井下作业中的压井作业ppt.ppt

2020 3 10 2004 3 11 1 井下作业井控关井程序与压井技术 张发展长庆培训中心 2020 3 10 2004 3 11 2 关井程序与压井技术 本章主要介绍井下作业各种情况下的关井程序及在关井过程中各岗位的具体分工 还介绍了井下作业井控演习时各岗位的职责 井控演习是井控实战的预演 必须引起重视 压井是二次井控技术的核心内容 井下作业井控压井技术主要包括地层压力的确定 压井液的选择与配置 压井方法的选择 压井施工等内容 本章还介绍了喷水降压技术 不压井作业技术和气井 高压井压井技术等 2020 3 10 2004 3 11 3 关井程序与压井技术 井下作业井控关井程序井下作业井控压井方法高压井压井工艺技术喷水降压技术不压井作业工艺技术 2020 3 10 2004 3 11 4 井下作业井控关井程序 井下作业井控关井程序岗位分工1 井控岗位人员制度 1 作业处成立井控领导小组 负责全处井控管理工作 组织井控工作的检查 组长由主管生产 安全的副处长担任 副组长由质量安全环保科各和生产科或工艺所的主要领导担任 组员由各项目部经理 生产办公室 人事劳资科 准备队 特车队 试井队 器材库等有关人员组成 2020 3 10 2004 3 11 5 井下作业井控关井程序 2 各项目部成立本项目部井控领导小组 由项目经理 或书记 担任组长 主管安全的项目副经理担任副组长 作业队队长等相关人员担任组员 负责本项目部的井控管理 3 生产科或工艺所设立井控办公室 工艺所所长担任办公室主任 负责全处井控管理文件的制定 审批井控设备购置计划 4 各作业机组成立井控小组 作业队队长担任组长 住井其它干部 技术人员 司钻担任副组长 机组操作人员为组员 负责井控设备 装置的日常管理 按井控设计要求准备井控材料 并负责井场井控应急处理 2020 3 10 2004 3 11 6 井下作业井控关井程序 2 机组岗位制度 2020 3 10 2004 3 11 7 井下作业队组成图 2020 3 10 2004 3 11 8 井下作业井控关井程序 1 住井干部 技术人员1 负责传达设计中的井控要求 严格遵守设计要求组织施工 2 巡回检查 指挥各岗正确操作 3 全面组织 指挥控制溢流 井涌 请示汇报 组织压井 4 取全取准资料 综合上报 2020 3 10 2004 3 11 9 井下作业井控关井程序 2 司钻1 发现油气层溢流或得到显示报告 立即发出长笛信号 2 组织全班按井控程序控制溢流 3 通知副司钻关防喷器 其它岗位人员座井口 2020 3 10 2004 3 11 10 井下作业井控关井程序 3 副司钻1 井口工作完成后负责关防喷器 2 巡回检查各岗执行情况 3 倒好循环系统闸门以备压井 2020 3 10 2004 3 11 11 井下作业井控关井程序 4 HSE监督员 坐岗观察人员1 作业过程中及时发现溢流等井喷预兆 发现异常情况立即报告住井干部 技术人员或司钻 2 负责记录现场情况 关井后记录油套压力和压井情况 3 按照井控要求 监督作业过程中各岗的执行情况 2020 3 10 2004 3 11 12 井下作业井控关井程序 5 一岗1 抢下管串时 负责井架二层平台的操作 2 听到长笛讯号 立即从二层平台下来协助井口操作 3 负责控制放喷 协助关防喷器或装井口 2020 3 10 2004 3 11 13 井下作业井控关井程序 6 二岗1 抢下管串 2 接油管回压凡尔 协助关防喷器 3 抢装井口 2020 3 10 2004 3 11 14 井下作业井控关井程序 7 三岗1 配合抢下管串 2 配合接油管回压凡尔 协助关防喷器 3 参加抢装井口 2020 3 10 2004 3 11 15 井下作业井控关井程序 8 柴油司机 司助1 做好紧急停车准备工作 2 根据司钻信号开探照灯 关掉井口 井架灯 3 保证防喷器用电 4 协助控制放喷 2020 3 10 2004 3 11 16 井下作业井控关井程序 发现溢流时的关井操作要领1 射孔时发现溢流时的关井操作要领 1 在允许的情况下 力争将电缆起出 抢装井口 2 若发现溢流较晚 不能起出全部电缆 应停止作业 关闭防喷器 向项目部汇报 请求支援 3 特殊情况 不能控制溢流 可切断电缆 抢装井口 控制溢流 2020 3 10 2004 3 11 17 井下作业井控关井程序 2 起下钻发现溢流时的关井操作要领 1 在允许的情况下 组织力量强行多下管串以利于井控作业 2 抢装简易井口 或抢装油管回油凡尔 关防喷器 控制溢流 2020 3 10 2004 3 11 18 井下作业井控关井程序 3 空井发现溢流时的关井操作要领 1 在允许条件下 组织力量强行多下管串以利于井控作业 2 抢装井口或简易井口 控制溢流 2020 3 10 2004 3 11 19 井下作业井控 三七 动作图解 2020 3 10 2004 3 11 20 1 起下管柱发生溢流时关井动作图 2020 3 10 2004 3 11 21 2 井下施工发生溢流时关井动作图 2020 3 10 2004 3 11 22 3 空井时发生溢流关井动作图 2020 3 10 2004 3 11 23 井下作业井控关井程序 井下作业井控演习1 井下作业井控演习的意义 1 熟悉各自的岗位职责 2 熟练各岗位的具体操作 3 保证设备完好 灵活好用 4 一旦发生溢流或井喷 