井底压力=环空静液压力环空静液压力+抽吸压力抽吸压力（6 6）下钻时，井底压力）下钻时，井底压力=环空静液压力
17、环空静液压力+激动压力激动压力（7 7）空井时，井底压力空井时，井底压力=环空静液压力环空静液压力（8 8）关井时，井底压力）关井时，井底压力=环空静液压力环空静液压力+井口回压井口回压+气侵附加压力气侵附加压力2021/9/2715压压差差：压压差差是是井井底底压压力力和和地地层层压压力力之之间间的的差差值值。如如果果井井底底压压力力大大于于地地层层压压力力，其其压压差差为正，反之其值为负。正值的压差通常称为超平衡，负值的压差称为欠平衡。为正，反之其值为负。正值的压差通常称为超平衡，负值的压差称为欠平衡。压压力力损损失失：在在压压力力的的推推动动下下循循环环液液被被泵泵入入循循环环系系统统。
18、经经地地面面管管汇汇，沿沿管管柱柱向向下下，到到达达井井底底后后沿沿环环形形空空间间上上返返，当当液液体体返返至至地地面面进进入入回回收收罐罐时时，处处于于大大气气压压的的情情况况下下，表表压压为为零零，数十兆帕的压力损失到循环系统中。数十兆帕的压力损失到循环系统中。激激动动压压力力和和抽抽吸吸压压力力：抽抽吸吸压压力力发发生生在在井井内内起起管管柱柱时时，管管柱柱下下端端因因上上升升而而空空出出来来的的井井眼眼空空间间，以以及及作作业业液液因因粘粘滞滞性性附附于于管管柱柱上上，随随管管柱柱上上行行而而空空出出来来的的空空间间将将由由其其上上面面的的作作业业液液充充填填，引引起起作作业业液液向
19、向下下流流动动。这这部部份份作作业业液液在在流流动动时时受受到到流流动动阻阻力力，其其结结果果是是降降低低有有效效的的井井底底压压力力。钻钻头头泥泥包包和和大大直直径径管管柱柱时时，会会产产生生很很大大的的抽抽吸吸压压力力。激激动动压压力力产产生生于于下下管管柱柱时时，因因为为管管具具下下行行，挤挤出出该该处处的的作作业业液液，作作业业液液流流动动受受到到的的阻阻力力，便便是是激激动动压压力力，其其结结果果是增大有效井底压力。是增大有效井底压力。泵压：泵压：泵压是克服井内循环系统中磨擦损失所需的压力。泵压是克服井内循环系统中磨擦损失所需的压力。液压：液压：液压用于驱动大多数的防喷设备，包括防喷
20、器，不在井内。液压用于驱动大多数的防喷设备，包括防喷器，不在井内。2021/9/27161.6井的分类：井的分类：1 1、依据井的作用来分、依据井的作用来分采油井（简称油井）：采油井（简称油井）：为开采地下油层中的原油而钻的井。主要用于采油。由于采油方式不同，又分为自喷井和抽油井。采气井（气）：采气井（气）：指专为开采地下储气层中的天然气而钻的井。注水井（水井）：注水井（水井）：在注水开发的油田上，为向油层注水补充能量而钻的井。注水井在油田开发中虽然不能直接采出原油，但对保持油层压力起着重要的作用。注气井：注气井：在注气开发的油田上，为向油层注气补充能量而钻的井。除特殊需要外，一般不专门打注气
21、井，而是把注水井或采油井改为注气井。一向井内注氮气。氮气的性能稳定，相对价格较低。水源井：水源井：为给注水井、油田工业用水和民用水提供充足水源而钻的井。一般在位于油田边缘、储量丰富的浅水层钻井。观察井和实验井：观察井和实验井：指在油田开发过程中，为了解油层动态，油、气、水运动规律和变化情况而钻的井。这类井既是观察井、实验井又是生产井。调整井：调整井：指在油田开发过程中，为调整开发方案而钻的井。2 2、依据井的深度不同来分：、依据井的深度不同来分：一般分为浅井、中深井、深井和超深井四种。当前，世界上还没有一个按照井的深度分类的统一标准。我国有关修井作业专业会议及部门的一致看法是：井深500米10
