null井控培训教程井控培训教程中原钻井四公司技术发展部
李代才井控技术井控技术中原钻井四公司技术发展部井控技术第一章 概述第二章 各种压力的概念及其相互关系第三章 地层压力检测第五章 溢流的原因与预防第四章 井控
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
第六章 溢流的发现与控制第七章 气侵对井内压力的影响 第八章 压井第九章 井喷案例
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
井控技术返回井控技术第一章 概 述一、 井控及其相关概念二、 井喷失控的原因第一章 概 述返回三、 井喷失控的危害四、 思考题井控技术null返回1957年2月2日，苏联专家帮助打的重庆巴9井，因井漏起钻未灌泥浆，发生强烈井喷，井内216m钻具全部冲出，与井架撞击着火，焰高120余米。在苏联专家帮助下采用了空中爆炸灭火法，共进行3次爆炸才将大火扑灭。该井是我国解放后第一口钻井井喷失控着火井。从此以后，在我国石油天然气勘探行业，才引起了对钻井井控技术的足够重视。井控技术中原石油勘探局1975-1987年13年间
井 喷 失 控： 14次
井喷失控着火：6次
井喷报废井： 8口中原石油勘探局1975-1987年13年间
井 喷 失 控： 14次
井喷失控着火：6次
井喷报废井： 8口返回井控技术 1986年8月31日，钻井四公司32528队施工的卫146井，三开钻至井深2765.61m时起钻换钻头，当起至仅剩11根钻铤时发生井喷，手动ΠΠΜ型封井器失灵井口失控，9月6日着火，9月19日灭火成功，9月24日压井成功，11月1日恢复生产。 1986年8月31日，钻井四公司32528队施工的卫146井，三开钻至井深2765.61m时起钻换钻头，当起至仅剩11根钻铤时发生井喷，手动ΠΠΜ型封井器失灵井口失控，9月6日着火，9月19日灭火成功，9月24日压井成功，11月1日恢复生产。损失时间92天
烧毁井架1部
烧毁钻机1台
烧毁钻具1套
死亡2人
直接经济损失327.3万元返回井控技术一、井控及相关概念 1、井控
2、近平衡压力钻井技术
3、一级井控
4、二级井控
5、三级井控
6、井侵
7、溢流
8、井涌
9、井喷
10、井喷失控一、井控及相关概念返回井控技术1、井控返回井控即油气井压力控制。
井控技术就是油气井压力控制技术。
即采取一定的方式控制地层孔隙压力，确保井内压力平衡，实现正常钻井。1、井控井控技术2、近平衡压力钻井技术返回应用井内钻井液形成的静液柱压力，借助井控工艺与装备，以井底压力稍大于或等于地层孔隙压力下的钻井技术。2、近平衡压力钻井技术井控技术3、一级井控 3、一级井控 一级井控就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。
实现近平衡压力钻井就是一级井控。
合理确定钻井液密度是搞好一级井控的关键。返回井控技术P井底P地P地
P井底P地P井底只要钻遇高压油气水层，就有可能发生井侵，特别是气侵，一般是不可避免的。7、溢流当井底压力小于地层压力时，地层流体侵入井筒内，使井口返出的钻井液量大于泵入量，停泵后钻井液从井口自动外溢的现象。7、溢流返回井控技术8、井涌溢流进一步发展，钻井液涌出井口的现象叫井涌。8、井涌返回井控技术9、井喷地层流体无控制地涌入井筒，喷出地面的现象称为井喷。9、井喷返回井控技术null井喷又分地上井喷和地下井喷
流体自地层经井筒喷出地面叫地上井喷。
从高压地层流入其它低压层叫地下井喷。返回井控技术10、井喷失控井喷发生后，无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象称为井喷失控。10、井喷失控返回井控技术null井侵、溢流、井涌、井喷、井喷失控，反映了地层压力与井底压力失去平衡以后，井下和井口所出现的各种现象及事 故发展变化的不同程度。
都是因地层流体侵入井筒引起的。是一个渐进变化的过程。返回井控技术二．井喷失控的原因井喷失控的原因二．井喷失控的原因返回井控技术1、起钻抽吸造成诱喷。2、起钻不灌钻井液或没有灌满。3、不能及时准确地发现溢流。4、发现溢流后处理措施不当。5、钻遇漏失层段发生井漏未能及时处理或处理 措施不当.6、钻井液中混油过量或混油不均匀。7、井口不安装防喷器。8、井控设备的安装及试压不合格。9、井身结构设计不合理。10、空井时间过长又无人观察井口。11、地质设计未能提供准确的地层孔隙压力资料。12、相邻注水井不停或未减压。13、对浅气层的危害性缺乏足够的认识。14、思想麻痹，违章操作。三、井喷失控的危害三、井喷失控的危害井喷失控事故是钻井工程中性质严重、损失巨大的灾难性事故。井控技术井喷失控的危害井喷失控的危害 1、打乱正常的工作、生活秩序，影响全局生产。井控技术井喷失控的危害井喷失控的危害 2、使钻井事故复杂化，甚至造成油气井报废。井控技术井喷失控的危害井喷失控的危害 3、井喷失控引起的火灾或地层塌陷，将危及周围人员和建筑物的安全，并将造成严重环境污染井控技术井喷失控的危害井喷失控的危害 1992年9月28日，华北石油管理局井井下作业209队，在位于河北赵县各子乡宋城北700m处的赵48井进行试油时发生井喷，大量含有硫化氢的天然气喷出井口，造成周围居民6人死亡，24人抢救的重大事故。井控技术 1998年3月22日，四川局温泉4井钻到1869m，发生溢流，关井后在准备压井泥浆和堵漏过程中，含有硫化氢的天然气通过煤层裂隙窜入四川开江县江翰田坝煤矿及乡镇小煤矿，导致在煤矿内作业的矿工死亡11人，中毒13人，烧伤1人的特大事故（地下井喷）。