能够各司其职 默契配全 顺利完成任务 2020 3 10 2004 3 11 24 井下作业井控关井程序 2 岗位分工与职责 1 司钻 发出警报 指挥防喷工作 2 副司钻 关闭防喷器 3 一岗 迅速由二层平台撤至地面 协助关闭防喷器 控制放喷 4 二岗 抢装井口或油管回压凡尔 协助关闭防喷器 5 三岗 检查井口闸门是否全开 协助抢装井口 关闭防喷器或油管回压凡尔 2020 3 10 2004 3 11 25 井下作业井控关井程序 6 司机 电工 紧急停车 开探照灯 关井口 井架灯 7 司助 负责值班干部与HSE监督员的传话 协助控制放喷 8 HSE监督员 坐岗观察人员 及时发现井喷预兆 通知司钻和值班干部 记录油套压值 9 值班干鄣 技术员 监督整个作业 确保所有人员都在正确的岗位上 不断检查所有各岗位 记录演习情况 2020 3 10 2004 3 11 26 井下作业井控关井程序 3 起下钻井控演习 1 发出声音报警 统一用通井机所气喇叭信号指挥 1 报警信号 一声长鸣喇叭声鸣20秒以上 2 解除信号 二短一长喇叭声 鸣4秒 停3秒 鸣4秒 停3秒 鸣20秒 2 停止起下作业 开探照灯 关井口 井架灯 2020 3 10 2004 3 11 27 井下作业井控关井程序 3 抢装井口或接油管回压凡尔 关闭防喷器 控制放喷 4 试关井 记录油套压 5 记录所需要的时间 2020 3 10 2004 3 11 28 井下作业井控关井程序 4 射孔井控演习 1 发出声音报警 2 停止射孔作业 开探照灯 关井口 井架灯 3 关闭防喷器 4 记录套压值 5 记录所需要的时间 2020 3 10 2004 3 11 29 井下作业井控关井程序 5 冲砂井控演习 1 发出声音警报 2 上提油管 卸单根 开探照灯 关井口 井架灯 3 抢装简易井口 控制放喷 4 试关井 记录油套压 5 记录所需要的时间 2020 3 10 2004 3 11 30 井下作业井控关井程序 6 演习要求 1 试油气机组每月演习次数不少于1次 修井机组每季度演习次数不少于1次 2 完成射孔防喷演习时间不超过2min 起下钻防喷演习时间不超过3min 冲砂防喷演习时间不超过5min 3 机组人员熟练掌握井控岗位职责 岗位分工明确 处理程序准确 在规定时间内完成演习为合格 如达不到上述要求 演习为不合格 必须重新安排演习 直到合格为止 4 每次防喷演习后必须写好防喷演习记录 认真讲评 2020 3 10 2004 3 11 31 井下作业井控关井程序 井控演习预案1 演习地点 井作业现场 2 演习目的 2020 3 10 2004 3 11 32 井下作业井控关井程序3 基本数据 2020 3 10 2004 3 11 33 井下作业井控关井程序4 油层物性 2020 3 10 2004 3 11 34 井下作业井控关井程序 5 演习准备CYB 250型压裂井口一套 封井器一套 防喷管线一套 3m 4根 2m 3根 1m 3根 0 5m 2根 三通2个 地锚5个 压力表2个 25MPa 弯头3个 油壬10个 防喷阀2个 溢流阀2个 2020 3 10 2004 3 11 35 井下作业井控关井程序 6 演习要求 1 由负责准备 清点演习设备 保证设备安全 完好 摆放到位 2 由负责现场演习指挥 演习前交底 做到分工明确 准备充分 3 演习内容 报警 进入紧急状态 抢装井口 连接防喷管线 消防准备 汇报井喷情况 清理井场易燃物 切断电源 疏通撤离道路 解除紧急状态 最后认真写出演习总结 2020 3 10 2004 3 11 36 井下作业井控关井程序 7 注意事项 1 演习中途不能无故停止 以保证在演习中发现问题 解决问题 提高应急能力 2 演习现场使用的消防器材和井控设备都必须有合格证 3 井控设备要有严格的包装 不能落地 4 各环节要紧密配合 以确保演习顺利进行 5 演习时劳保齐全上岗 紧张而有序进行 不能慌乱 注意安全 2020 3 10 2004 3 11 37 井控演习记录表格式 2020 3 10 2004 3 11 38 关井程序与压井技术 井下作业井控关井程序井下作业井控压井方法高压井压井工艺技术喷水降压技术不压井作业工艺技术 2020 3 10 2004 3 11 39 井下作业井控压井方法 井下作业大部分施工是在井口敞开的情况下进行起下管柱和处理井下故障的 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 即有害于地层 又不利于施工 解决这个问题有两种方法 一是不压井 不放喷井口装置控制 可以使高压油气水井在作业时不喷 本章不作讨论 另一方法是采用设备从地面往井里注人密度适当的流体 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 2020 3 10 2004 3 11 40 井下作业井控压井方法 压井是修井施工中最基本 最常用的作业 往往是其他作业的前提 压井作业的成败 影响到该井施工质量和效果 其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 2020 3 10 2004 3 11 41 井下作业井控压井方法 压井目的是暂时使井内流体在井下作业施工过程中不喷出 方便作业 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 