22、00米为浅井；1000米2500米为中深井；2500米4000米为深井；4000以上的井为超深井。2021/9/2717 现场井控工作是预防为主，制喷为辅。即井控工作现场井控工作是预防为主，制喷为辅。即井控工作立足一级，做好二级，杜绝三级立足一级，做好二级，杜绝三级。一级井控是处理好井筒内的系统压力，防止井喷条件的形成。一级井控是处理好井筒内的系统压力，防止井喷条件的形成。二二级级井井控控做做为为应应急急的的措措施施，是是防防止止事事故故发发生生和和阻阻止止事事故故扩扩大大的重要工作。为此培训的重点内容在二级井控。的重要工作。为此培训的重点内容在二级井控。二二级级井井控控的的工工作作内内容容：
23、及及时时发发现现溢溢流流，果果断断迅迅速速关关井井，采采用用正确方法压井，恢复井内压力平衡。正确方法压井，恢复井内压力平衡。2021/9/2718（1 1）井控意识不强，思想麻痹，违章操作。）井控意识不强，思想麻痹，违章操作。（2 2）地层压力掌握不准，设计钻井、修井液密度偏低。）地层压力掌握不准，设计钻井、修井液密度偏低。（3 3）起钻产生抽吸压力，造成诱喷。（要求钻开油气层起钻前进行短起下）起钻产生抽吸压力，造成诱喷。（要求钻开油气层起钻前进行短起下钻校对溢流的产生）。钻校对溢流的产生）。（4 4）钻井液柱高度下降。（要求每起三柱钻杆或一柱钻铤向井内灌满一次）钻井液柱高度下降。（要求每起三
24、柱钻杆或一柱钻铤向井内灌满一次钻井液）。钻井液）。（5 5）钻井液密度下降。原因：油气侵入井内；处理事故向井内注原油或解）钻井液密度下降。原因：油气侵入井内；处理事故向井内注原油或解卡剂；向井内混油降低磨阻。卡剂；向井内混油降低磨阻。（6 6）对浅气层的影响缺乏认识，井身结构不合理。）对浅气层的影响缺乏认识，井身结构不合理。2.1井喷失控的原因及危害井喷失控的原因及危害2.1.1、井喷失控的原因、井喷失控的原因2021/9/2719（7 7）井控设备的安装及试压不符合有关要求或在质量上有问）井控设备的安装及试压不符合有关要求或在质量上有问题，在发生井喷后关不严、承受的压力不够造成井控装置失效。
25、题，在发生井喷后关不严、承受的压力不够造成井控装置失效。（8 8）空井时间过长，无人观察井口。）空井时间过长，无人观察井口。（9 9）钻遇漏失层段发生井漏未能及时处理或处理措施不当。）钻遇漏失层段发生井漏未能及时处理或处理措施不当。（1010）相邻注水井不停注或未减压。）相邻注水井不停注或未减压。（1111）地质设计未能提供准确的地层孔隙压力资料。）地质设计未能提供准确的地层孔隙压力资料。（1212）发现溢流后处理措施不当。比如，有的井发现溢流后不）发现溢流后处理措施不当。比如，有的井发现溢流后不是及时正确地关井，而是继续循环观察，致使气侵段钻井液或是及时正确地关井，而是继续循环观察，致使气侵
26、段钻井液或气柱迅速上移，再想关井，为时已晚。气柱迅速上移，再想关井，为时已晚。2021/9/2720 井喷失控是钻井、井下作业、试油、测井施工中性质最严重的事故，具体有井喷失控是钻井、井下作业、试油、测井施工中性质最严重的事故，具体有以下几方面危害以下几方面危害:（1 1）井喷失控极容易引起火灾，影响千家万户的生命安全，造成环境污染，影）井喷失控极容易引起火灾，影响千家万户的生命安全，造成环境污染，影响农田水利、渔场、牧场、林场的建设；响农田水利、渔场、牧场、林场的建设；（2 2）伤害油气层，严重破坏地下的油气资源，影响最终采收率；）伤害油气层，严重破坏地下的油气资源，影响最终采收率；（3 3
