乌参1井反循环压井工艺过程简介---对套管有磨损的井

1、乌参1井反循环压井工艺过程简介一、概况 图1、乌参-1井井身结构示意图乌参1井为油田分公司部署在乌什凹陷上的一口重点预探井，井身结构如上图1。该井于2002年5月9日一开钻进， 2002年10月18日钻进至中完井深4726米，中完作业后采用8 1/2钻头四开钻进，钻至5918.20米下入7尾管。2003年4月28日五开取心钻进至井深6005.10m（迟深6003.20m）气测见显示，取心钻进至井深6008.52m（迟深6003.82m）钻井液体积开始上涨，取心钻进至井深6009.93m割心（池体积累计上涨2.1方），关井观察，立压06.5MPa，套压06.5MPa。最后采用密度2.04.泥浆节

2、流压井成功。压井结束后进行了中测，测试井段5917.52-6009.93m，层位：K，油压6.05-7.77MPa，排出垫浆17.23方。用7毫米油嘴放喷（油压4.5MPa）放喷口点火.焰高5-7米，有黑烟，由于有泥浆，无法进分离器计量，用临界速度法估算日产天燃气5-8万方,气密度：0.685。用4.76mm油嘴继续放喷,油压4.5MPa0.47MPa,放喷口火焰逐渐 减小至1-2米,判断裸眼泥岩段跨塌埋储层。恢复正常钻进后，在钻进过程中，多次发生卡钻复杂情况，6月17日钻进至井深6266.49m,上提至6259.64m准备接单根时遇卡,由原悬重187t220t-14:10上提下放活动钻具(范

3、围:128t228t),当下砸至160t时解卡。解卡后在原位转不动转盘,上提钻具再次遇卡,但下放可放脱,活动多次后可以转动转盘。然后上提至井深6258.82m，划眼到底后上提至井深6259.23m遇卡10t,下放至6260.19m放脱后倒划眼，倒划很困难(划眼井段:6260.19-6255.36m)，反复正划眼正常(返出岩屑见丝状铁屑)，循环泥浆起钻，决定下5尾管。二发生经过本井于2003年7月28日17：00钻至井深6276.30m 发现钻井液缓慢上涨0.3方，继续钻进至井深6277.00m钻井液体积上涨1.2方，关井。套压为1兆帕、立压为0兆帕（当时钻井液密度2.05g/cm3、粘度73s

4、）。 在关井过程中，最高立压11.6兆帕、套压11.6兆帕 。三、压井方案的选择 该井如采用常规压井方法进行压井，面临的难点主要有以下两点： 1、迄今为止，该井作业周期已达420多天，钻进过程中5”钻杆明显偏磨，说明9 5/8”套管也存在磨损现象。无论采用工程师法还是司钻法压井，压井施工中当天然气上升至井口时，井口套压将出现较高的峰值，该压力如果将9 5/8”套管蹩破进入13 3/8”套管内，严重时可能蹩爆13 3/8”套管，油气窜至地面，酿成灾难性后果。2井深、套管程序复杂，井筒容积高达190方，常规压井作业时间长，风险大；鉴于上述二点，决定采用反循环法进行压井。压井实施过程简介如下：乌参-

5、1井井口反循环压井管汇示意图（一） 、正确选取较为准确反映溢流层压力的关井立管压力读值尤为重要，也是首要任务。本井是按关井后立压从快速升高（压力曲线图中的直线段部位）到压力平缓段（即压力时间曲线拐点处）的拐点压力Pd=8.5作为关井后的立管压力读值（如附图）：（二） 、压井施工前的相关参数计算：a) 计算压井泥浆比重：mTi=de+m +e=Pd/0.0098H+m +e= 8.5/0.0098H+2.05 +e=2.188+e目前乌参1井储备泥浆比重为2.2，为抓紧时间压井，所以e就取值为2.2-2.188=0.012。b) 压井泥浆需量计算：由入井钻具组合结构算出井深6277m时钻具内容积

6、和井眼环空容积V内=45m3V环=129m3V总=45+129=174m3c) 压井施工时间计算：i. 根据低泵冲试验数据，采用23冲、Qe=0.27899m3/min时其泵压为Pc=7.6Mpa，这组数据较合理，所以压井排量确定为0.27899m3/min。ii. 计算排量溢流时间t 1（即重浆充满钻具的时间） t1=V内/Qc=45/0.27899=161.3（分）=2.7（小时）iii. 重泥浆充满环空的时间：t2= V环/Qc=129/0.27899=462.4（分）=7.7（小时）iv. 压井总时间为（采用一次循环法压井时）： t总=t1+t2=2.7+7.7=10.4（小时）d)

