压井

华东石油高级技能培训中心1井下作业——压井程洪中石化集团四普培训华东石油高级技能培训中心2目录第一节概述一、井喷的危害及预防二、地层压力的确定方法第二节压井液的选择一、影响修井液选择的因素二、修井液的分类三、密度的选择四、用量计算第三节压井方法一、压井方法的选择二、压井技术要求及注意事项三、影响压井作业的主要因素第四节气井、高压井压井工艺技术一、气井、高压井压井工艺技术二、特殊情况下的压井复习思考题华东石油高级技能培训中心3第一节概述压井的定义在作业过程中，当井口敞开后一旦液柱压力低于地层压力，势必造成井内流体无控制地喷出，既有害于地层，又不利于施工，采用设备从地面往井里注入密度适当的流体，使井筒里的液柱在井底造成的回压与地层的压力相平衡，恢复和重建压力平衡的作业，这一过程叫压井。华东石油高级技能培训中心4压井的关键：关键是正确地确定地层压力，有足够的合乎性能要求的压井液，一套合理的施工方法和有效的施工设备。压井目的：是暂时使井内流体在修井施工过程中不喷出，方便作业。压井的原则压井要保护油层，应遵守“压而不喷，压而不漏，压而不死”三原则华东石油高级技能培训中心5产层保护措施：Ⅰ选用优质压井液。Ⅱ地面盛液池罐干净无杂物，作业泵车及管线进行清洗。Ⅲ加快施工速度，缩短作业周期。完工后要及时投产。华东石油高级技能培训中心6概念：如果预防复杂情况的工作不完善，没有及时注意和调节压井液性能，操作不当，对地质情况认识不够，准备不足等，就可能失去对地层的控制，从而使地层中的流体（油、气、水）无控制地涌入井筒，喷出地面的现象，称为井喷。井喷是一种恶性的工程事故。一、井喷的危害及预防华东石油高级技能培训中心71、井喷的危害1）打乱全面的正常工作秩序，影响全局生产；2）使事故复杂化；3）井喷失控极易引起火灾和地层坍塌，影响周围千家万户的生命安全，造成环境污染，影响生产建设；4）伤害油气层，浪费油气资源；5）造成机毁人亡和油气井报废，带来巨大的经济损失。华东石油高级技能培训中心82、井喷的预兆A机械钻速突然显著提高；B压井液从井里溢出，进口排量小；C泥浆池液面升高；D进口密度大，出口密度小，密度有不断下降趋势；E循环中泵压降低；G有油或气体显示；H压井液气浸；I气涌；J停泵后进口压力增高。按其重要性排列华东石油高级技能培训中心91）地质设计应力求准确。及早提出有关地层变化及油、气层位置等资料。2）施工设计中应根据地层压力梯度，配备相应压力等级的井控装置。3）严格按地质设计的压井液密度施工，不得随意降低密度。4）装好完整适用的井口装置及相应的控制管线。3、预防井喷的措施华东石油高级技能培训中心105）打开高压层前，井场应有加重压井液的设备和足量的加重材料，或储备足量的高密度压井液。6）调整好打开油、气层的压井液性能,使密度适当、粘度、切力、失水量符合压井液性能要求。7）打开高压层时，应加强对压井液的观察和性能测量，保持进出口压井液密度一致。3、预防井喷的措施华东石油高级技能培训中心118）在高压层中起钻时，应调整压井液的性能，使压井液液柱压力略高于地层压力。9）井场内动用明火应严格执行动火程序，并配有数量齐全的防火工具。10）不得空井时间过长。11）在注意高压井防喷的同时，也要注意中低压井的防喷。3、预防井喷的措施华东石油高级技能培训中心12二、地层压力的确定方法压井压井液地层压力1、测定法：地层静压力：油井关井复压3～7天，待地面压力表读数稳定后，将压力计下到地层中部测压，可直接读出地层静压力。地层破裂压力：室内岩心地层破裂压力试验确定。（五点法）华东石油高级技能培训中心131）关井后要每天读井口压力，待井口压力稳定后才能测压；2）所测的静压值，在24h内上升不超过0.1MPa为合格；3）测压时井口要做到不渗、不漏；4）稠油井或冬季试油井，关井前必须挤入一定量的轻油（柴油），以便顺利下入压力计。测压要求：华东石油高级技能培训中心14对注水井和低油气比井可利用套压加上井筒液柱压力来计算。