司钻法压井施工设计.doc

司钻法压井施工设计一、 基本情况1、井号：培训1井2、井身结构：244.5mm套管2000米 215.9mm钻头3000米3、井口井控装置：fh28-35环形+fz28-70单闸板+ fz28-70双闸板。节流压井管汇yg/jg-70，环形防喷器试压24mpa，30分钟未降；全封、半封防喷器及节流压井管汇均试压49mpa，30分钟未降；放喷管线试压10mpa，30分钟未降。 4、地质分层（略）。 5、显示情况显示类别：溢流，井深3000米，层位：飞仙关，灰岩。用钻井液密度1.20g/cm3，钻至井深3000m，发生溢流，关井立压3 mpa，关井套压4.5 mpa，钻井液罐增量3 m3。二、 有关计算压井思路：采用司钻法进行压井作业，首先用原浆控压循环排出环空受污染的气侵泥浆，再用注入压井液实施压井作业，重建井内压力平衡。压井排量控制在10l/s，附加安全压力3 mpa。1）钻具内容积：钻杆段+钻铤段2）环空容积：裸眼钻铤段+裸眼钻杆段+套管钻杆段3）井筒容积：（忽略钻头以下5米）4）最大允许关井压力：2000米处的破裂压力-2000米以上液柱压力5）溢流距离井底高度（只计算环空也认为合理，即138.5米高度也正确）6）地层压力：地层压力=关井立管压力+泥浆柱静压力7）压井泥浆密度：压井泥浆密度=地层压力当量密度+附加密度8）初始循环压力：循环压力与排量的平方成正比9）终了循环压力：10）初始立管总压力：压井排量下的循环压力+关井立压+附加压力11）压井液到达钻头时间：钻具内容积除以压井排量12）计算压井液从钻头到达套管鞋时间:裸眼钻铤段与裸眼钻杆段的容积和除以压井排量13）计算压井液从钻头到达地面时间：环空总容积除以压井排量压井作业单井号：培训1井日期：2009.12.7制表：审定：基本参数井深（h）：3000m钻头深度：2995m套管鞋深度：2000m钻头尺寸：215.9mm钻杆尺寸长度：1272825 m钻铤尺寸长度：165 mm170 m套管尺寸钢级：244.5 mmp11011.05 mm钻杆容积（vd）：26.81m3环空容积（va）：79.57 m3井筒容积：106.38m3套管抗内压强度80%：48.8 mpa裸眼薄弱地层破裂压力：45mpa(2000m)井口装置额定工作压力：70 mpa最大允许关井压力：21.48 mpa溢流关井关井立压（pd）：3mpa关井套压（pa）：4.5 mpa溢流量（v）：3m3井底溢流高度：138.5m143.5m钻井液密度（m）:1.20g/cm3地层压力：38.28 mpa 压井数据附加当量钻井液密度（e）：0.1 g/cm3压井液密度：1.40g/cm3压井流量（q）：10l/s初始循环压力（pci）：4 mpa终了循环压力（pcf）：4.7 mpa压井中井底附加安全压力（p）：3 mpa初始循环立管总压力：10mpa终了循环立管总压力：4.7 mpa压井液到达钻头时间：45分压井液从井底到达套管鞋时间：46分压井液从井底到达地面时间：133分压井作业中立压变化曲线p10 mpa 4.7 mpa 178分133分t311分0三、 组织分工职责1.指挥组负责制定施工技术方案和安全措施。负责实施压井全过程的组织、指挥和决策，按设计要求和工程需要组织调度人员、器材，贯彻、落实各项工艺技术措施和安全工作。2.钻台井口组根据现场指挥的命令及时调节、开关井口闸门和节流压井管汇闸门。负责井口钻具的固定、手动操作杆的开关及钻台上下其它工作。施工期间定时检查远控台、液控管线、井控装置、液气分离器的情况，保证正常工作。负责液气分离器排气管线出口点火，紧急情况下负责放喷管线出口点火。记录立压和套压，定时向指挥组汇报。3.泵房组负责施工期间两台泵的正常运转。负责泵房及加重系统、转浆系统等区域上排水管路的清查和管理，做好防漏、防窜及防误操作各项工作。根据计量人员的命令倒换循环罐闸门。配合搞好钻井液、压井液的转储倒运及供液回收工作。4.泥浆组负责按照拟定的技术措施的要求准备足够数量的压井液和钻井液。保证压井液的性能满足施工的需要。负责泥浆材料及添加剂的管理、数量清点、数据记录。维护配制压井液的设备，保证完好。负责注入和返出泥浆密度的监测，并及时向指挥汇报。5.计量组负责记录施工过程中实际排量、注入和返出的正反计量。观察泥浆出口返出情况。及时将情况向指挥组汇报。6.资料组 负责全过程的资料收集。7.突击组（安全警戒组）负责在压井施工时作业区域的安全警戒工作。 设置安全警戒线，禁止无关人员进入。实时监测可燃气和硫化氢含量，做好人员防护工作。做好应急预案的准备工作，紧急情况时完成人员的疏散工作。负责在紧急情况时协助其它组完成工作。 四、 施工步聚（一）准备：1.