井喷失控的危害井喷失控的危害 4、损坏油气层、破坏地下油气资源。井控技术如苏门答腊的一口失控井，用了三个月重新控制，每天储量损失超过4.5×109立方英尺井喷失控的危害井喷失控的危害 5、造成机毁人亡和巨大经济损失。井控技术井喷失控的危害井喷失控的危害井控技术1971年3月16日，胜坨油田胜33井发生井喷着火事故，钻井设备连同井架全部陷入地下。1986年5月5日，孤东油田试7井起钻时发生强烈井喷，20分钟后井架底座开始下沉，大部分设备陷入方园30多米的大坑内。1993年2月27日，陈13－斜27井起钻过程中发生井喷，关井后上部地层被憋开（最远在200m以外老乡的院中冒气）随后，井场着火井架倒塌，形成的数十米直径的大坑，将大部分钻井设备吞没。井喷失控的危害井喷失控的危害 6、涉及面广，在国际、国内产生不良的社会影响。
井控技术 震惊中外的重庆罗家16井“12.23”井喷特大事故,由于含H2S天然气的大量溢出,造成周围居民243人中毒死亡,数千中毒治疗,数万人的大逃亡。
高7-3井井控技术高7-3井窿5井井控技术窿5井窿5井井控技术窿5井涩3-9井井控技术涩3-9井海南2号平台井控技术海南2号平台海南2号平台井控技术海南2号平台思考题思考题返回井控技术第 二章 井下各种压力及其相互关系1、压力 7、 破裂压力
2、压力梯度 8、 井底压力
3、静液压力 9、 压差
4、地层压力 10、压力损失
5、上覆岩层压力 11、泵压、液压
6、压力激动和抽吸压力 12、思考题第 二章 井下各种压力及其相互关系返回井控技术一、压力1、压力的概念2、压力单位的换算一、压力返回井控技术1、压力的概念1、压力的概念 压力是指物体单位面积上所受 的垂直力。 压力的单位是帕，符号是 Pa，1Pa 是1m2面积上受到1N的力时形成的压力。返回井控技术2、压力单位的换算1Pa=1N / m2
1kPa=1×103Pa
1MPa=1×106Pa
与工程大气压的换算关系
1MPa=10.194kgf / cm2
1kgf / cm2=98.067kPa≈0.1MPa2、压力单位的换算返回井控技术二、压力梯度二、压力梯度1. 压力梯度2. 四种压力的表示法返回井控技术1. 压力梯度是每增加单位垂直深度压力的变化量。计算公式为:
G=P/ H=0.0098
式中 G--压力梯度，MPa /m；
P--压力， MPa;
H--深度，m;
--流体密度，g/cm3.1. 压力梯度返回井控技术2.四种压力的表示法例如:2000米的压力是23.544MPa
也可以说压力梯度是11.77kPa /m,
也可以说当量密度是1.20 g / cm 3,
也可以说压力系数是1.20。2.四种压力的表示法返回井控技术三、静液压力静液压力是由静止液体自身重量产生的压力表示形式为： p=gH
p—静液压力 kPa g—重力加速度 m/s2
—液体密度 g/cm3 H—液柱高度 m
如图所示静液压力是液柱密度和垂直高度的函数，其大小取决于液柱密度和垂直高度，与液柱的断面形状无关。三、静液压力井控技术null井控技术null例：如图2-1所示，井内钻井液密度 为1.2
g/cm3，3000m处静液柱压力为多少？ 井控技术null井控技术结论：结论：返回井控技术四、地层压力四、地层压力地层压力：是地下岩石孔隙内流体的压力， 也称孔隙压力。1、正常地层压力2、异常地层压力3、区分返回井控技术1 、正常地层压力地下某一深度的地层压力等于地层流体作用于该处的静液压力，这个压力就是由某深度以上地层流体静液压力所形成的。
正常地层压力梯度等于10.496KPa/m1 、正常地层压力井控技术null其计算公式为： p=gH
p— 正常地层压力，MPa
g— 重力加速度 ， m /s2
H— 地层深度， km
— 地层流体密度， g /cm3返回井控技术2 、异常地层压力1)异常低压地层是指地层压力低于正常地层压力的地层。
一般情况下,地层压力梯度小于10.496kPa/m的地层,才称之为异常低压层。2)异常高压地层是指地层压力梯度高于正常地层压力的地层。
一般情况下,地层压力梯度高 于10.496kPa/m的地层，才称之为异常高压层。2 、异常地层压力返回井控技术3、区分若设正常地层压力时地层水密度为n，则地层压力当量密度e 当e = n时，等于1.07g/cm3为压力正常当e > n时，大于1.07 g/cm3为异常高压当 e<n时，小于1.07g/cm3为异常低压3、区分井控技术null返回井控技术五、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。地下某一深处的上覆岩层压力 就是指该点以上至地面岩石的重力和岩石孔隙内，所含流体的重力之总和，施加于该点的压力。五、上覆岩层压力上覆岩层压力与地层孔隙压力的关系是：
P0=M+Pp
式中Pp—— 地层孔隙压力 MPa
P0——上覆岩层压力 MPa
M—基体岩石重力 MPa井控技术七、破裂压力地层破裂压力是指某一深度地层发生破碎或裂缝时，所能承受的压力。破裂压力通常以梯度或密度来表示，常用单位是KPa/ m或 g/cm 3。
钻进时，钻井液柱压力的下限要保持与地层压力相平衡，即不污染油气层，又能提高钻速，实行压力控制。而其上限则不应超过地层的破裂压力，以免压裂地层造成井漏。七、破裂压力返回井控技术八、井底压力井底压力大部分来自钻井液柱静液压力。还有钻井液的环空流动阻力、侵入井内的地层流体的压力、激动压力、抽吸压力、地面回压等。井底压力是指地面和井内各种压力作用在井底的总压力。八、井底压力返回井控技术不同钻井作业时的井底压力1.静止状态、空井状态：