2020 3 10 2004 3 11 42 井下作业井控压井方法 一般必须采用以下四项产层保护措施 1 选用优质压井液 2 低产低压井可采取不压井作业 严禁挤压井作业 特殊井除外 3 地面盛液池罐干净无杂物 作业泵车及管线要进行清洗 4 加快施工速度 缩短作业周期 完工后及时投产 2020 3 10 2004 3 11 43 井下作业井控压井方法 1 井喷的危害及其预防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 无控制地涌人井筒 喷出地面的现象 称为井喷 井喷是一种恶性的工程事故 2020 3 10 2004 3 11 44 井下作业井控压井方法 1 井喷的危害没有控制的井喷 是性质严重 损失巨大的灾难性事故 其危害可概括为以下 个方面 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 2020 3 10 2004 3 11 45 井下作业井控压井方法 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 破坏油气资源 污染环境 5 造成机毁人亡和油气井报废 带来巨大的经济损失 6 涉及面广 造成不良的社会影响 2020 3 10 2004 3 11 46 井下作业井控压井方法 2 井喷的预兆液体从井里流出表明 井涌 就要发生了 一个气泡从井里升上来会逐渐膨胀 最终将从井里溢流出一股液流 溢流的进一步发展 修井液涌出井口的现象叫做 井涌 这时 必须迅速将井口安全关闭 避免井喷 2020 3 10 2004 3 11 47 井下作业井控压井方法 井喷的预兆是 其顺序并未按其重要性排列 机械钻速突然显著提高 压井液从井里溢出 进口排量小 出口排量大 泥浆池液面升高 进口密度大 出口密度小 密度有不断下降趋势 抽汲 循环泵压降低 有水 油或气体显示 压井液气浸 气涌 停泵后进口压力增高 几种征兆可能会顺次发生 2020 3 10 2004 3 11 48 井下作业井控压井方法 在用高密度压井液作业和管柱下放得太快而造成井漏的情况下 其特点是在井里液面下降之后 接着就发生井涌 通常井喷的预兆一个也没有出现 当液体涌到地面时 井喷就发生了 2020 3 10 2004 3 11 49 井下作业井控压井方法 3 预防井喷的措施1 地质设计应力求准确 应在充分调查研究的基础上提出有关地层变化及油气层位置资料 以便工作人员准确掌握情况 2 施工设计应根据地层压力梯度 提出配备相应压力等级的井控装置要求 2020 3 10 2004 3 11 50 井下作业井控压井方法 3 严格按地质设计的压井液密度施工 不得随意降低密度 压井液密度降低时必须及时维护或更换 4 装好完整适用的井口装置及相应的控制管线 防喷器与管柱直径相吻合 控制开关灵恬 封闭严密 试压检验合格 一旦井喷 迅速关井 将油 气引到井场外一定距离 确保安全 2020 3 10 2004 3 11 51 井下作业井控压井方法 5 打开高压层前 井场应有加重压井液的设备和足量加重材料 或储备足量的高密度压井液 设备运转要正常 泥浆泵不能抽气 防止打开高压层时停钻具 修理机器设备引起的井涌或井喷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 2020 3 10 2004 3 11 52 井下作业井控压井方法 7 打开高压层时 应加强对压井液的观察和性能测量 每10 15min计量进出口压井液密度及粘度各一次 如气浸严重 应停止钻进或冲砂作业 用大排量循环 地面排气 待进出口压井液密度一致后再继续进行钻进或冲砂作业 若循环一周后 出口压井液密度不能恢复 井口连续外涌 停泵后有外溢等现象应逐步加重压井液 2020 3 10 2004 3 11 53 井下作业井控压井方法 8 在打开高压层中起钻时 应凋整压井液的性能 使压井液液柱压力略高于地层压力 充分洗井 使进出口压井液性能保持均匀平衡稳定 在油 气 水层及其以上100m以内 应低速起钻 避免因钻头泥包及井下大型工具的抽汲作用 或起下钻过程产生压力激动导致井喷 每起钻 个立柱灌满一次压井液或连续灌满压井液 观察井口有无外溢现象 2020 3 10 2004 3 11 54 井下作业井控压井方法 9 井场内动用明火应严格执行动火程序 井配有数量齐全完好的防火工具 10 在油 气活跃的井 下钻时可以分段循环 11 不得空井时间过长 12 在注意高压井防喷的同时 也要注意中 低压井的防喷 2020 3 10 2004 3 11 55 井下作业井控压井方法 地层压力确定的方法 2020 3 10 2004 3 11 56 井下作业井控压井方法 2020 3 10 2004 3 11 57 井下作业井控压井方法 压井靠一定数量 一定密度的压井液实施 而压井液的数量和密度的确定与地层的静止压力或目前地层压力的测定密切相关 因而地层压力提供的正确与否是选择压井液密度的关键 2020 3 10 2004 3 11 58 井下作业井控压井方法 1 测静压 地层压力 将要进行井下作业施工的油井关井复压3 7 待地面表压力读数稳定后 下压力计到油层中部测压 直接读出地层静压 油井关井待压力恢复稳定时 将压力计下至井内预定深度前 必须订两个以上台阶 测出流压梯度 