井控技术

井控技术石油工程教研室李建铭2009年6月井控工作是一项系统工程，涉及勘探与开发、钻井、技术监督、安全环保、物资和培训等部门。工作内容包括井控设计、井控装备、钻开油气层前的准备工作、钻开油气层和井控作业、防火防爆防硫化氢安全措施和井喷失控的处理、井控技术培训以及井控管理制度等八个方面。课程目标能力目标知识目标其它目标•地层压力检测•井涌检测•关井•压井•综合操作1.地下各种压力概念及其相互关系2.页岩密度法检测地层压力方法3.dc指数法检测地层压力方法4.井涌检测方法5.软关井、硬关井（不同工况）程序6.井底常压控制油气井压力的方法7.利用司钻法进行压井作业的程序；8.利用工程师法进行压井作业的程序•团队合作能力•知识更新能力•语言表述•撰写报告能力•井控的概念•井控的分级一级井控：利用钻井液密度控制地层压力二级井控：***三级井控：二级井控失败，发生井喷WellControlKickControlPressureControl井涌控制，亦称压力控制模块一、基本知识一般来讲，要力求使一口井经常处于一级井控状态，同时做好应急准备，一旦发生井涌或井喷能迅速做出反应加以处理。本课程重点介绍二级井控的有关知识内容。•与井控有关的概念1）井侵4）井喷2）溢流地上井喷&地下井喷3）井涌5）井喷失控•井喷失控的原因及危害A、原因1）起钻抽吸造成诱喷。2）起钻未及时灌浆或未灌满。3）没有及时准确发现溢流。4）发现溢流后处理不当。5）未安装防喷器。6）设备及安装不符合要求。7）井身结构不合理。8）对浅气层危害性认识不足。9）钻前资料提供不准确。10）空井时间过长，没有安排人员坐岗观察。11）对漏失地层没有及时处理或处理不当。12）钻进时相邻注水井不停注或未减压。13）钻井液混油过量或不均匀，造成静夜压力低于地层压力。14）思想麻痹，违章操作。•井喷的危害1）打乱整体部署，影响全局生产。2）造成钻井事故复杂化。3）造成严重的环境污染。4）伤害油气层，破坏地下油气资源。5）造成机毁人亡和井的报废，巨大经济损失。6）国际、国内严重的不良声誉影响。举例：①2003年12月23日发生在重庆开县的特大井喷事故。人员伤亡243人。②2007年9月10日发生在大港油田的井喷事故。③教材案例“12.23”井喷小患缘何酿重灾———中石油川东钻探公司•2003年12月23日21时57分，重庆开县高桥镇罗家寨，发生了在国内乃至世界气井井喷史上罕见的“12.23”井喷特大事故。•一连串的麻痹和违章中，事故发生了。此次事故中共有243人因硫化氢中毒死亡，累计2.6万多人因硫化氢中毒，65632多人被紧急疏散撤离，直接经济损失9262.71多万元。法庭公诉书中记载了这悲惨的一幕：公路上，水井边，山坳里，到处都是尸体，更有一家几口还在睡梦中就永远闭上了双眼。事故中243个鲜活的生命，因喷涌而出并迅速蔓延的硫化氢毒气，瞬间定格在生命的尽头.....高7-3井井喷着火事故柴达木盆地仙7井井喷事故港中4-72井井喷着火事故井喷失控的主要原因1.在地面设备出现故障的情况下，对井下情况没有采取正确的措施。2.起钻速度快。钻井液灌入量小于起出钻具的体积。3.没有及时发现溢流。4.内控闸门开关状态不正确。井喷失控的主要原因5.发现溢流后，没有及时准确的关井，抢装钻具内防喷器。且在关防喷器时操作失误。6.有关人员没有做到持证上岗。7.井控管理制度在基层、班组、岗位不落实。怎么办？•提高对井控工作的正确认识•做好井控工作的对策•加强施工作业人员的井控培训•努力学习，掌握扎实的基础知识•认真训练，练就过硬的操作技能关井后井眼内压力平衡关系各阀开关状态•气侵后，如果开泵循环钻井液，气柱上升膨胀得更快，更易造成井喷。•下面我们来看一下某井气柱侵后的溢流情况：某井井深4000m，气侵量为1m3，循环钻井液时钻井液在环空的上返速度为0.8m/s。•当气柱由4000m上升到2000m时，气柱体积由1m3增大为2m3，所需的时间为38.2min；•当气柱由2000m上升到1000m时，气住体积由2m3增大为4m3，所需的时间为20.3min；•当气柱由1000m上升到392m时，气柱体积由4m3增加到9.8m3，所需时间只有7.7min这时，气柱的膨胀力就会推动气柱上面的钻井液自动外溢。因此，不到1min就会发生井喷了。