井底压力=环空静液压力
2.正常循环时:
井底压力=环空静液压力+环空压力损失
3.下钻时:
井底压力=环空静液压力+激动压力
4.起钻时:
井底压力=环空静液压力-抽吸压力
5.划眼时:
井底压力=环空静液压力+环空压力损失+激动压力不同钻井作业时的井底压力井控技术九、压差压差：是井底压力和地层压力之间的差值。如果井底压力大于地层压力，其压差为正，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。九、压差返回井控技术十、压力损失 在压力的推动下钻井液从钻井泵进入循环系统。由于钻井液循环及其与所碰到的物体发生摩擦所引起的压力降低。十、压力损失井控技术null 钻井液经地面管汇，沿钻柱向下，通过钻头喷嘴而后沿环形空间上返，当钻井液返至地面进入泥浆池时，处于大气压的情况下，表压为零，数十兆帕的压力损失到循环系统中。损失压力的大小取决于钻井液密度，钻井液的粘度、排量和流通面积，大部分压力损失在钻柱内和钻头喷嘴处。如图所示。井控技术null返回井控技术六、激动压力和抽吸压力抽吸压力：上提钻柱时，由于钻井液粘滞作用由此而减小的井底压力值。
如图所示六、激动压力和抽吸压力井控技术null激动压力和抽吸压力统称为波动压力.激动压力是正值，抽吸压力是负值。如图所示激动压力：下钻或下套管时，由于钻头下行挤压该处钻井液,使钻井液流动受的阻力。井控技术影响这两个压力的因素（3）钻井液静切力（1）管柱的起下速度（2）钻井液粘度（6）钻头泥包程度（4）环型空间的大小（5）钻井液密度影响这两个压力的因素返回井控技术十一、泵压、液压 泵压是克服井内循环系统中摩擦损失所需的压力。
液压用于驱动大多数的防喷设备，包括防喷器。驱动力来自液压泵的液体或储能器中的氮气。十一、泵压、液压返回井控技术思考题一、名词解释：
1、静液压力： 2、压力梯度：
3、地层破裂压力： 4、抽吸压力、激动压力：
5、地层压力： 6、井底压力：二、掌握几种状态下的井底压力
1、静止状态；2、正常循环时；
3、起下钻时；4、关井时；思考题返回井控技术第三章 地层压力检测一、压力检测的目的及意义二、异常压力形成的机理三、检测地层压力的方法四、地层破裂压力第三章 地层压力检测返回五、思考题井控技术一、压力检测的目的及意义1、异常压力检测和定量求值,指导并决定着油气勘探、钻井和采油的设计与施工。
2、对钻井来说，它关系到高速、安全、低成本的作业甚至钻井的成败。
3、只有掌握地层压力，地层破裂压力等地层参数，才能正确合理的选择钻井液密度，设计合理的井身结构。
4、更有效地开发、保护和利用自然资源。一、压力检测的目的及意义返回井控技术二、异常压力形成机理1、压实作用
2、构造运动
3、成岩作用
4、密度差作用
5、流体运移
6、其它原因二、异常压力形成机理返回井控技术1、压实作用 随着埋藏深度的增加和温度的增加，孔隙水膨胀，而孔隙空间随地静载荷的增加而缩小。因此，只有足够的渗透通道才能使地层水迅速排出，保持正常的地层压力。如果水的通道被堵塞或严重受阻，增加的上覆岩层压力,将引起孔隙压力增加至高于水静压力，孔隙度亦将大于一定深度时的正常值。
总之，压实作用是沉积压实产生的。在有渗透通道时，不会产生异常压力；在渗透通道被封闭时，封闭在下部的地层孔隙压力会成为异常高压。或者说，如果正常压实，孔隙压力也正常；如果压实不足，孔隙度大，便是异常高压。1、压实作用返回井控技术2、构造运动 构造运动是地层自身的运动。它引起各地层之间相对位置的变化。由于构造运动，圈闭有地层流体的地层被断层、横向滑动、褶皱或侵入所挤压。促使其体积变小，如果此流体无出路，则意味着同样多的流体要占据较小的体积。因此,压力变高。如图3-1所示。2、构造运动井控技术构造运动形成的异常压力图构造运动形成的异常压力图返回井控技术3、粘土成岩作用 成岩指岩石矿物在地质作用下的化学变化。页岩和灰岩经受结晶结构的变化，可以产生异常高的压力。有异常压力，必有上覆压力密封层。如石膏（Caso4 2H2O）将放出水化水而变成无水石膏（Caso4）它是一种特别不渗透的蒸发岩，从而引起其下部异常高压沉积。如图3-2 所示。3、粘土成岩作用井控技术null返回井控技术4、密度差的作用 当存在于非水平构造中的孔隙流体的密度，比本地区正常孔隙流体密度小时,则在构造斜上部，可能会形成异常高压。如图3-3 所示4、密度差的作用井控技术例 如图所示，设4000米处为正常压力，水的密度1.02g /cm3,气的密度为0.0959g /cm3,则4000米处的压力。
P4000=9.811.02 4000
=40MPa
则3000米处的压力
p3000=40-9.81×0.0959（4000-3000)
=39.08MPa
3000米处的正常地层压力
P3000=9.81×1.02×3000=30MPa例返回井控技术5、流体运移作用从深层油藏向上部较浅层运动的流体可以导致浅层变成异常压力层。这种情况叫做浅层充压。 如图5、流体运移作用返回井控技术6、形成异常高压的其它原因地面剥蚀；注水；如图3-56、形成异常高压的其它原因返回井控技术三、检测地层压力的方法2、钻进中检测地层压力3、钻进后检测地层压力1、钻井前预测地层压力三、检测地层压力的方法返回井控技术1、钻井前用传播时间预测地层压力预测地层压力可有两种方法：