再推算到油层中部 就是该井的静压 2020 3 10 2004 3 11 59 井下作业井控压井方法 测压要求 1 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24 内上升不超过0 1MPa为合格 3 测压时井口要做到不渗 不漏 2020 3 10 2004 3 11 60 井下作业井控压井方法 4 稠油井或冬季试油 关井前必须挤入一定量的轻油 一般为柴油 以便顺利下入压力计 5 一般在生产结束后测压 或根据惰况可在诱喷见油后先测压 2020 3 10 2004 3 11 61 井下作业井控压井方法 2 液面恢复法计算油层静压在井口连续录取关井后的恢复液面 包括恢复套压 数据 依据抽油井油套环形空间中流体 按气柱 油柱 混液柱三段分布的物理模型 利用压力叠加原理 将测得的恢复液面和恢复套压数据 换算成井底恢复压力 得到一条压力恢复曲线 要求压力曲线必须测出拐点 然后根据压力恢复曲线拐点后的数据 外推计算出4320min的压力 作为相当关井3d的油层压力 2020 3 10 2004 3 11 62 井下作业井控压井方法 现场测试应用液面自动监测仪录取数据 监测仪微机系统的处理软件 按要求自动采集恢复液面和恢复套压数据 并换算成压力 在荧屏上显示出压力恢复曲线形态 以掌握测试进程 测得的数据 存人磁盘带回室内处理 2020 3 10 2004 3 11 63 井下作业井控压井方法 该技术的特点是 1 对下有非丢手封隔器的油井 可以避免下压力计测压造成的单产合测缺陷 可直接测得生产层的油层压力 2 不需要上井作业 占产时间短 3 可得到包括早期试井资料在内的完整的压力恢复曲线 2020 3 10 2004 3 11 64 井下作业井控压井方法 3 计算法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 4 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综合参考 估算地层压力 2020 3 10 2004 3 11 65 井下作业井控压井方法 5 井涌后的测压在井口装置完善的情况下 发生井涌时 提起方钻杆 停泵 关防喷器 停留10 15min 观察立管压力与套管压力 简称套压 然后接上回压凡尔 则地层压力为 Pd Pl Pg Pt Ph式中 Pl Pt为立管压力和套管压力 MPa Pg Ph分别为钻杆 油管 内及环空液柱压力 MPa 2020 3 10 2004 3 11 66 井下作业井控压井方法 由于环形空间压井液已被油 气污染 采用Ph计算地层压力是不准确的 而只能根据Pl和Pt求得地层压力 如果井深为 未受油 气污染的压井液密度为r1 关井时立管压力为Pl 则Pd Pl 0 01 H 1 2020 3 10 2004 3 11 67 井下作业井控压井方法 在打开高压层时 为了防喷 方钻杆下往往装有回压凡尔 这时关井后 不能直接读出立管压力 解决的办法是 在关井后一段时间内 当井底压力稳定后 先读出关井套管压力 在用阻流阀保持套管压力不变的情况下 把压井液缓慢地经立管泵人管柱内 记录压井液开始通过回压凡尔时立管压力 由于流速很小 可以不考虑流动阻力 这个值可以作立管压力 2020 3 10 2004 3 11 68 井下作业井控压井方法 如果立管压力不准确 可以让泵慢慢泵入一部分压井液 约 min 用阻流阀使套压保持在关井套压值不变 然后停泵并关闭阻流阀 此时立管压力即为所求 由于环形空间内受气浸的压井液密度低于管柱内压井液密度 通常关井套压大于立管压力 这个差值愈大 反映地层中流体浸人的程度越严重 2020 3 10 2004 3 11 69 井下作业井控压井方法 压井液的选择 2020 3 10 2004 3 11 70 井下作业井控压井方法 2020 3 10 2004 3 11 71 井下作业井控压井方法 压井是靠压井液自身的静压头有效地控制地层流体的压力 地层不可避免地要受到压井液的影响 其影响程度和压井效果的好坏 取决于压井液柱压力与地层压力的对比关系以及压井液本身的性质 所采用的加重剂最好是溶于该压井液的载体 所有入井流体 均与地层岩性配伍性相一致 2020 3 10 2004 3 11 72 井下作业井控压井方法 为改善或维持油水井生产情况 在原生产井上进行井下作业时用的流体叫修井液 修井施工应根据所要求抑制的因素 用初选的修井液作地层岩石和修井液相容性实验来选择修井液 2020 3 10 2004 3 11 73 井下作业井控压井方法 修井液应具备以下功能 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稳定 4 滤失量少 5 有一定携带固相颗粒的能力 2020 3 10 2004 3 11 74 井下作业井控压井方法 1 影响修井液选择的因素 1 物理困素1 环空流速 影响压力损耗的大小和井眼冲洗能力 流速不足可能是设备能力有限 体系压力损失大 环空间隙或整个系统的结果 此时应提高流体的粘度 2 设备 修井设备应满足配制少量物料和维护修井液的要求 大量修井液应在配液站预先配置 2020 3 10 2004 3 11 75 井下作业井控压井方法 3 井内流体的性质 选择不影响采出流体的修井液 如果采出的地层流体是气体 应便于脱气 4 环形空间 使用井下装置 