3、估算法因某些原因不能直接测量与计算时，可根据开发状况或邻井压力资料、钻井时压井液密度等来综合参考，估算地层压力。2、计算法华东石油高级技能培训中心15修井液为改善或维持油水井生产情况，在原生产井上进行修井作业时用的液体叫修井液。修井液应具备功能：（1）与地层岩性相配伍，与地层流体相容，保持井眼稳定。（2）密度可调，以便平衡地层压力。（3）在井下温度和压力条件下保持性能稳定。（4）滤失量少。（5）有一定携带固相颗粒的能力。第二节压井液的选择华东石油高级技能培训中心16一、影响修井液选择的因素（1）地层压力：井筒内的液柱压力等于地层压力加预定的安全系数，但井下工具的运动所造成的抽吸压力不至于地层液体浸入井筒。（2）渗透性：控制失水，防止滤液浸入和滤饼沉积对产层的堵塞。（3）粘土含量：地层中可能有不同含量的各类粘土。应用适宜的电解液添加剂抑制粘土水化或预防这些粘土重新矿化。地层因素华东石油高级技能培训中心17（4）地层：渗漏性地层应加入酸溶性的或用其他方法可除的桥堵剂来降低压井液的滤失量。（5）温度：在高温下有保持流变性的能力，混合盐水不随温度变化而产生结晶。（6）敏感性：滤液对地层水的敏感性，产层中粘土含量和类型及其对外来流体的敏感性和敏感程度。（7）地层流体和修井液的相容性：应做可容性试验。地层因素华东石油高级技能培训中心18二、修井液分类1、水基修井液概念：是以水为连续相的一种修井液体系。是易于控制密度、粘度、粘土水化、腐蚀性、液体滤失，处理费用较低，原料易获得。1）改性修井液：概念：是加入添加剂以满足修井液在悬浮、凝胶结构和腐蚀控制等方面要求的修井液。缺点是高浓度的微粒物质堵塞或沉淀使产能下降。优点：成本较低。华东石油高级技能培训中心19概念：盐水体系是一种或多种盐类和水配制而成，一般含有20%左右的溶解盐类，是目前经常采用的修井液和完井液。防止地层损害的机理：由于它本身不存在固相，不会夹带固体颗粒侵入产层，无机盐类改变了体系中的离子环境，使离子活性降低，即使部分压井液浸入产层也不会引起粘土膨胀和运移。2）无固相盐水修井液华东石油高级技能培训中心20盐水修井液的种类很多，有的加入化学处理剂以增加粘度，降低失水量。适当选配盐类能满足大部分地层条件的修井需要，其密度范围是1.06—2.3g/cm3，常用盐水及密度如下：盐水体系最大密度或范围，g/cm3氯化钾1.17氯化钠1.20溴化钠1.50氯化钙1.39溴化钙1.39～1.70溴化钙/氯化钙1.33～1.80溴化锌/溴化钙/氯化钙1.80～2.302）无固相盐水修井液华东石油高级技能培训中心21概念：是以聚合物代替粘土而产生适当粘度、切力及滤失量的一种修井液体系。防止地层损害的机理：该体系选择适合于产层特点各种不同类型的固体作为桥堵剂，以防止无固相液体大量漏入产层。固相颗粒桥堵在地层孔隙入口处，在井壁形成非常致密的滤饼，从而控制修井液及滤液的浸入。即使有少量滤液浸入，其中溶解的盐类和聚合物的控制作用可以进一步防止粘土水化膨胀。桥堵剂应是酸溶、水溶或油溶的。投产后靠地层压力反排或酸化等措施解堵，这样就从“桥堵”和“抑制”两方面防止了地层的损害。3）聚合物盐水修井液华东石油高级技能培训中心22概念：用油作连续相的修井液。当水形成液体内的不连续相时则称为油基乳化液。适用范围：适用于压力梯度低于1的地层和水敏性地层。3、泡沫修井液由液体（通常为水）、表面活性剂和气体（空气或氮气）组成。用于低压油层，但其操作复杂和成本较高。2、油基修井液如果条件允许，原生原油是一种最好的修井液，它不损害产层。但闪点和燃点低有着火危险。华东石油高级技能培训中心23三、密度的选择1、压井液密度选择法遵照压井原则，考虑到压井及作业的有效性，压井时井筒内压井液液柱压力应大于地层压力1～1.5MPa。计算公式是：γ液=100（p层+p附）/H式中：γ液—压井液的相对密度，g/cm3；p层—目前地层静压力，MPa;p附—附加压力，MPa，取值范围为1~1.5MPa;H—油层中部深度，m。