（1）参考邻井资料（2）参考地震资料1、钻井前用传播时间预测地层压力 检测异常地层压力的原理是依据压实理论：随着深度的增加，压实程度增加，孔隙度减小。返回井控技术（1）参考邻井资料 邻井的电测数值能够很准确的反映出各个地层深度的地层压力数值，这是最好的参考资料，大多数新井钻井过程中的高压层位置都是与邻井电测资料进行对比得到的。在钻进中可以按邻井的高压层压力值适当的调整钻井液密度，实施近平衡钻井。（1）参考邻井资料返回井控技术（2）参考地震资料 在正常压力地层，随着岩石埋藏深度的增加，上面的岩石压力逐渐增加，地层孔隙度逐渐减小，这就使地震波的传播速度随岩石埋藏深度的增加而成正比的增加。当地震波到达高压油气层时，由于高压油气的存在，使地层孔隙度增加，使地震波传播的速度随之下降。人们可以根据地震波在高压油气层中传播速度的减小值来确定高压层的压力值。（2）参考地震资料返回井控技术2、钻进中检测地层压力2、钻进中检测地层压力返回井控技术（1）页岩密度法 在钻进中，取页岩井段返出的岩屑，测其密度，做出密度与深度的关系曲线，通过正常压力地层的密度值画出正常趋势线。偏离正常趋势线的点，即压力异常点。开始偏离的部分即为过渡带的顶部。（1）页岩密度法井控技术1）岩屑选取A、在页岩井段，每3--5米取一次砂样，钻速快时可10--20米 取一次，钻速慢时、重要层位也可每米取一次。同时卡 准迟到时间。
B、用清水洗去岩屑上的钻井液。
C、用吸水纸将岩屑擦干。1）岩屑选取井控技术2)岩屑密度的测定取准备好的岩屑若干,加入到钻井液密度计的杯子里,使其加盖后称得密度恰好等于1克每立方厘米。
然后用淡水冲满杯子，加盖后再次测得密度值为T。A、密度称法将以上数据代入下式计算页岩岩屑的密度值。B、标准密度液法
把准备好的岩屑放入标准密度液中，看其在液柱内停留的位置，直接读出刻度所示的密度大小。2)岩屑密度的测定井控技术3)现象对比正常压力带：
井深，机械钻速， 岩屑量, 颗粒小且圆滑。异常压力带：
井深，机械钻速 ，岩屑量， 颗粒大，棱角分明，多为片状。3)现象对比返回井控技术（2）dc指数法 dc指数法：dc指数法是通过分析钻进动态数据，来检测地层压力的一种方法。动态数据中主要是钻速、大钩载荷、转速、扭矩以及钻井液参数。 （2）dc指数法dc指数表达式 R---钻速m / h ；w---钻压 t ；L---进尺m；N---转数r / min
D---钻头直径mm；T---钻时min；
m---所用钻井液密度g /cm3；n---地层水密度 g /cm3井控技术运用dc指数求地层压力1）列表。表的内容包括井深H、进尺L、钻时T、钻速R、转速N、井径D、钻压W、地层水密度n 、钻井液密度m 、dc地层压力Pp 。见表所示。运用dc指数求地层压力2）取点记录，计算dc指数，添入表内。钻速慢的地层每1--2米取一点，在钻速快的地层，可5、10、15、30米取一点。
3）在半对数坐标纸上作dc---H图。横坐标：dc对数坐标；纵坐标：井深。
4）划dc正常趋势线。见图所示。测dc对正常趋势线的偏离，计算地层压力 。
a、用ZAMORT公式求地层压力
b、用EATONGON公式求地层压力
c、用半对数坐标纸作H--dc图
d、用Rehm---McCLendon公式求地层压力
e、用等效深度法计算地层压力井控技术计算dc指数的钻进参数计算dc指数的钻进参数井控技术井深与dc指数关系图图3-7 井深×100dc井深与dc指数关系图返回井控技术null返回井控技术nullGp---所求地层压力梯度，kPa/m；
Go---上覆岩层压力梯度， kPa/m；
Gn---地层水压力梯度， kPa/m；返回井控技术null返回井控技术null返回井控技术3、钻进后检测地层压力（1）声波时差法（2）利用电阻率评价地层压力3、钻进后检测地层压力返回井控技术(1)声波时差法原理：声波测井记录的纵向声波速度，是孔隙度和岩性的函数。如图所示。(1)声波时差法由图可见：在正常压力地层，随井深的增加，地层孔隙度减小，使声波传播速度加快，当声波到达油气层时，传播速度减小。返回井控技术(2)利用电阻率评价地层压力原理：不同地层的电阻率不同。正常情况下，随着地层的加深，岩石孔隙度减小，电阻率减小。如图(2)利用电阻率评价地层压力返回井控技术四、地层破裂压力四、地层破裂压力2、确定地层破裂压力的技术1、地层破裂压力的概念及计算返回井控技术1、地层破裂压力的概念及计算地层破裂压力梯度是指每单位深度增加的破
裂压力值。 地层破裂压力梯度计算公式1、地层破裂压力的概念及计算返回井控技术2、确定地层破裂压力的技术1、预测法
应用经验公式预测地层破裂压力，作为钻井设计的依据。2、验证法
在下套管固井后，必须进行试漏试验，以验证预测的破裂压力。2、确定地层破裂压力的技术返回井控技术地层破裂压力实验目的1、检查注水泥质量。
2、实测地层破裂压力。地层破裂压力实验目的返回井控技术实验步骤井眼准备---钻开套管鞋以下第一个砂层后，循环钻井液性能，使钻井液密度均匀稳定。
上提钻具，关封井器。
以小排量,一般以0.8--1.32L / s的排量缓慢向井内灌入钻井液。
记录不同时间的注入量和立管压力。
一直注到井内压力不在升高并有下降(地层已经破裂漏失),停泵,记录数据后,从节流阀泻压。
从直角坐标内做出注入量和立管压力的关系曲线。如下图实验步骤井控技术漏失曲线图漏失曲线图井控技术null 从图上确定以下各压力值：
PL---漏失压力、 PR---破裂压力，单位为Mpa；
计算有关数值：
计算地层破裂压力Pf
Pf = PL+0.0098mHf
式中 Pf---地层破裂压力、PL---漏失压力，Mpa；
Hf---套管鞋处垂深，m。
计算地层破裂压力梯度Gf
Gf---地层破裂压力梯度，Mpa。返回井控技术null计算破裂压力当量钻井液密度mf
mf=102 Pf÷ Hf-=102 Gf
确定最大允许钻井液密度mmax