发生溢流后及时用死卡固定好钻具。2.手动锁紧半封闸板。3.准备密度1.40g/cm3压井液160 m3（有效）；4.召开压井施工技术交底会，交底会应包括：压井施工步骤、压井参数、施工注意事项、人员分工、物资器材准备等。5. 检查好设备，特别是泥浆泵要保证连续运转。施工前要保证两台泥浆泵完好，空气排干净，随时可以泵入泥浆。6指定两人负责点火。液气分离器出口、放喷管线出口点上长明火。7.准备好1015具空气呼吸器，空气压力足够。8.检查好泥浆回收管线、液气分离器及其管线，保证通畅。9.做好压井泥浆的转罐、泥浆回收等工作。10.检查泥浆管汇、压井管汇、节流管汇各闸门开关状态。（二）步骤：1.将钻井液回收管线闸门倒至液气分离器,并在出口点火；2.注入密度1.20g/cm379.6m3控压循环排出环空污染泥浆，排量10l/s，控制立管压力10mpa。（快速打开j2a，缓慢启动泥浆泵,调节节流阀开度使套压等于关井套压4.5mpa;逐渐提高排量至压井流量10l/s,调节节流阀开度使立压等于初始循环立管总压力10mpa,直到泵入量79.6m3,停泵关井（也可连续不停泵施工）。立压等于套压6mpa）3.注入密度1.40g/cm326.8m3排量10l/s，控制立压从104.7 mpa。（将泥浆泵上水管线倒至压井液罐,开j2a,缓慢启动泥浆泵,通过调节节流阀使套压等于6mpa,逐渐将流量提高至10l/s,通过调节节流阀开度使套压维持在6mpa,直到泵入压井液26.8m3,此时立压降至4.7mpa）4.继续注入密度1.40g/cm379.6m3排量10l/s，控制立压4.7 mpa，停泵关井。（调节节流阀开度使立压始终等于4.7mpa,直到又泵入压井液79.6m3（总量106.5m3）停泵关井，立压、套压均为零。）5.打开节流阀及其前平板阀，观察出口无外溢，压井成功。6.解除手动锁紧和死卡，开井，活动钻具。五、 安全注意事项1.施工统一指挥，各组按总指挥要求各尽其责协调配合，保持通讯畅通，发现异常情况及时汇报。2.在施工过程中，实时监测可燃气和硫化氢含量，做好人员防护工作。3. 配制压井液应保持干净，防止出现泵不上水、节流阀堵塞、钻具水眼堵塞等情况。4.施工中应密切注意液面变化情况，控制返出量不大于注入量，保持液面的基本稳定。5.关井后严禁活动钻具，防止损坏防喷器。6.做好一切准备工作，确保施工作业的连续性。7.施工结束应及时对井控装置进行检查，冲洗压井、节流管汇，排除液气分离器内余留液体。8、可能出现的问题和对策：压井中如果发现明显井漏，则可降低套压11.5兆帕，继续施工继续观察。降低套压后还继续井漏，应及时进行堵漏，实现压井堵漏的一步进行，施工中必须将堵漏浆推出钻具水眼，防水眼阻塞。如果出现高套压，只要不超过最高允许井口关井压力值，应尽量维持立压不变，如果压井过程中因天然气到达井口附近，出现井口高套压（接近允许最大井口压力），可降低排量，调节节流阀控制套压，缓慢度过高压期。如果液气分离器出现故障，立即倒换到回收管线，尽量不要停泵。迫不得已要停泵时，必须在停泵后立即关闭节流阀及其前平板阀。9.压井作业中应注意的问题 开泵与节流阀的调节要协调从关井状态改变为压井状态时，开泵和打开节流阀应协调，节流阀开得太大，井底压力就降低，地层流体可能侵入井内；节流阀开得太小，套压升高，井底压力过大，可能压漏地层。要注意立管压力的滞后现象压井过程中，通过调节节流阀控制立、套压，从而达到控制井底压力的目的，压力从节流阀处传递到立压表上，要滞后一段时间，其长短主要取决井深、溢流的种类及溢流的严重程度。一般情况液柱压力传递速度大约为300m/s，3000m深的井，需20s左右才能把节流变化的压力传递到立管压力表上。高压大产量油气井，往往压井周期偏长按计算的压井周期到了，但油气侵泥浆源源不断出来，是因为压井过程由于压力控制不稳定，压井初始阶段不能迅速截断地层流体而致。这时就需要继续控制一定回压循环排除油气侵泥浆直至结束。考试题：四川1井用215.9mm钻头钻进，排量20l/s，泵压16 mpa，钻井液密度1.20g/cm3，钻至井深3000m，层位：飞仙关，灰岩，发生溢流，上提钻具5米关井，测得关井立压3 mpa，关井套压4.5 mpa，钻井液罐增量3 m3。1.本井244.5mm套管（钢级p110，壁厚11.05mm，套管抗内压强度61 mpa）下深2000米，套管管鞋处的地层破裂压力为45mpa.2.钻具结构：215.9mm钻头+回压凡尔+165mm钻铤18根170m +127mm 18斜坡钻杆（井内钻杆外径为127mm，壁厚9.19mm。钻铤外径为165mm，水眼直径为70mm，钻头和回压凡尔长度忽略不计）。3. 井口井控装置：fh