封隔器 衬管等 时 应选择有良好流变性的修井液 以维持最低压力降 减轻抽吸作用 5 循环次数 通常有部分流体不能长期循环 要求修井液具有稳定性 其悬浮性 热稳定性 静切力 失水量 密度等不超过预定范围 2020 3 10 2004 3 11 76 井下作业井控压井方法 6 腐蚀 调节酸碱度或加人缓蚀剂 尽量减少腐蚀 7 修井液的成分 修井液在油井与地层的配合性 射孔作业中修井液遭受极高的压力和温度 弹道不应发生釉现象 2020 3 10 2004 3 11 77 井下作业井控压井方法 2 地层因素1 地层压力 液柱压力等于地层压力加预定的安全系数 井下工具的运动所造成的抽吸压力不至于地层流体浸人井筒 2 渗透性 控制失水 防止滤液浸人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上 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 2020 3 10 2004 3 11 78 井下作业井控压井方法 4 地层 渗漏性地层应加人酸溶性的或用其他方法可除去的桥接剂降低液体滤失 5 温度 在井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 2020 3 10 2004 3 11 79 井下作业井控压井方法 6 过敏性 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 包括 水敏性 酸敏性 碱敏性 盐敏性 流动速度敏感性和热敏性 7 地层流体和修井液的相容性 应做可容性试验 2020 3 10 2004 3 11 80 井下作业井控压井方法 3 其他固素污染物 经济效益 最经济的压井液是能满足基本的和特定的目的 公害 地面储罐 再利用问题都是影响修井液选择的因素 2020 3 10 2004 3 11 81 井下作业井控压井方法 2 修井液分类 1 水基液水基修井液以水为连续相 其优点是易于控制密度 粘度 粘土水化 腐蚀 液体滤失 处理费用不高 易获得水溶性原料 2020 3 10 2004 3 11 82 井下作业井控压井方法 1 改性修井液 是加有添加剂以满足修井液在悬浮 凝胶结构和腐蚀控制等方面基本要求的修井液 缺点是高浓度的微粒物质堵塞或沉淀使产能下降 是不理想的液体 使用它要取决于其使用价值和经济情况 2020 3 10 2004 3 11 83 井下作业井控压井方法 2 无固相盐水液 盐水体系是由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 是目前专门采用的修井液和完井液 其防止地层损害的机理是由于它本身不存在固相 不会夹带固体颗粒侵人产层 无机盐类改变了体系中的离于环境 使离子活性降低 即使部分压井液浸人产层也不会引起粘土膨胀和运移 2020 3 10 2004 3 11 84 井下作业井控压井方法 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 2020 3 10 2004 3 11 85 井下作业井控压井方法 常用盐水及密度如下 氯化钾盐水 密度最大为1 17g cm3 氯化钠盐水 密度最大为1 20g cm3 溴化钠盐水 密度最大为1 50g cm3 氯化钙盐水 密度最大为1 39g cm3 溴化钙盐水 密度为1 39 1 70g cm3 溴化钙 氯化钙盐水 密度为1 33 1 80g cm3 溴化锌 溴化钙 氯化钙盐水 密度为1 80 2 30g cm3 2020 3 10 2004 3 11 86 井下作业井控压井方法 在选择盐水修井液时 除了考虑产层岩性的特点外 还要了解盐水本身的特点 如 易受气候影响 吸湿性 密度和结晶温度等 2020 3 10 2004 3 11 87 井下作业井控压井方法 3 聚合物盐水液 是以聚合物代替粘土或坂土而产生适当粘度 切力及滤失量 该体系还规定各种不同类型的固体作为桥接剂 以防无固相液体大量漏人产层 桥接剂应是酸溶 水溶或油溶的 2020 3 10 2004 3 11 88 井下作业井控压井方法 防止地层损害的机理是 适合于产层特点 分选好的固相颗粒 桥接在地层孔隙入口处 在井壁形成非常致密的滤饼 从而控制完井液及滤液的浸人 即使有少量滤液浸人 其中溶解的盐类和聚合物的抑制作用可以进一步防止粘土水化膨胀 即从 桥堵 和 抑制 两方面防止地层的损害 桥堵固相颗粒在作业后予以除去 其渗透率可恢复到原始渗透率95 100 对地层基本没有损害 2020 3 10 2004 3 11 89 井下作业井控压井方法 2 油基液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于压力低于淡水梯度的地层和水敏性地层 如果现场原油适合作业需要 则原生原油是一种最好的修井液 它不损害产层 缺点是含有石蜡和沥青颗粒 会乳化地层 闪点和燃点低有着火危险 2020 3 10 2004 3 11 90 井下作业井控压井方法 3 泡沫由液体 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 但其操作复杂性和成本受泡沫体系的条件约束 2020 3 10 2004 3 11 91 井下作业井控压井方法 3 密度的选择 