27、）极易造成机械设备毁坏、人员伤亡和油气井报废，带来巨大的经济损失；）极易造成机械设备毁坏、人员伤亡和油气井报废，带来巨大的经济损失；（4 4）使正在作业的井事故复杂化；）使正在作业的井事故复杂化；（5 5）打乱全面的正常工作秩序，影响全局正常生产；）打乱全面的正常工作秩序，影响全局正常生产；（6 6）涉及面广，社会负面影响较大。）涉及面广，社会负面影响较大。井井喷喷失失控控虽虽然然列列举举了了较较直直接接的的六六个个方方面面，但但间间接接的的影影响响很很大大，实实在在是是百百害害而而无无一一利利，因因此此在在井井下下作作业业施施工工中中要要严严格格按按操操作作面面积积进进行行施施工工，重重视视
28、井井控控工工作作，不不可因小而失大，避免井喷现象的发生。可因小而失大，避免井喷现象的发生。2.2.2井喷失控的危害井喷失控的危害2021/9/27211 1、提提高高井井控控意意识识（设设备备安安装装意意识识、设设备备调调试试与与试试压压意意识识、油油气气资资源源保保护护意意识识、井井控控培训意识、责任意识）培训意识、责任意识）2 2、各各级级管管理理者者必必须须高高度度重重视视井井控控工工作作。井井控控工工作作主主要要内内容容：井井控控设设计计，井井控控设设备备，钻钻开开油油气气层层前前的的准准备备工工作作，钻钻开开油油气气层层和和井井控控工工作作，井井喷喷失失控控的的处处理理，防防火火、防
29、防硫硫化化氢的安全措施，井控培训。氢的安全措施，井控培训。3 3、认认真真对对待待浅浅气气层层钻钻修修井井井井井井控控工工作作。既既注注意意高高压压油油气气井井防防喷喷，又又要要注注意意中中低低压压油油气井防喷。气井防喷。4 4、搞搞好好井井控控工工作作，必必须须全全面面系系统统地地抓抓好好五五个个环环节节，必必须须紧紧紧紧抓抓住住思思想想重重视视、措措施施正正确、严格管理、技术培训和装备配套五个环节确、严格管理、技术培训和装备配套五个环节2.2井喷的预防井喷的预防井井喷喷的的预预防防需需要要从从人人们们的的意意识识上上和和井井控控工工作作具具体体实实施施上上进进行行落落实实。采采取取重重点点
30、是是以预防井喷为主，制喷为辅的工作思路搞好井控工作。以预防井喷为主，制喷为辅的工作思路搞好井控工作。2021/9/27225 5、井控工作要各部门密切配合，常抓不懈、井控工作要各部门密切配合，常抓不懈6 6、严严格格执执行行石石油油天天然然气气钻钻井井井井控控技技术术规规定定、石石油油与与天天然然气气井井下下作作业业井井控控技技术规定术规定7 7、编制科学合理的施工设计，着重做好井喷的具体防范工作。、编制科学合理的施工设计，着重做好井喷的具体防范工作。2021/9/27232.3溢流的原因溢流的原因设计密度偏低设计密度偏低抽吸抽吸液柱高度不够液柱高度不够环空流动阻力消失环空流动阻力消失密度下降
