常规压井技术.

常规压井技术二Ο一五年五月一、概述三、压井技术二、关井技术措施1.压井的原理“U”形管原理关井时如图所示：将钻柱和环空视为连通的“U”形管，井底地层作为U形管底部。关井后，压力平衡关系为：Psp+Phi=Pp=Pa+Pha一、概述2.压井数据的获取1）判断溢流类型2）计算压井钻井液密度3）计算加重钻井液量4）计算注入加重钻井液的时间5）计算压井循环时的立管总压力6）计算最大允许关井套压一、概述1）判断溢流类型awVVhwdamwhpp)(102Va—每米环空容积溢流高度，米；wh；溢流密度，3/cmgw钻井液池钻井液增量Vpa、pd为关井套压和关井立压w—在1.07---1.20g/cm3之间为盐水。w—在0.12-0.36g/cm3之间为天然气。w—在0.36---1.07g/cm3之间为油或混合气体溢流。2.压井数据的获取一、概述2）计算压井钻井液密度依据关井立管压力计算压井钻井液密度。安全附加值，—。关井立管压力，—。原钻井液密度，—3/3/102cmgeMPapcmgmeHpmkdd2.压井数据的获取一、概述3）计算钻柱内、外容积及加重钻井液量•钻柱内容积V1nnLDLDLDV222212114•环空容积222221212124LDDLDDVphph•总容积V=V1+V2V1——钻柱内容积(m3);V2——环空容积(m3);D——钻具内径(m);Dh——井眼直径或套管内径(m);DP——钻具外径(m);L——钻具或井段长(m);所需加重钻井液量一般取总容积之和的1.5---2倍。2.压井数据的获取一、概述4）计算注入加重钻井液的时间•注满钻柱内所需时间。压井排量，—；钻具内容积，—；间，注满钻柱内容积所需时—SLQmVtQVt/31min160110001。压井排量，—；环空容积，—；注满环空所需时间，—SLQmVtQVt/32min260210002•注满环形空间所需时间QVt60100011QVt601000222.压井数据的获取一、概述5）计算压井循环时的立管总压力关井立压的读取PspPaPp关井时立压、套压的变化规律关井时间压力套压立压10~15minPspPaPpPspPaPpPspPaPp关井时立压、套压的变化规律关井时间压力套压立压10~15min关井时立压、套压的变化规律关井时间压力套压立压10~15min关井时间压力套压立压关井时间压力套压立压10~15min对于具有良好渗透性的地层，关井10～15分钟后地层和井眼之间可以建立起平衡；对于致密性地层建立起平衡所需的时间较长。2.压井数据的获取一、概述5）计算压井循环时的立管总压力•初始压井立管压力ps—初始压井循环立管压力，MPa；pd—关井立管压力，MPapo—压井排量循环立管压力，MPa；ps=pd+po•终了循环立管压力HpPkF)(81.91001PF---最终立管压力Mpa；1---最新钻井液密度g/cm3。0---原钻井液密度g/cm3。k---压井浆密度g/cm3。P0---原低泵速泵压。H---井深，km。2.压井数据的获取一、概述6)计算最大允许关井套压Pmax=（Gf–Gm）HfPmax—最大允许关井套压，MPaGf—地层破裂压力梯度，MPa/mGm—原钻井液压力梯度，MPa/mHf—套管鞋处井深，m2.压井数据的获取一、概述二、关井技术措施三、压井技术一、概述1.关井后天然气对井内压力的影响进入井筒内的气体在滑套效应情况下，在钻井液中上升。因此，井底、井内各深度和井口所受的压力是随气体的上升而增加的。当气体带压上升至井口时，天然气的压力就作用于全井筒，使井底、井口和井筒各处的受力达到最大。a、关井后，井口压力会随气体上升而不断增高，此时，不能认为是地层压力很高，不能用关井较长时间后的井口压力计算地层压力和压井液密度。b、不能长时间关井不循环，井口和井底压力逐渐升高，如超过井口装置和套管的工作能力，就会造成失控；超过地层破裂压力或套管抗内压强度，就可能造成井漏或套管破裂等复杂情况。