天然气泡在井内上升的特点天然气柱侵在井内上升的特点075015002250300035.3835.1434.9134.4433.9731.250.26m30.52m31.04m32.01m34.18m38.35m310m20m40m80m160m320m075015002250300035.3835.1434.9134.4433.9731.250.26m30.52m31.04m32.01m34.18m38.35m310m20m40m80m160m320m节流压井管线球型环形防喷器规格及技术参数锥型环形防喷器规格及技术参数闸板防喷器规格及技术参数常用气控液型控制系统型号各种旋转防喷器技术规范钻进时发生溢流的关井程序•3.1.1有液控阀和司控台时•（1）发：发讯号——当坐岗工发现溢流后，迅速通知司钻，司钻立即发出长笛讯号。(一般不得低于30秒)，值班干部立即上钻台负责全面指挥；•（2）停：停转盘——司钻发讯号同时，迅速摘掉转盘离合器。机房停1#车，用2#或3#车。夜间发电工先打开探照灯、后迅速关掉除控制台的其它电源；•（3）抢：抢提方钻杆,停泵——司钻上提钻具并停泵，使方钻杆下第一根钻杆本体露出转盘面0.5米左右，内外钳工扣好吊卡(关防喷器之前，钻杆不得座在吊卡上)；•（4）开：开液动平板阀——司钻（外钳工）左手扳动气源手柄，右手将放喷阀手柄扳到开位5～10S方可放开，副司钻要密切注意蓄能器上换向阀气缸的工作情况，必要时要进行补位；•（5）关：关防喷器——司钻（外钳工）发出关防喷器信号后，左手扳动气源手柄，右手将防喷器手柄扳到关位5～10S方可放开，副司钻要密切注意蓄能器上换向阀气缸的工作情况，必要时要进行补位。此时内外钳工应观察井口是否关闭；•（6）关：关液动节流阀——当确认已关好防喷器后，操作液控箱上的三位四通换向阀手柄使之处于关位并观察井口套压是否达到最大允许关井套压，关至最小位置时，套压应仍低于最大允许关井套压，再关节流阀前的平板阀；•（7）看：看立管压力和套管压力及溢流量。无液控阀和司控台时•（1）发：发讯号——(同311（1）)；•（2）停：停转盘——(同311（2）)；•（3）抢：抢提方钻杆,停泵——(同311（3）)；•（4）开：开平板阀——场地工迅速打开平板。打开后，给指挥者(或连络员)以明确的手势报告闸阀已开启(平板阀打开时必须全开，关闭时，必须关死)；•（5）关：关防喷器——发生井涌后，副司钻迅速就位于远程控制台前，待命关井，当得到关井指令后，迅速关井，先关环形后关闸板。此时内外钳工应观察井口是否关闭(手柄作用时间不低于15秒)；•（6）关：关节流阀——当确认已关好封井器后，指挥者发出关节流管汇指令。关节流阀时观察井口套压是否达到最大允许关井套压，关至最小位置时，套压应仍低于最大允许关井套压，再关节流阀前的平板阀；•（7）看：看立管压力和套管压力及溢流量——(同311（7）)。•起下钻杆时发生溢流的关井程序•3.2.1有液控阀和司控台时•（1）发：发讯号——(同311（1）)；•（2）停：停止起下钻——立根在刚对扣时或已卸下，应迅速将其推入钻杆盒，井架工打开吊卡，司钻下放游车，井架工在游车过指梁后下井架。钻具立柱在起下过程中，应立即将吊卡座在转盘上；•（3）抢：抢接回压阀——内外钳工必须在回压阀打开的情况下接好(当喷势大时须先接开着的旋阀接头，接好后关旋阀接头，接回压阀，再打开旋阀。)紧扣，扣吊环，上提钻具，使吊卡离开转盘面0.1～0.3米，待关防喷器；•（4）开：开液动平板阀——(同311（4）)；•（5）关：关防喷器——(同311（5）)；•（6）关：关液动节流阀——(同311（6）)；•（7）看：看立管压力和套管压力及溢流量——(同311（7）)。•起下钻铤时发生溢流的关井程序•图4-2司控台•3.3.1有液控阀和司控台时（图4-2）•（1）发：发讯号——(同311（1）)；•（2）停：停止起下钻铤作业；•（3）抢：抢接带钻铤配合接头的钻杆，卸掉安全卡瓦，将钻杆下入井内，再接回压阀(当喷势大时必须先接开着的旋阀接头，接好后关旋阀接头，接回压阀，再打开旋阀。)上提钻具使钻杆公接头略低于防喷器闸板。•（4）开：开液动平板阀——(同311（4）)；•（5）关：关防喷器——(同311（5）)；•（6）关：关液动节流阀——(同311（6）)；•（7）看：看立管压力和套管压力及溢流量——(同311（7）)。•空井时发生溢流的关井程序•3.4.1有液控阀和司控台时•（1）发：发：发讯号——(同311（1）)；•（2）停：停止其它钻作业；•（3）抢：抢下钻具，装钻具防喷器——井队以控制井口为目的，不要求抢下钻杆，需抢下时由各钻井公司负责井控管理指挥者决定。内外钳工必须在回压阀打开的情况下接好(当喷势大时须先接开着的旋阀接头，接好后关旋阀接头，接回压阀，再打开旋阀。)紧扣，扣吊环，上提钻具，使吊卡离开转盘面0.1—0.3米，待关防喷器；•（4）开：开液动平板阀——(同311（4）)；•（5）关：关防喷器——(同311（5）)；•（6）关：关液动节流阀——(同311（6）)；•（7）看：看立管压力和套管压力及溢流量——(同311（7）)。