31、密度下降2.2.对新探区、新区块地层压力不熟悉对新探区、新区块地层压力不熟悉1.1.起钻时井内未注满钻井液起钻时井内未注满钻井液2.2.井漏引起井内液柱高度下降井漏引起井内液柱高度下降1.1.钻遇高压层油气侵造成密度下降钻遇高压层油气侵造成密度下降2.2.混油、加水等造成密度下降混油、加水等造成密度下降1.1.停止循环、流动阻力消失停止循环、流动阻力消失1.1.井眼环控间隙小井眼环控间隙小2.2.起钻速度过快起钻速度过快3.3.钻井液性能钻井液性能溢流的主要原因溢流的主要原因1.1.开发区注水造成地层压力升高开发区注水造成地层压力升高2021/9/27242.4溢流的预防溢流的预防1.1.起下
32、钻速度要合理，减小波动压力；起下钻速度要合理，减小波动压力；2.2.井眼要畅通。防止抽吸。开泵要平稳，防止憋漏地层。井眼要畅通。防止抽吸。开泵要平稳，防止憋漏地层。3.3.起钻灌满钻井液，起完钻尽快下钻，不准空井检修保养。起钻灌满钻井液，起完钻尽快下钻，不准空井检修保养。1.1.一口井的裸眼井一口井的裸眼井段不应超过两个不段不应超过两个不同压力梯度的地层同压力梯度的地层1.1.保持井底压力和保持井底压力和地层压力相平衡地层压力相平衡1.1.掌握所钻井的地层掌握所钻井的地层压力、地层破裂压力、压力、地层破裂压力、浅气层位置、注水井浅气层位置、注水井最大注水压力、漏层最大注水压力、漏层及异常高压层
33、位置。及异常高压层位置。1.1.要求储备压井液、要求储备压井液、加重剂、堵漏材料和加重剂、堵漏材料和其它处理剂。其它处理剂。各种各种压力压力井身井身结构结构压力压力平衡平衡措施措施合理合理油层油层准备准备预防预防2021/9/27252.5溢流的发现溢流的发现钻进钻进起钻起钻下钻下钻空井空井出口管外溢钻井液出口管外溢钻井液钻井液液面升高钻井液液面升高井口外溢钻井液井口外溢钻井液灌入井内的体积小于起出钻柱的体积。灌入井内的体积小于起出钻柱的体积。停止起钻时，出口管外溢钻井液停止起钻时，出口管外溢钻井液钻井液灌不进井内，池液面不减而升高钻井液灌不进井内，池液面不减而升高井漏井漏出口管钻井液流速的变
34、化出口管钻井液流速的变化钻井液池液面的变化钻井液池液面的变化停泵后出口管钻井液的外溢停泵后出口管钻井液的外溢钻井液的变化钻井液的变化返出的钻井液体积大于下入钻具的体积返出的钻井液体积大于下入钻具的体积下放停止，接立柱时井眼仍外溢钻井液下放停止，接立柱时井眼仍外溢钻井液井口不返钻井液，井口不返钻井液，井口井口液面下降液面下降2021/9/2726 迅速控制住井口，使井控工作处于主动。迅速控制住井口，使井控工作处于主动。制止地层流体继续侵入井内。制止地层流体继续侵入井内。保持井内有较多的原液，关井时井口压力较低，利于安全保持井内有较多的原液，关井时井口压力较低，利于安全压井。压井。可以较准确地计算
35、地层压力与压井液密度可以较准确地计算地层压力与压井液密度发生溢流要迅速关井的益处发生溢流要迅速关井的益处:关井时最关键的问题是：关井时最关键的问题是：1、关井要及时果断。、关井要及时果断。2、关井不能压裂地层。、关井不能压裂地层。2021/9/2727 在钻修过程中，发现溢流或疑似溢流，应迅速果断作出关井决定，关井在钻修过程中，发现溢流或疑似溢流，应迅速果断作出关井决定，关井动作快慢及关井程序是否正确，是控井成败的关键。关井的方法有：动作快慢及关井程序是否正确，是控井成败的关键。关井的方法有：1 1、硬关井：、硬关井：在节流管汇处于关闭状态下，就直接关闭环型或闸板防喷器的关井方式。在节流管汇处