1 压井液密度选择法遵照压井原则 考虑压井及作业的有效率 压井时井筒压井液液柱压力大于地层压力1 1 5MPa 2020 3 10 2004 3 11 92 井下作业井控压井方法 计算公式是 液 100 P层 P附 H式中 液 压井液相对密度 g cm3 p层 静压或目前地层压力 MPa P附 附加压力 MPa 取值范围为1 1 5MPa 油层中部深度 2020 3 10 2004 3 11 93 井下作业井控压井方法 2 地层压力倍数选择法 液 100P倍P H式中 p倍 附加系数 1 10 1 15 2020 3 10 2004 3 11 94 井下作业井控压井方法 3 压井液相对密度压井管柱深度不超过油层中部深度时 压井液相对密度计算公式是 液 100 P层 P附 i H h h式中 h 实际压井深度 i 压力梯度 MPa m 2020 3 10 2004 3 11 95 井下作业井控压井方法 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 静压或原始地层压力来源的可靠性及其偏差 2 油气层能量的大小 产能大则多取 产能小则少取 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 2020 3 10 2004 3 11 96 井下作业井控压井方法 4 井下作业施工内容 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 大套管多取 小套管少取 6 井深 井深少取 井浅多取 7 密度在1 5g cm3以下时 附加压力不超过0 5MPa 密度在1 5g cm3以上时 附加压力不超过1 5MPa 2020 3 10 2004 3 11 97 井下作业井控压井方法 4 压井液用量计算 1 加大压井液密度所需加重剂的计算G 1V 2 3 1 2 式中 加重剂所需量 t V 加重前压井液体积 m3 1 加重剂密度 g cm3 2 加重后压井液密度 g cm3 3 加重前压井液密度 g cm3 2020 3 10 2004 3 11 98 井下作业井控压井方法 2 降低压井液密度所需水量的计算Q V 1 2 2 式中 降低压井液密度时需要加入的水量 原压井液体积 1 原压井液密度 g cm3 2 稀释后压井液密度 g cm3 水的密度 g cm3 2020 3 10 2004 3 11 99 井下作业井控压井方法 3 压井液循环一周时间t H V1 V2 Q式中 循环一周的时间 min H 井深 管柱长度 m V1 井筒内容积 L m V2 管柱本体体积 L 泵排量 L min 2020 3 10 2004 3 11 100 井下作业井控压井方法 4 压井液上返速度v 12 7Q D2 d2 式中 压井液上返速度 泵排量 井筒内径 管柱外径 2020 3 10 101 可编辑 2020 3 10 2004 3 11 102 井下作业井控压井方法 5 井筒容积V D2H 4式中 V 井筒容积 3 井筒内径 井深 2020 3 10 2004 3 11 103 井下作业井控压井方法 压井方法1 压井方法的选择压井方法选择得是否正确是压井成败的重要因素 需确定以下因素 1 井内管柱的深度和规范 2 管柱内阻塞或循环孔道 3 实施压井工艺的井眼及地层特性 作为压井方法选择的依据 2020 3 10 2004 3 11 104 井下作业井控压井方法 如果压井方法选择不当 计算不准确 可能造成井涌 井喷和井漏 都会损害产层 常用压井方法有灌注法 循环法和挤注法三种 2020 3 10 2004 3 11 105 井下作业井控压井方法 2020 3 10 2004 3 11 106 井下作业井控压井方法 1 灌注法灌注法是向井筒内灌注一段压井液 利用一定的液柱压力平衡地层压力的方法 多用在井底压力不高 工作简单 时间短的井下作业中 特点是压井液与油层不直接接触 作业后很快投产 可基本消除对产层的损害 2020 3 10 2004 3 11 107 井下作业井控压井方法 2 循环法是将密度合适的压井液用泵泵入井内并进行循环 密度较小的原压井液 或油气水 被压井用的压井液替出井筒达到压井目的的方法 叫循环法 有时虽然把井压住了 在井口敞开的情况下 井下也易产生新的复杂情况 这是因为液柱压力尚未完全建立 而压井液被高压气体及液体浸入 破坏 很难建立起井眼与地层系统的压力平衡 解决的方法是在井口造成一定回压 利用回压和压井液柱压力来平衡地层压力 抑制地层流体流向井内 2020 3 10 2004 3 11 108 井下作业井控压井方法 循环法压井的关键是确定压井液的密度和控制适当的回压 1 反循环压井是将压井液从环形空间泵入井内顶替井内流体 由管柱内上升到井口的循环过程 反循环压井法多用在压力高 产量大的油气井中 因为 反循环压井时 液流是从截面积大 流速低的管柱与套管环形空间流向截面积小 流速高的管柱内 2020 3 10 2004 3 11 109 井下作业井控压井方法 根据水力学原理 在排量一定的条件下 当压井液从管柱与套管的环形空间泵入时 压井液的下行流速低 沿程摩阻损失小 压降也小 而对井底产生的回压相对较大 可见 反循环压井从一开始就产生较大的井底回压 所以 对于压力高 产量大的井 采用反循环压井法不仅易成功 而且压井后 即使油层有轻微损害 