通常表层套管安全附加压力Sf=0.06g /cm3,
技术套管Sf=0.12g /cm3,
则表层套管以下:mmax=mf - 0.06g /cm3
技术套管以下:mmax=mf - 0. 12g /cm3井控技术注意事项 实验压力不应超过地面设备、套管的承压能力。
在钻进几天后进行液压实验时，可能由于岩屑堵塞了岩石空隙，导致实验压力很高，这是假象，应注意。
液压实验只适用于砂、页岩为主的地区，对于石灰岩、白云岩等地层的液压实验尚待解决。注意事项返回井控技术思考题1、什么是异常地层压力？
2、异常地层压力是怎样形成的？
3、钻井中检测地层压力的方法有哪些？
4、什么是dc指数法？
5、什么是地层破裂压力梯度？如何计算？
6、地层破裂压力实验步骤及注意事项？思考题返回井控技术第四章 井控设计第四章 井控设计一、合理的井身结构二、钻井液设计三、井控设备的选择四、合理的井场布局五、其它相关设计六、思考题返回井控技术一、井身结构设计1、井身结构确定的原则3、确定套管下入深度一、井身结构设计返回井控技术2、套管种类1、井身结构设计的原则4）下套管过程中，不因压差卡套管。 1）保护油气层不受钻井液的损害；2）避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生；3）钻下部高压层用的高密度钻井液，不致压 破上部套管鞋处的地层；1、井身结构设计的原则井控技术2、套管种类 击入式或结构式
导管
表层套管
技术套管
生产套管
抗硫化氢套管2、套管种类返回井控技术3、确定套管下入深度（1）下入深度和层次设计3、确定套管下入深度（2）确定套管下入深度需要的基本数据井控技术确定套管下入深度需要的基本数据4)允许压差。我国中原地区为:
正常压力井段△Pn=11.76---14.7MPa
异常压力井段△Pa=14.7---19.6MPa1)操作安全系数。我国中原地区： 抽吸压力 0.05---0.08g/cm3
激动压力0.07---0.1g /cm32)地层破裂安全系数。我国中原地区为0.033)井涌容许系数.我国中原地区为0.06---0.14确定套管下入深度需要的基本数据返回井控技术二、钻井液设计钻井液设计的四个关键问题1、钻井液的选择；2、估算与检验
材料
关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料
；3、拟定与维护钻井液性能，以便减少循环与起下钻影响；4、对硫化氢的预防措施和解决方法。二、钻井液设计返回井控技术三、井控设备的选择固相控制设备监视设备压力控制设备设备可分为三类：三、井控设备的选择返回此外还有防硫化氢特殊设备井控技术1、压力控制设备1）组成：防喷器组、远程控制台、司控台、压井管汇、连接管汇。2）压力控制设备的用途：能够提供给防喷 器足够压力和排量的液压油，并能把它们储存起来，一旦需要，输送到防喷设备，达到控制井口的目的。1、压力控制设备井控技术null井控技术null井控技术null井控技术null井控技术null返回井控技术2、监视设备泵的冲数器、钻井液液面指示器、流量指示器、气体检测器和起钻检测器。2、监视设备返回返回井控技术3、固控设备震动筛、除沙器、除泥器、清洁器、离心机。3、固控设备返回井控技术4、用于防硫化氢的特殊设备在有硫化氢的地区必须有检测与监控硫化氢的 设备。这些设备系统在硫化氢浓度超过5mg/L时发出听觉警告信号。
此外，需要提供防毒面具、鼻罩以及一套空气呼吸器、管汇和软管。4、用于防硫化氢的特殊设备返回井控技术四、满足井控安全的钻前工程
及合理的井场布局1、应考虑季节风向、道路的走向
2、井场的方向位置
3、机泵房的方向
4、循环系统的方向
5、值班房的方向
6、放喷管线的方向四、满足井控安全的钻前工程
及合理的井场布局返回井控技术null返回井控技术钻井井场及钻机设备布置示意图 五、其它相关设计3、预防措施与应急
计划
项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载
2、已开发地区各地层压力动态数据1、全井段的地层压力梯度、地层破裂压力梯度五、其它相关设计返回井控技术思考题为满足井控安全，合理的井场布局应考虑哪些条件？思考题返回井控技术第五章 溢流的原因与预防二、溢流的原因第五章 溢流的原因与预防返回四、思考题一、发生溢流的条件井控技术三、溢流的预防一、发生溢流的条件在正常钻进或起、下钻作业中，溢流产生的条件：
（1）井内环形空间钻井液液柱压力小于地层压力；
（2）溢流地层具有必要的渗透性，允许流体流入井内。 一、发生溢流的条件返回井控技术二、溢流的原因井底压力小于地层压力是导致溢流的根本原因。二、溢流的原因返回井控技术溢流的原因3、钻井液密度不够4、起钻时产生的抽汲压力1、地层压力掌握不准2、钻井液柱高度降低溢流的原因5、其它原因返回井控技术1、地层压力掌握不准地质提供压力不准，特别是新区或探区钻井。
地层压力异常。1、地层压力掌握不准返回井控技术设计时应考虑使用更好的设备，而且更密切的注意防止可能发生的溢流。2、钻井液柱高度的降低(1)起钻时未灌钻井液或灌浆不够。2、钻井液柱高度的降低返回井控技术(2)井漏引起井内钻井液柱高度降低。(1)起钻时未灌钻井液或灌浆不够起钻时，由于钻杆的起出使井内钻井液面下降，如不及时灌入钻井液，或灌入钻井液体积小于起出钻柱体积，会使井内液柱压力下降，造成井底压力不能平衡地层压力而发生溢流。(1)起钻时未灌钻井液或灌浆不够井控技术灌钻井液原则 ①至少起出3—5个立根的钻杆，或起出一个立根的钻铤时，就需要检查一次灌入的钻井液量。灌钻井液前决不能让井内的液面下降超过30m。 ②通过灌钻井液管线向井内灌钻井液，不能用压井管线灌钻井液，防止压井管线和阀门腐蚀，这样在应急的情况下就不能发挥其作用。 ③灌钻井液管线不能与井口防溢管同一高度.如果两管高度相同则经过钻井液管线灌入可能直接从出口管流出，从而误认为井筒已灌满。灌钻井液原则返回井控技术(2)、井漏在钻遇高渗透地层或裂缝、溶洞以及产层亏空等地层，往往会发生井漏，当井内液柱压力下降到一定程度时，就可能发生溢流。(2)、井漏返回井控技术null①设计好井身结构，正确确定下套管深度是防止漏失的最好办法。