36、于关闭状态下，就直接关闭环型或闸板防喷器的关井方式。3.1 3.1 关井方法关井方法关关2021/9/2728硬硬关关井井优点：发现井涌后，只让少量的地优点：发现井涌后，只让少量的地层流体进入井内。井涌量越层流体进入井内。井涌量越小压井作业越容易。小压井作业越容易。缺点：水击效应大，过大压力加于缺点：水击效应大，过大压力加于薄弱地层上的风险，增加地薄弱地层上的风险，增加地层压裂的危险，容易引起井层压裂的危险，容易引起井下井喷。下井喷。2021/9/27292 2、软关井：、软关井：先开通节流管汇，再关环形、闸板防喷器的关井方式。先开通节流管汇，再关环形、闸板防喷器的关井方式。2021/9/27
37、30软软关关井井优点：关井过程中，防止水优点：关井过程中，防止水击效应作用于井口装击效应作用于井口装置，可试关井。置，可试关井。缺点：操作时间长，从发现缺点：操作时间长，从发现气侵到关井，会有更气侵到关井，会有更多的地层流体进入井多的地层流体进入井内。内。我国目前现场采用的关井方法为软关井。我国目前现场采用的关井方法为软关井。2021/9/27313.2 3.2 关井程序关井程序4司钻司钻井架工井架工平板阀平板阀开开2司钻司钻停停转盘转盘1司钻司钻发发信号信号5司钻司钻副司钻副司钻防喷器防喷器关关6井架工井架工关关节流阀节流阀7内钳工内钳工井架工井架工看看立压立压套压套压3抢提方钻杆提方钻杆司
38、钻司钻内外钳工内外钳工井架工井架工一、钻进时发生溢流一、钻进时发生溢流发、停、抢、开、关、关、看发、停、抢、开、关、关、看3.2.1钻井四钻井四.七动作关井程序七动作关井程序1、钻进时发生溢流、钻进时发生溢流2、起下钻杆时发生溢流、起下钻杆时发生溢流3、起下钻铤时发生溢流、起下钻铤时发生溢流4、空井时发生溢流、空井时发生溢流2021/9/27322021/9/27332021/9/27342021/9/27352021/9/27362021/9/27372021/9/27382021/9/2739二、起下钻杆时发生溢流二、起下钻杆时发生溢流4司钻井架工平板阀平板阀开开1司钻发发信号信号5司钻副
39、司钻防喷器防喷器关关6井架工关关节流阀节流阀7井架工看看套压套压3抢装钻具防装钻具防喷器喷器司钻内外钳工井架工2停停止起下钻止起下钻司钻内外钳工井架工2021/9/27402021/9/27412021/9/27422021/9/27432021/9/27442021/9/27452021/9/27462021/9/2747三、起下钻铤时发生溢流三、起下钻铤时发生溢流1司钻信号信号发发4司钻井架工平板阀平板阀开开5司钻副司钻防喷器防喷器关关关关6井架工节流阀节流阀7井架工看看套套压压3抢下钻杆接下钻杆接防喷单根防喷单根司钻内外钳工井架工2停停止起下钻止起下钻司钻内外钳工井架工2021/9/27
40、482021/9/27492021/9/27502021/9/27512021/9/27522021/9/27532021/9/27542021/9/2755四、空井时发生溢流四、空井时发生溢流4司钻井架工平板阀平板阀开开1司钻发发信号信号5司钻副司钻防喷器防喷器关关6场地工关关节流阀节流阀7场地工看看套压套压3抢下钻杆下钻杆装钻具装钻具防喷器防喷器司钻内外钳工井架工2停停止起作业止起作业司钻有关岗位2021/9/27562021/9/27572021/9/27582021/9/27592021/9/27602021/9/27612021/9/27622021/9/2763一、起下管柱时发生溢