也可借助投产时井本身高压 大产量来解除 相反 如果对低压井采用反循环压井法 会产生较大的井底回压 易造成产层损害 甚至出现压漏地层的现象 反循环法有排除液流时间短 地面压井液数量少 较高的压力局限在管柱内部等优点 2020 3 10 2004 3 11 110 井下作业井控压井方法 2 正循环压井则适用于低压和产量较大的油井 在排量一定的条件下 当压井液从管柱内泵入时 压井液的下行速度快 则沿程摩阻损失大 压降也大 对井底产生回压相对较小 所以 对于低压井采用正循环法压井 不仅能达到压井目的 还能避免压漏地层 2020 3 10 2004 3 11 111 井下作业井控压井方法 正循环法应具备以下两个基本条件 一是能安全关井 二是在不超过套管与井口设备许用压力条件下能循环液流 2020 3 10 2004 3 11 112 井下作业井控压井方法 司钻法与工程师法 常用的司钻法和工程师法都是用正循环法 即将压井液从管柱泵入 从环形空间将液流循环出井口的压井过程 司钻法压井分两个循环周 两步 进行 第一步 用原密度的压井液循环 排除已进入井内的天然气液流 第二步 用压井所需密度的压井液置换原密度压井液达到压井目的 工程师法压井是在一个循环周内完成的 施工时间短 2020 3 10 2004 3 11 113 井下作业井控压井方法 确定压井循环时立管总压力 在循环时的压力Px 消耗在整个系统的流程中 用以克服流动阻力 包括在管拄内的流动阻力与环形空间的流动阻力 2020 3 10 2004 3 11 114 井下作业井控压井方法 p1 pg px pd phs pt phy式中 p1 关井立管压力 MPa pg 管柱内压井液液柱压力 MPa px 循环时克服管柱和环形空间内的流动阻力的循环压力 MPa pd 地层压力 MPa phs 克服环形空间流动阻力 MPa pt 关井套管压力 MPa phy 环形空间液柱压力 受浸污压井液 MPa 2020 3 10 2004 3 11 115 井下作业井控压井方法 通常phs不大 即在最大排量下也不超过0 68 1 47MPa 我们把环形空间损耗压力作为安全平衡因素考虑 而在这个计算中忽略不计 即认为p1 pg px pd pt phy在压井循环时保持井底压力不变 只有控制此时的立管的总压力pz来达到 2020 3 10 2004 3 11 116 井下作业井控压井方法 而如果考虑到平衡安全时加上附加压力 则pz p1 pg pf 2020 3 10 2004 3 11 117 井下作业井控压井方法 求循环压力 px 由于压井液密度不同 在循环时的泵压也不同 而压井时由密度 1提高到 2 循环压力也将由用 1密度循环初期的循环压力pxc变为用 2密度循环终了时的循环压力 pxz 2020 3 10 2004 3 11 118 井下作业井控压井方法 求用 1密度的压井液循环压力 pxc 考虑到压井一般都是用的原管柱 并且在排量不变的情况下进行 可采用平时洗井的泵压 当井喷初期记下关井立管压力 即可获得用密度为 1的压井液循环时的初始立管总压 pzc 即 pzc p1 pxc pf 2020 3 10 2004 3 11 119 井下作业井控压井方法 求pzz 当加重后的密度为 2的压井液入井循环时 由于压井液密度不同 在同一水力系统中循环压力正比于压井液密度即 pxz 2Pxc 1式中 1 关井时管柱内未被气侵的压井液密度 g cm3 2 压井时所需压井液密度 g cm3 pxc 用密度为 1压井液循环时初始循环压力 MPa pxc 用密度为 2压井液循环终了时循环压力 MPa 2020 3 10 2004 3 11 120 井下作业井控压井方法 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 原来的立管压力逐渐降低 当高密度压井液到达管脚处时 管柱内压井液压力和地层压力相平衡 所以pzz pxz 2Pxc 1式中 pzz 用密度为 2的压井液循环时终了时立管总压力 MPa 2020 3 10 2004 3 11 121 井下作业井控压井方法 压井时一般先打人清水或原来的压井液进行排除油 气浸的压井液 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 控制循环初的总压力不变 当环形空间的受浸的压井液排除后 立即打入高密度压井液 开始压力为pxc 以后由于高密度压井液泵入量加大 立管处的总压力pxc降低 但必须控制总压力不得大于pzz 并保持不变 当高密度压井液返出井口时 套管降为零 压井结束 2020 3 10 2004 3 11 122 井下作业井控压井方法 3 挤入法在油 套管内既不连通 又无循环通道的井不能循环压井 也不能采用灌注压井的情况下采用挤入法 比如砂堵 蜡堵 井筒流体的硫化氢含量高于工作容限或因井下结构及事故不能进行循环的高压井等 2020 3 10 2004 3 11 123 井下作业井控压井方法 该方法是井口只留有压井液的进口 其余管路闸门全部关闭 用泵将压井液挤入井内 把井筒中的油 气 水挤回地层 挤完关井一段时间后 开井观察压井效果 必要时待管柱活动后 有循环压井条件的 可洗井 这样有利于提高压井效果 2020 3 10 2004 3 11 124 井下作业井控压井方法 其缺点是 可能将脏物 砂 泥 等挤人产层 造成孔道堵塞 