②试验地层，测出地层的压裂强度，这样有助于确定下套管的位置，有助井涌发生时选择最佳方法。
③在下钻时，将压力激动减小到最低程度。
④保持钻井液处于良好的状态，使钻井液的粘度、切力 维持在最小值上。开泵不要过猛。
⑤做好向井内灌水，灌柴油、灌钻井液的准备。 预防井漏的一般原则返回井控技术3、过大的抽吸压力3、过大的抽吸压力（1）抽吸压力的影响因素（2）减少起钻时抽吸作用的原则返回井控技术(1)抽吸压力的影响因素1）起钻速度越大,随同钻柱上行的钻井液越多, 抽吸压力越大。2）钻井液粘度、切力越大，钻井液向下流动阻力越大 ，抽吸压力越大。3）井径越不
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，摩擦系数越大，钻井液向下流动阻力越 大， 抽吸压力越大。(1)抽吸压力的影响因素5）井越深，钻柱越长，随同钻柱一同上行的钻井液就越多，钻具中间和环形中间的钻井液就不能及时充填空出的井眼空间，因此，抽吸压力就越大。4）井眼环形空间尺寸越小，胶皮护箍尺寸越大，钻头泥包程度越大，抽吸压力越大。返回井控技术(2)减少起钻时抽吸作用的原则1) 钻井液静液压力维持在稍高于地层压力;
2) 环空间隙要适当;
3) 钻井液密度、静切力保持在最低水平，
防止钻头泥包。
4) 控制起钻速度。(2)减少起钻时抽吸作用的原则返回井控技术4、 钻井液密度不够(1)设计的钻井液密度不够。(3)调整钻井液性能，人为降低钻井液密度，或在改善其它性能时引起的钻井液密度下降。(4)打解卡剂或泡油时使井内钻井液密度下降。4、 钻井液密度不够返回井控技术(2)地层流体侵入井筒引起钻井液密度下降。null减小因钻井液密度不够引起溢流的一般原则(1) 正确设计井身结构,尽量准确的估计地层压力;(2) 分析临近井资料,特别是发生过地下井喷、注入作业、套管漏失、固井质量不好的或不合理地报废井情况；(6) 保证钻井液处于良好状态,做到均匀加重。(3) 密切监控钻井参数和电测资料，以便在钻井过程中应用dc指数法检测地层压力，对地层压力取得一个合理的估计值；(4) 密切监控断层或地层变化情况；(5) 安装适当的地面装置，以便及时除掉钻井液中的气体，不要把气侵的钻井液再重复循环到井内；返回井控技术5、其它原因5）固井时，压差式灌注设备损坏。1）中途测试控制不好。2）钻到临近井里去了。3）以过快的速度钻穿含气砂层。4）射孔时控制不住。5、其它原因返回井控技术三、溢流的预防1、正常钻进时溢流的预防
2、起钻时溢流的预防
3、下钻时溢流的预防
4、空井时溢流的预防三、溢流的预防返回井控技术1、钻进时溢流的预防(1)、设计合理的井身结构。
(2)、搞好随钻压力监测并绘出压力梯度曲线。
(3)、注水井先停注泄压后才能钻开油气层。
(4)、不能边混油边钻进。
(5)、若遇快钻时气侵等油气显示就停钻观察。
(6)、开泵不要过猛。
(7)、钻至较厚气层时要分段钻开，并及时除气。
(8)、严格执行“六不钻开油气层”规定。1、钻进时溢流的预防返回井控技术2、起钻时溢流的预防(1)、在油气层段起钻前先进行短程起下钻。
(2)、控制起钻速度。
(3)、认真及时灌浆并核对灌入量。
(4)、使用自动灌浆装置。
(5)、认真落实座岗。
(6)、防止钻头泥包拔活塞。2、起钻时溢流的预防返回井控技术3、下钻时溢流的预防(1)、控制下钻速度。
(2)、防止井漏，并做好堵漏措施。
(3)、调控好钻井液性能。
(4)、分段循环下钻，分段排气。3、下钻时溢流的预防返回井控技术4、空井时溢流的预防(1)、尽量不要空井，应先将钻具下至套管鞋，然后再检修设备。
(2)、空井时间不要太长。
(3)、如电测时间过长，中途应通井。
(4)、认真座岗，并做好记录。4、空井时溢流的预防返回井控技术思考题1、导致溢流的最普遍的原因是什么？
2、掌握灌钻井液的原则；
3、如何预防溢流的发生？思考题返回井控技术第六章 溢流的发现与控制一、溢流的显示第六章 溢流的发现与控制返回井控技术二、溢流的控制三、思考题一、溢流的显示1、正常钻进时的溢流显示
2、下钻时的溢流显示
3、起钻时的溢流显示
4、空井时的溢流显示一、溢流的显示返回井控技术1、钻进时的溢流显示1、钻进时的溢流显示 间接显示 直接显示返回井控技术间接显示4）岩屑尺寸加大,多为长条带棱角， 岩屑数量增加。1）机械钻速增加,有明显快钻时.2）蹩跳钻,放空,悬重发生变化. 3）泵压变化。间接显示5）转盘转动扭矩增加，起下钻柱阻力大。
6） dc指数减小。
7）页岩密度减小。返回井控技术快钻时—低于或等于正常钻时的1/3为快钻时直接显示1）出口管钻井液流量增加。2）钻井液池液面的上升。3）停泵后出口管钻井液的外溢。直接显示4）钻井液性能的变化
a、返出的钻井液中有油迹、气泡、
硫化氢味。
b、钻井液密度下降。