二、关井技术措施理想状态下，井筒内气体膨胀规律由图可知，关进之前，气体在井筒上升时早期体积膨胀并不严重，但是在靠近井口的位置急剧膨胀。二、关井技术措施根据Orkiszewski（奥齐思泽斯基）模型，井筒气体带压上升时井口压力变化规律由图可知，由于井筒储积效应，井筒存在大量气体时，井口压力的上升要慢于气体在井筒上升时造成的压力上升；但是随着大量气体侵入，导致井口压力达到更高值。二、关井技术措施2、溢流后原则上要立即关井“1m3报警，2m3关井”。“发现溢流应在2m3内报警并立即关井”。由于对溢流量认定的偏差，出现了多次比较严重的溢流复杂情况。所以目前修改为:“发现溢流立即关井，疑似溢流关井检查，确认溢流立即上报”。但是鉴于目前不少井队技术水平有限，责任心不强，采取比较武断的关井措施也是必要的。实际上，只要认真执行好坐岗制度，钻井时认真记录好泥浆池液面，注意增减量；起钻时，认真记录好灌入量，在一定范围波动是允许的。二、关井技术措施3、关于关井方法“硬”关井和“软”关井两种方式。所谓“硬”关井，即在溢流或井喷时，包括节流阀在内的井口旁侧通道全部关闭的情况下，直接关闭防喷器。其优点是：关井速度快、关井时间短，溢流量小。缺点是：井口设备受液击压力冲击大。所谓的“软”关井，即在溢流或井喷发生时，在其他旁侧通道关闭，而节流阀通道打开的情况下，先关防喷器，然后关闭节流阀。其优点是：井口设备受液击压力冲击小。缺点是：关井速度慢，关井时间长，溢流量大，关井套压较高。二、关井技术措施先关环形防喷器，后关闸板防喷器，是因为闸板防喷器的闸板胶心在关闭过程中，承受高压流体的能力较环形防喷器差。适当打开节流阀的目的，在于关井过程中，使井口套压保持一定值，既可减少液击影响，又可在很大程度上阻止地层流体继续进入井内。这就是“四。七”动作中的“发、停、抢、开、关、关、看”。二、关井技术措施4、关井后的求压做法①钻柱中未装钻具止回阀时关井立压（Ｐd）的求法钻柱中未装钻具止回阀时，关井立压可以直接从立管压力表上读得。②钻柱中装有钻具止回阀时关井立压（Ｐd）的求法a.循环法（在已做低泵冲试验时采用）缓慢启动钻井泵并适当打开节流阀，循环中使套压等于关井情况下的套压值（Ｐa）并保持不变；当循环泵冲达到低泵冲试验时的泵冲时，记录此时的循环立压（Ｐt），低泵冲试验时立压为Ｐc，停泵后关节流阀关井。则：关井立压Ｐd＝Ｐt－Ｐc二、关井技术措施b.憋压法（在未做低泵冲试验时采用）在关井情况下，用小流量向井内憋注，当钻具止回阀被顶开、套压由关井套压（Ｐa）上升到某一值时停泵，同时记录套压（Ｐa1）和立压（Ｐd1）。考虑到压力传播滞后时间，一般控制立压不超过关井套压。关井立压Ｐd＝Ｐd1－（Ｐa1－Ｐa）二、关井技术措施5、关井时间确定关井之初，因液柱压力小于地层压力，地层流体继续向井内流动，经一定时间后，关井压力增加到一定值时，井底压力与地层压力达到平衡。此时的立管压力才能真实反应地层压力。溢流关井后，要准确求取关井立压，关井时间十分重要。关井观察立压的时间不够，地层压力很难搞准确，压井液密度不是偏低就是偏高，井内压力平衡很难建立，密度越提越高甚至最终出现井下又喷又漏的局面。究其原因来说，一方面没有掌握发生溢流关井观察时间的长短，另一方面担心关井后发生卡钻，不能权衡风险损益主次关系。二、关井技术措施关井趋于稳定所需的时间与地层的渗透性和地层流体的种类有关。国内外通常采用关井时间应达到15～25min。对储层条件好，关井15min就能反映出地层真实压力。对储层显示不好，如低渗透，储层能量不好，则关井时间需要到25min才能求得地层真实压力。因此关井观察立压和关井到求立压的时间必须满足，计算地层压力与压井液密度才更准确。气井关井时间过长，易形成圈闭压力，计算地层压力与压井液密度偏高，压井时容易压漏地层。