需要压裂来解除堵塞 恢复油井生产 值得注意的是采用挤压法时在挤压过程中 其最高压力不得超过井控装置的额定压力 套管抗内压强度的 和地层破裂压力值三者中的最小值 2020 3 10 2004 3 11 125 井下作业井控压井方法 2 压井技术要求及注意事项 1 安全技术要求1 在满足井下作业要求条件下 应从简地面管线 布局要合理紧凑 减少水力损失 有利于安全生产 2 所有管线连接好后 应进行地面试压 试压值为工作压力的1 2 1 5倍 保证无刺漏 2020 3 10 2004 3 11 126 井下作业井控压井方法 3 出口接硬管线 内径不小于 62 要考虑当地季节风向 居民区 道路 设施等情况 并接出井口35 以外 转弯夹角不小于120 每隔10 15m用水泥墩 螺栓或用地锚固定 4 地面管线上不能行驶各种车辆 如果管线处必须过车时 应架空或掩埋 2020 3 10 2004 3 11 127 井下作业井控压井方法 5 节流压井管汇额定工作压力与所用防喷器的组合的额定工作压力一致 6 不允许将节流压井管汇作为日常灌注管线使用 2020 3 10 2004 3 11 128 井下作业井控压井方法 2 井被压住的表现1 泵压平稳 进口排量等于出口排量 进口密度等于出口密度 2 返出液体无气泡 停泵后井口无溢流 进口与出口压力表读数近于相等 2020 3 10 2004 3 11 129 井下作业井控压井方法 3 注意事项1 压井前应用油嘴排除井筒上部存气 2 压井前应检查泵注设备 以免中途停泵 造成压井液气浸 3 用改性压井液压井时 压井前应先替入部分前置液脱气 高油气比井可用清水循环除气 待出口见水后 再替入改性压井液 2020 3 10 2004 3 11 130 井下作业井控压井方法 4 为保护产层 应避兔压井时间过长 减少压井液对产层污染 5 当进口液量超过理论井筒容积时 仍不返出或大量漏失 应停止作业 请示有关部门 采取有效措施 6 压井时应用大的泵排量 为防止管线堵塞 应装过滤网 2020 3 10 2004 3 11 131 井下作业井控压井方法 7 压井时不应在高压区穿行 如出现刺漏 应停泵泄压后再处理 开关闸门应侧身操作 8 挤压井的压井液挤人到产层顶部以上 计量一定要准确 2020 3 10 2004 3 11 132 井下作业井控压井方法 9 若重复压井 必须将前次压井液排净 排除量应大于井筒容积的1 2 1 5倍 10 现场要准备防喷闸门及所用接头等 以备井喷时抢装井口 再次压井 2020 3 10 2004 3 11 133 井下作业井控压井方法 3 影响压井作业的主要因素 1 压井液性能压井过程中 井内和地层内各种条件都在不断地对压井液进行着作用 促使性能合适的压井液在不断地变化 影响着压井的成功率 压井液性能破坏的主要原因是 四浸 2020 3 10 2004 3 11 134 井下作业井控压井方法 1 水浸即在压井过程中 外来水浸人使压井液性能破坏 压井液受到水浸后 其粘度变小 密度降低 应及时调整其性能 2020 3 10 2004 3 11 135 井下作业井控压井方法 2 气浸是地层 油井 内的天然气大量混人压井液中 占据井筒内体积 其密度下降 粘度增加 造成压井困难 这种情况的发生 是井喷的 警告信号 应立即调整压井液性能 2020 3 10 2004 3 11 136 井下作业井控压井方法 3 钙浸 水泥浸 地层中的石膏浸入压井液之中 造成了改性压井液中的钠基粘土性质转变为钙基粘土 称为钙浸 压井液钙浸后其粘度和切力降低 失水量增大 水泥浸是由于水泥浸入使改性压井液性能变坏 其粘度增大 流动性变差 失水增加 造成压井困难 严重时会损害产层 此时 应加人褐煤碱剂 单宁酸粉等 采取沉淀法恢复压井液性能 2020 3 10 2004 3 11 137 井下作业井控压井方法 4 盐水浸地层中盐 水 浸入后 压井液性能发生变化 使改性压井液粘度增大 易气浸造成密度降低 严重时会发生井喷事故 防止改性压井液盐水浸的办法是预先提高改性压井液密度 将盐水层压住 加入处理剂 稳定其性能 使盐水浸不能发生 2020 3 10 2004 3 11 138 井下作业井控压井方法 2 设备性能影响泥浆泵的排量达不到设计要求 上水不好 使压井液不能连续注入 甚至出现设备故障 延误作业时间 压井液被破坏 导致压井失败 2020 3 10 2004 3 11 139 井下作业井控压井方法 3 造成压井失败的主要困素1 井下情况不明 或不详 对井下结蜡严重 高压水层 油气比 静压及周围连通情况等不清 在压井过程发生预料不到的问题 导致压井失败 2 准备不充分 没有必备的处理剂 无法调配压井液性能 管线上的不紧或有破裂处 检查不严格 压井过程中管线渗漏 准备压井液数量不足 迫使压井工作半途而废 2020 3 10 2004 3 11 140 井下作业井控压井方法 3 技术措施不当 如在压井过程中井口压力控制不当 影响压井的进行 出口控制过大 地层喷吐流体进人井筒 使压井不能成功 如果出口控制过小 使大量压井液注入产层 侵害产层 后患无穷 2020 3 10 2004 3 11 141 井下作业井控压井方法 4 压井作业应录取的资料时间 压井方式 压井液名称 压井液相对密度 进 出口 压井液粘度 泵压 用液量 深度 2020 3 10 2004 3 11 142 关井程序与压井技术 井下作业井控