华东石油高级技能培训中心242、地层压力倍数选择法γ液=100p倍p层/H式中p倍—附加系数，1.10—1.15。从保护油层来看，现场多采用密度选择法确定压井液密度。在使用附加压力和附加系数时应考虑如下因素：（1）地层静压力来源的准确性；偏高则少取，偏低则多去；（2）油气层能量的大小：产能大则多取，产能小则少取；华东石油高级技能培训中心25附加压力和附加系数时的应考虑因素：（3）生产状况：油气比高的井多取，低的井少取；注水开发见效的井多取，未见效少取；（4）修井施工内容、难易程度与时间长短：作业难度大、时间长的井多取，反之少取；（5）套管尺寸：大套管多取，小套管少取；（6）井深：井深少取，井浅多取；（7）地层压力当量密度：在1.5以下时，附加压力不超过0.5MPa；密度在1.5以上时，附加压力不超过1.5MPa。华东石油高级技能培训中心26四、用量计算1、加大压井液密度所需加重剂的计算式中：G--------加重剂所需量，kg；V--------加重前压井液体积，m3；ρ1------加重剂密度，g/m3；ρ2------加重后压井液密度，g/cm3；ρ3------加重前压井液密度，g/cm3。21321)(VG华东石油高级技能培训中心272、降低压井液密度所需水的计算式中：Q--------降低压井液密度时需要加入的水量，m3；V--------原压井液体积，m3；ρ1------原压井液密度，g/cm3；ρ2------稀释后压井液密度，g/cm3；ρ------水的密度，g/cm3。121)(VQ华东石油高级技能培训中心28式中：t----循环一周的时间，min；H----井深，m；V1---井筒内容积；L/m；V2---管柱外容积；L/m；Q----泵排量，L/min。4、压井液上返速度式中：V---压井液上返速度，m/s;Q----泵排量，L/s;D---井筒内径，cm；d---管柱外容径，cm。227.12dDQVQVVHt)(213、压井液循环一周时间华东石油高级技能培训中心295、井筒容积1）理论计算V=πD2H/4式中：V---井筒容积，m3；D---井筒内径，m；H----井深，m。2）现场计算V=D2H/2式中：D----井眼尺寸，in。压井液准备量一般为井筒容积的1.5~2倍，浅井和小井眼井为3~4倍。华东石油高级技能培训中心30第三节压井方法华东石油高级技能培训中心31一、压井方法的选择华东石油高级技能培训中心32一、压井方法的选择华东石油高级技能培训中心33一、压井方法的选择华东石油高级技能培训中心34一、压井方法的选择华东石油高级技能培训中心35一、压井方法的选择华东石油高级技能培训中心36一、压井方法的选择华东石油高级技能培训中心37为保持井底压力不变，随高密度压井液在管柱内逐渐下行，液柱压力将逐渐增加，原来关井的立管压力逐渐降低，当高密度压井液到达管脚处始，管柱内压井液和地层压力相平衡。式中Pzz---用密度为的压井液循环时终了时的立管总压力，MPa。一、压井方法的选择Pzz=Pxz=γ2Pxc/γ1压井是一般先打入清水或原来的压井液进行排除油、气侵的压井液，用阻流阀（闸门）控制回压，使Pzc=P1+Pxc+Pf.在泵速不变的情况下，立管压力保持不变，阻流阀（闸门）控制循环处的总压力保持不变，当环形空间的受侵的压井液排出后，即打入高密度钻井液，开始压力为Pxc。华东石油高级技能培训中心38一、压井方法的选择华东石油高级技能培训中心393、挤入法华东石油高级技能培训中心40二、压井技术要求及注意事项华东石油高级技能培训中心412、井被压住的表现华东石油高级技能培训中心42（4）为保护产层，应避免压井时间过长减少压井对产层的污染。3、注意事项华东石油高级技能培训中心43三、影响压井作业的主要因素华东石油高级技能培训中心441、压井液性能华东石油高级技能培训中心45华东石油高级技能培