c、 钻井液粘度变化。返回井控技术2、下钻时的溢流显示3）井口不返钻井液，井口液面下降。1）返出的 钻井液体积大于下入钻具的体积。2）下放停止，接立柱时井眼仍外溢钻井液。2、下钻时的溢流显示返回井控技术----如下钻速度过快，产生过大的激动压力，容易发生井漏，井漏易使井下压力失衡。所以井漏是井井涌的前兆。3、起钻时的溢流显示4) 井漏。 1) 灌入井内的钻井液体积小于起出钻柱的体积。2) 停止起钻时，出口管外溢钻井液。3) 钻井液灌不进井内，钻井液池液面不减少而升高。3、起钻时的溢流显示返回井控技术4、空井时的溢流显示3）井口液面下降1）出口管外溢钻井液2）钻井液池液面升高4、空井时的溢流显示返回井控技术气侵引起的溢流显示比降粘升气泡多
蹩跳放空泵压落
槽面上升间隙涌
味浓起满下长流气侵引起的溢流显示返回井控技术二、溢流的控制1、关井方法
2、关井程序
3、关井作业中的注意事项二、溢流的控制返回井控技术null 一旦确认发生了溢流，就应迅速果断地关井，关井动作快慢及关井程序是否正确，是井控成败的关键返回井控技术迅速关井的优点1、制止地层流体继续进入井内，及时控制住井口。
2、保持井内有尽可能高的钻井液液柱，使关井后 的套管压力值较小。
3、可以较准确地确定地层压力和压井钻井液密度。
4、使压井时的套压值较小，有利于实现安全压井。 迅速关井的优点返回井控技术1、关井方法(1)、硬关井(2)、软关井1、关井方法(3)、硬关井、软关井的优缺点返回井控技术(1)、硬关井返回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。这种关井方式叫做硬关井。 (1)、硬关井井控技术(2)、软关井返回先开通节流管汇，再关环形、闸板防喷器的关井方式。(2)、软关井井控技术(3)、硬关井、软关井的优缺点硬关井优点：发现井涌后，只让少量的地层流体进入井内。井涌量越小压井作业越容易。
缺点：水击效应大，冒过大压力加于薄弱地层上的风险，增加地层压裂的危险，容易引起井下井喷。软关井优点：关井过程中，防止水击效应作用于井口装置，可试关井。
缺点：操作时间长，从发现气侵到关井，会有更多的地层流体进入井内。(3)、硬关井、软关井的优缺点返回井控技术2、关井程序2、关井程序(四)、空井时发生溢流(一)、钻进时发生溢流(二)、起下钻杆时发生溢流(三)、起下钻铤时发生溢流返回井控技术(一)、钻进时发生溢流 (一)、钻进时发生溢流 井控技术发信号发信号井控技术1、座岗工发现溢流立即报告司钻null井控技术2、司钻发出警报各岗位迅速就位null井控技术3、司钻停转盘，上提方钻杆,停泵null井控技术4、打开液动阀null井控技术null井控技术null井控技术5、关防喷器null井控技术null井控技术null井控技术6、调节节流阀试关井null返回井控技术 7、记录关井立压、套压并汇报(二)、起下钻杆时发生溢流(二)、起下钻杆时发生溢流井控技术发信号发信号井控技术 1、座岗工发现溢流，立即报告司钻null井控技术 2、司钻发出警报，停止起下钻作业，井架工立即下来，各岗位迅速就位null井控技术3、抢接内防喷工具null井控技术4、打开液动阀null井控技术5、关防喷器null井控技术6、调节节流阀试关井null返回井控技术 7、记录关井立压、套压并汇报(三)、起下钻铤时发生溢流(三)、起下钻铤时发生溢流井控技术发信号发信号井控技术 1、座岗工发现溢流，立即报告司钻null井控技术 2、司钻发出警报，停止起下钻作业，井架工立即下来，各岗位迅速就位null井控技术3、抢接一根带内防喷工具的钻杆(防喷短节)null井控技术4、打开液动阀null井控技术5、关防喷器null井控技术6、调节节流阀试关井null返回井控技术 7、记录关井立压、套压并汇报(四)、空井时发生溢流(四)、空井时发生溢流井控技术发信号发信号井控技术 1、座岗工发现溢流，立即报告司钻null井控技术2、司钻发出警报各岗位迅速就位null井控技术 3、抢下一根带有内防喷工具的钻杆null井控技术4、打开液动阀null井控技术5、关防喷器null井控技术6、调节节流阀试关井null返回井控技术 7、记录关井立压、套压并汇报null发停抢开关关看总结：井控技术注意 发信号要准确 关防喷器顺序要正确 取准关井套压、立压值 正确开关平板阀 正确调整节流阀注意井控技术返回3、关井作业中注意事项 班组人员应十分清楚自己在不同工况下的关井操作职责，熟悉自己在关井中所操作的设备。
井控装备应随时处于最佳待命工况。
在条件允许情况下，应尽量多下入钻具。返回3、关井作业中注意事项井控技术（1）关井前：关井作业中注意事项 一般情况下建议采用软关井。
关井由司钻统一指挥，严防乱指挥、误操作。
有司控台时应由司钻在司控台操作实施关井，没有司控台时，由副司钻在远程控制台按照司钻指令实施关井。返回关井作业中注意事项井控技术（2）关井时：关井作业中注意事项 起下钻杆或钻铤时关井，关井后应立即接上方钻杆，求关井立压。
定时记录关井立压和关井套压，溢流量。当关井套压大于允许关井套压时，应有节制地打开节阀泄压。
未经允许不得上下活动钻具，严禁转动钻具。如需长时间关井应关上手动锁紧装置。返回关井作业中注意事项井控技术（3）关井后：关井作业中注意事项 关井立压=0；关井套压=0，说明钻井液柱压力可以平衡地层压力，应继续钻进，加强观察，及时除气。
关井立压=0；关井套压>0，说明钻井液柱压力可以平衡地层压力，但环空已侵入地层流体，应节流循环排污，可稍提高钻井液密度。
关井立压>0；关井套压>0，说明钻井液柱压力不能平衡地层压力，应压井。返回关井作业中注意事项井控技术（4）关井后的处理：关井作业中注意事项发生溢流，在条件允许的情况下，尽快把电缆起出，抢下钻杆，越深越好，然后按起下钻杆工况去完成关井操作程序。