41、流关井程序一、起下管柱时发生溢流关井程序 215673套管闸门套管闸门开开停停起下管柱起下管柱发发信号信号防喷器防喷器关关关关套管闸门套管闸门看看套压套压抢装悬塞阀装悬塞阀班长 司机、一、二、三岗位资料员班长资料员二岗位资料员 司机、一、二、三岗位4发、停、抢、开、关、关、看发、停、抢、开、关、关、看1、起下管柱时发生溢流关井程序、起下管柱时发生溢流关井程序2、井下施工作业时发生溢流、井下施工作业时发生溢流3、空井时发生溢流、空井时发生溢流3.2.1井下三井下三.七动作关井程序七动作关井程序2021/9/27642021/9/2765 司机、二、三岗位2021/9/27662021/9/276
42、72021/9/27682021/9/27692021/9/27702021/9/2771二、井下施工时发生溢流二、井下施工时发生溢流 215673套管闸门套管闸门开开停停止作业止作业发发信号信号防喷器防喷器关关关关套管闸门套管闸门看看压力变化压力变化抢抢提方钻杆抢提方钻杆装悬塞阀装悬塞阀班长 司机、一、二、三岗位资料员班长资料员二岗位资料员 司机、一、二、三岗位42021/9/27722021/9/27732021/9/27742021/9/27752021/9/27762021/9/27772021/9/27782021/9/2779三、空井时发生溢流关井程序三、空井时发生溢流关井程序套管
43、闸门套管闸门开开停停其他作业其他作业发发信号信号防喷器防喷器关关关关套管闸门套管闸门看看压力变化压力变化抢下管柱下管柱装旋塞阀装旋塞阀班长 司机、一、二、三岗位资料员班长资料员二岗位资料员 司机、一、二、三岗位1 2 3 4 5 6 72021/9/27802021/9/27812021/9/27822021/9/27832021/9/27842021/9/27852021/9/27862021/9/2787 在起下管柱时发现溢流在起下管柱时发现溢流：要立即打开四通两侧的阀门，如果：要立即打开四通两侧的阀门，如果溢流量不大，在不妨碍安全操作的情况下要尽可能的抢下管柱，溢流量不大，在不妨碍安全操
44、作的情况下要尽可能的抢下管柱，否则应立即抢接管柱防喷工具后采取适当措施控制井口，具体操否则应立即抢接管柱防喷工具后采取适当措施控制井口，具体操作步骤为：作步骤为：发发信号信号 停停止起下管柱止起下管柱抢抢接油管挂接油管挂开开套管闸门套管闸门 座座油管挂油管挂座座采油树（均匀上紧井口螺栓）采油树（均匀上紧井口螺栓）关关套管闸门、试关井套管闸门、试关井 看看油、套压力；油、套压力；空井时发现溢流，空井时发现溢流，当班负责人要立即组织人员打开四通两侧当班负责人要立即组织人员打开四通两侧的阀门，抢装井口防喷器工具，具体操作步骤为：的阀门，抢装井口防喷器工具，具体操作步骤为：发发信号信号 开开套管闸门套
45、管闸门 座座采油树（或装井口防喷工具）采油树（或装井口防喷工具）均匀均匀上紧井口螺栓上紧井口螺栓关关套管闸门套管闸门 观察观察压力。压力。3.2.3未安装防喷器的关井程序未安装防喷器的关井程序2021/9/2788 发信号要准确发信号要准确 关防喷器顺序要正确关防喷器顺序要正确 取准关井套压、立压值取准关井套压、立压值 正确开关平板阀正确开关平板阀 正确调整节流阀正确调整节流阀注意注意:2021/9/2789六、关井后的几种情况及处理方法六、关井后的几种情况及处理方法现象现象说说明明问题问题处处理方法理方法关井关井油油压压关井关井套套压压等于等于0等于等于0Pm能能够够平衡平衡 Pp恢复恢复作