求得地层压力，并计算出压井钻井液密度值后，应根据关井或显示等情况，还应该附加一个压力值进行压井。二、关井技术措施6、根据关井压力采取不同的处理方法钻具止回阀在有较大压差时才会发生作用，流体缓慢流动，钻具止回阀是不会起作用的，因此关井后，会有立管压力显示a、若关井立、套压均为0，说明液柱压力能平衡地层压力，油气侵不严重，可以直接进行循环消除气侵，无需压井。b、关井立管压力为0，套管压力不为0，说明液柱压力能平衡地层压力，只是环空气侵严重，这时，必须节流控压循环，排除环空受清污的钻井液。处理完后再决定是否再提高钻井液密度。c、井立管压力和套管压力均不为0或较大时，说明液柱压力不能平衡地层压力，必须提高钻井液密度进行压井。二、关井技术措施7、关井后天然气快速上升的处理方法关井后不能及时压井，天然气快速上，引起井内压力增高，当压力增加到一定值后，应当进行处理。a、立管压力法通过节流阀，间歇放出一定数量的钻井液，使天然气膨胀压力降低。通过立管压力控制天然气的膨胀和井底压力，使井底压力基本不变，且大于地层压力。仍然可以防止天然气再进入井内。此法仅适用于钻具在井底的情况。b、控制井口压力不超过安全允许压力当套压达到安全允许压力值时，适当打开节流阀泄掉一定套压（1～2MPa），然后关井。这样重复可使天然气直接上升到井口。上述两种方法，当断续放掉一些钻井液后，在允许的情况下，应向井内补充部分钻井液。二、关井技术措施一、概述二、关井技术措施三、压井技术一、概述常规压井方法所谓常规压井，是指在井不漏、钻具在井底，采取正循环方式重建井内压力平衡的压井方法。一般是指司钻法、工程师法、边循环边加重进行压井作业。不能在压井全过程中遵循压井基本原则的压井方法称为特殊压井。如起下钻中发生溢流（钻具不在井底）的压井、井内无钻具（空井）的压井、又喷又漏的压井和井内钻井液喷空的压井。三、压井技术1.司钻法所谓的司钻法，又称二次循环法。发生溢流关井后，压井过程中需要循环两周钻井液。第一循环周，先用原密度钻井液循环，将环空中被污染的泥浆顶替到地面，同时配制压井钻井液。第二循环周，再用加重钻井液将原浆顶替到地面。该方法往往在边远井及加重剂供应不及时的情况下采用。此方法容易掌握，从关井到恢复循环的时间短。三、压井技术司钻法压井步骤a、依据压井基本数据计算公式计算压井所需数据，填写压井施工单，将算得的各项数据填入压井施工单，绘出立管压力控制进度，作为压井施工的依据。b、第一循环周：通过节流阀用原钻井液循环，调节节流阀的开度，控制立压不变，以保持在井底压力不变的条件下，将环空内受侵污的钻井液排除地面。c、第二循环周，通过节流阀用压井液循环，调节节流阀开度，以保证在井底压力不变的条件下，替入井内，并在一个循环周内把井压住恢复井内平衡。三、压井技术2.工程师法所谓的工程师法，又称一次循环法。压井过程中只需要循环一周钻井液。用压井液将环空中井侵流体及原浆顶替到地面，直到重钻井液返出地面。该法压井时间短，经济效益好，井口装置承压小，井内承压比其他方法小。压井时，要求现场必须有足够的加重材料，具备快速加重设备及手段，从关井到恢复循环的时间较长，压井技术含量高，压力控制较为复杂。三、压井技术工程师法压井步骤a、压井时，缓慢开泵，迅速打开节流阀及下游平板阀，调节节流阀，使套压保持关井时的套压不变；逐渐达到压井排量，保持不变；这时不再保持套压不变，应调节节流阀，套压有所变动，使立管压力接近初始压井立管压力Pti，并保持调节后的套压Pci不变。b、在加重钻井液由地面到达钻头这段时间内，调节节流阀，控制立管压力按“立管压力控制进度表”变化，即由初始立管总压力降到终了立管总压力。c、加重钻井液从钻头返出沿环空上返过程中，保持排量不变，调节节流阀，使立管压力保持终了立管总压力不变，直到加重钻井液返出地面。d、停泵关井，检查套管压力和立管压力是否为零。若为零，说明压井成功。开井循环并调整钻井液性能，恢复正常钻井作业。三、压井技术3.压回法（或称直推法