如果情况紧急，无起出电缆的时间，应切断电缆，然后按照空井工况去完成关井操作程序。返回关井作业中注意事项井控技术（5）测井时：关井作业中注意事项下套管前，应将防喷器芯子换成与套管尺寸相一致的闸板芯。
准备好与套管相一致的带大小头的防喷短节。
操作程序按下钻工况进行。返回关井作业中注意事项井控技术（6）下套管：关井作业中注意事项检查关井立压和关井套压确实为0才可开井。
检查闸板防喷器是否解锁。
开井程序为：首先打开节流阀泄压，然后由下至上打开防喷器，后关液动阀。
严禁用井口防喷器泄压。
开井后应检查防喷器是否完全打开。返回关井作业中注意事项井控技术（7）开井：思考题思考题返回井控技术1、各种工况下如何发现溢流？
2、何为软关井和硬关井？各有何优缺点？
3、“四.七动作”的内容是什么？
4、关井时应注意哪些问题？
第七章 气侵对井内压力的影响二、气侵对液柱压力的影响三、井内气体的运移第七章 气侵对井内压力的影响返回四、练习井控技术一、气侵的特点与途径一、气侵的特点与途径一、气侵的特点与途径1、气侵特点2、气侵的途径返回井控技术1、气侵的特点1、气侵的特点(1)、天然气密度小，溢流速度快，从溢流发展到井喷时间短。返回井控技术(2)、气体易压缩、易膨胀、易扩大散，长时间关井易滑脱上升造成溢流或关井套压升高。(3)、气井井喷难于控制，易引起爆炸着火，含有毒气体能危及人员生命。2、气侵的途径2、气侵的途径(1)、钻遇气层时，钻屑中的天然气直接井入钻井液中。返回井控技术(2)、气层中的气体透过泥饼向井内扩散。(3)、钻遇裂缝或溶洞气藏，重力置换进入。(4)、当地层压力大于井底压力时，气体在压差作用下进入井内。只要钻遇气层就会发生侵，气侵是不可避免的二、气侵对液柱压力的影响 二、气侵对液柱压力的影响 1、气体膨胀的概念2、气体均匀侵入3、气体塞(形成气柱)4、气体侵入井内的特点返回井控技术1、气体膨胀的概念 气体是可压缩的流体，其体积取决于其上所加的压力。压力增加，体积减少；压力降低，体积增加。天然气的压力与体积变化情况是:当压力增加一倍，其体积减少一半，反之，当压力减少一半，其体积增加一倍。1、气体膨胀的概念返回井控技术2、气体均匀侵入气体以分散状态侵入井内，以微小气泡附在钻井液颗粒表面，在上升过程中，气泡所受的液柱压力也越来越小，气体体积逐渐增大，气侵钻井液密度随其上升不断降低。当气体接近地面时气体体积膨胀到最大，钻井液密度也就达到最低。2、气体均匀侵入返回井控技术结论：气侵后的钻井液密度是随井深自下而上变小的，不能用地面所测气侵钻井液密度来计算井底压力，更不能以此密度为依据来加重钻井液。结论：返回井控技术3、气体塞当长时间停止循环，气侵气体易聚积形成气体塞（气柱）。气体塞侵和天然气侵一样，具有向上运移和体积膨胀两个特性。气柱上升到井深的一半，气柱所受的钻井液液柱压力就减小一半，气体体积就增加一倍。当气柱再向上运移一半,气体体积又增加一倍。每上升到余下路程的一半，气柱体积就增加一倍。气柱接近地面时，气柱体积增加到最大，如下图所示。3、气体塞井控技术null117井控技术null（1）气体在井内上升时体积一直在膨胀，但增加量较小，直到靠近地面时才迅速增加，这时钻井液池液面才增加比较明显；
（2）气体膨胀上升对井底压力的影响很小，只是到靠近地面时，井底压力才能有明显降低。
（3）气侵对浅井的液柱压力影响比深井大，浅井气侵应提高警惕。返回井控技术三、井内气体的运移三、井内气体的运移1、井内气体的运移概念2、开井时的气体运移3、关井时的气体运移返回井控技术1、井内气体的运移概念 气体密度较低是引起它在环空上升的原因，若钻杆在井内居中，气塞在环空中的形状象一个弯曲的香蕉，如图所示，气体上升在环空的一边，而另一边是钻井液的回流。气体比钻井液的密度低得多，因此，钻井液中的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。1、井内气体的运移概念返回井控技术2、开井时的气体运移起钻过程中，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压力，并且地层内的流体大量侵入井内。2、开井时的气体运移返回井控技术3、关井时的气体运移关闭防喷器，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，钻井液就下降，下面的钻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3、关井时的气体运移井控技术气体运移图气体运移图井控技术null 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，允许气体膨胀，并降低套管压力。返回井控技术练习1、钻井液气侵后，不能用——的钻井液密度计算环空井底压力。
2、气泡在井内会逐渐滑脱——，其体积逐渐——。
3、浅气层的气侵使井底压力减小的速度和程度比——井大。一、填空：二、问答题：1、气体侵入井内的特点是什么？
2、气体侵入井内时，注意哪些事项？
3、关井后，发生气侵在地面有何显示？练习返回井控技术第八章 压 井一、井底常压原理 二、压井数据的收集和计算三、压井方法第八章 压 井返回四、练习井控技术一、井底常压原理基本原理是：实施压井过程中，始终保持井底压力与地层压力的平衡。不使新的地层流体进入井内。同时又不使控制压力过高，危急地层与设备。
最常用的压井方法有司钻法、等待加重法、循环加重法、每一种都称为井底常压法。为了更好地理解上述原理，我们可以设想循环系统中装上了压力表。如下图所示一
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