46、业作业，注意，注意观观察察发现发现气侵及气侵及时时除气除气等于等于0不等不等于于0Pm能平衡能平衡Pp但但环环空空已侵入溢流已侵入溢流节节流循流循环环排出溢流排出溢流或加重或加重修修井液密度井液密度压压井井不等不等于于0不等不等于于0Pm不不能平衡能平衡Pp环环空空已侵入溢流已侵入溢流压压井井2021/9/2790 气体比钻井液、压井液的密度低得多，因此，气体总有一个气体比钻井液、压井液的密度低得多，因此，气体总有一个向上运移的趋势。不管是否关井，气体运移总是可能发生的。向上运移的趋势。不管是否关井，气体运移总是可能发生的。4.1开井时的气体运移开井时的气体运移 起钻过程中，少量气侵不易被发现
47、，随着钻具起出，气体不断运移，经过几个小时起钻过程中，少量气侵不易被发现，随着钻具起出，气体不断运移，经过几个小时后，气体上升膨胀到一定程度，表现出极微弱的溢流。最终，气体膨胀将会降低静液柱后，气体上升膨胀到一定程度，表现出极微弱的溢流。最终，气体膨胀将会降低静液柱压力，并且地层内的流体大量侵入井内。压力，并且地层内的流体大量侵入井内。1.气体气体 2.井底压力井底压力 3.气体所受压力气体所受压力 气体侵入井内，从井底到井口气体气体侵入井内，从井底到井口气体体积、压力和井底压力的变化过程说明：体积、压力和井底压力的变化过程说明：（1）气体在井内上升时体积一直在膨）气体在井内上升时体积一直在膨
48、胀，但增加量较小，直到靠近地面时才胀，但增加量较小，直到靠近地面时才迅速增加，这时压井液池液面才增加比迅速增加，这时压井液池液面才增加比较明显；较明显；（2）气体膨胀上升对井底压力的影响）气体膨胀上升对井底压力的影响很小，只是到靠近地面时，井底压力才很小，只是到靠近地面时，井底压力才能有明显降低。能有明显降低。2021/9/27912021/9/2792 关闭防喷器，气体就不能膨胀。所以气体就保持压力不变而向上移动。结果是气关闭防喷器，气体就不能膨胀。所以气体就保持压力不变而向上移动。结果是气体中的地层压力向地面移动。这个不变的压力上升，压井液就下降，下面的压井液静体中的地层压力向地面移动。这
49、个不变的压力上升，压井液就下降，下面的压井液静液柱压力使井底压力增加。上部静液压力减小使地面压力增大。实际上整个井中压力液柱压力使井底压力增加。上部静液压力减小使地面压力增大。实际上整个井中压力增加。如图所示，由于气体运移，使套管鞋处压力增加，地下井喷就要发生。见下图增加。如图所示，由于气体运移，使套管鞋处压力增加，地下井喷就要发生。见下图4.2关井时的气体运移关井时的气体运移2021/9/2793 关井后，已经发生的气侵可能还在运移。在地面的显示关井后，已经发生的气侵可能还在运移。在地面的显示是，关井立管压力和套管压力等量增加。如不采取措施，套管是，关井立管压力和套管压力等量增加。如不采取措
50、施，套管压力上升到超过最大允许值，引起地层破裂，造成地下井喷。压力上升到超过最大允许值，引起地层破裂，造成地下井喷。此时要释放钻井液（或压井液）此时要释放钻井液（或压井液），允许气体膨胀，并降低套，允许气体膨胀，并降低套管压力。管压力。注：不能长时间关井不作处理注：不能长时间关井不作处理2021/9/27945.1压井方法压井方法 井底常压法压井主要有：井底常压法压井主要有：司钻压井法、工程师压井法、循环压井法三种。司钻压井法、工程师压井法、循环压井法三种。5.1.1 司钻法司钻法又称二次循环法，压井过程中需要循环两周钻井液。又称二次循环法，压井过程中需要循环两周钻井液。第一循环周，用原浆将环