7、压井有关压力计算：此井采用一次循环法（工程师法）压井施工作业。i. 压井初始泵压： PTi=Pa开+Pc+Pe =12+7.6+1 =20.6Mpa （Pa开压井开始时的套压）ii. 溢流全部进入钻具内时的相关计算：A：进入过程时间：t1-i=V溢/Qc=1.2/0.27899=4.3(分)B：此时的泵压应为：PmTi-1=Pc+Pd-V溢/9 5/8”套管与5”钻杆环空间每米容积0.0098 （mTi-m）+Pe =7.6+（8.5-47.060.150.0098）+1 =17.03Mpaiii. 本次压井作业拟以每间隔10分钟改变控制压力一次的方案iv. 压井泥浆充满5”钻杆与9 5/8”

8、套管环空时的相关计算：1. 环空段长L1=H-（L钻铤+L2 3/8”钻杆+L3 1/2”钻杆） =6277-（185.51+589.50+1238.28） =4261.19m2. 该段环空容积；V环1=（5”与9 5/8”环空每米容积）段长(L1)=0.02554261.19=108.7m33. 重泥浆充满该段的时间：T1= V环1/Qc=108.7/0.27899=389.5（分）=6.5（小时）4. 该段压力控制次数：N1=t/10=389.5/10=38.95（次）39次5. 重泥浆（压井泥浆）充满该段环空时液柱压力增值为：P1=0.0098（mTi-m）L1 =0.0098（2.2-

9、2.05）4261.19 =6.26Mpa6. 每10分钟压力递减值为：1P=P/N=6.26/39=0.16MPa同理分别计算8 1/2”钻杆与9 5/8”套管、3 1/2”钻杆与7”套管、2 3/8”钻杆与7”套管、2 3/8”钻杆与5”套管、3 1/2”钻铤与5”套管和3 1/2”钻铤与4 1/8”裸眼之间环空充满压井泥浆的相关计算分别列于后: （5）3 1/2”钻杆与9 5/8”套管:A、L2=175.17mB、V2=5.6m3C、T2=20.1（分）D、N2=2（次）E、P2=0.26MPaF、P2=0.13MPa（6）3 1/2”钻杆与7”套管:A、L3=1062.58mB、V3=

10、12.8m3C、T3=46（分）D、N3=5（次）E、P3=1.56MPaF、P3=0.3MPa（7）2 3/8”钻杆与7”套管:A、L4=150.83mB、V4=2.32m3C、T4=8.32（分）D、N4=1（次）E、P4=0.22MPaF、P4=0.22MPa（8）2 3/8”钻杆与5”套管:A、L5=1087.45mB、V5=6.85m3C、T5=24.6（分）D、N5=2（次）E、P5=1.6MPaF、P5=0.8MPa（9）3 1/2”钻铤与5”套管:A、L6=173mB、V6=0.51m3C、T6=2（分）D、N6=0.2（次）E、P6=0.25MPaF、P6=0.25MPa（1

11、0）3 1/2”钻铤与4 1/8”裸眼:A、L7=12.51mB、V7=0.03m3C、T7=0.1（分）D、N7=0.01（次）E、P7=0.02MPaF、P7=0.02MPa（11）从上部分计算可以看出，由于下部井眼环空容积太小，操作起来很不方便。因此，将2 3/8”钻杆与5”套管、3 1/2”钻铤与5”套管和3 1/2”钻铤与4 1/8”裸眼的三部分环空全部近似按2 3/8”钻杆与5”套管的环空进行计算：A、L5-1=626.7mB、V5-1=3.9m3C、T5-1=13.98（分）D、N5-1=1（次）E、P5-1=0.92MPaF、P5-1=0.92MPa四、压井施工作业程序1、在确

12、认储备的压井泥浆每罐都搅拌均匀、比重均达到2.20g/cm3，且有效容积在190 m3以上后，方可开始压井施工作业；2、开关好井口各相关部位的阀门后，经工程师或值班干部认真检查验收确认后，即可开始正式压井施工作业；3、经反循环管线，缓慢启动泥浆泵，控制泵压为20.6MPa，使排量逐渐达0.27899m3/min，经过4.3min，打入2.2 g/cm3的压井泥浆1.2 m3；4、控制泵压为20.53MPa，打入压井泥浆1.6 m3后，控制泵压为20.4MPa，打入压井泥浆2.8 m3（既10分钟的排量）；5、照此操作程序，以后没隔10分钟后就将泵压减少0.16MPa，共重复39次。6、控制泵压

13、为14.34MPa，打入重泥浆2.8 m3；7、控制泵压为14.08MPa，打入重泥浆2.8 m3；8、控制泵压为13.78MPa，打入重泥浆2.8 m3；9、往后每隔10分钟将泵压减少0.3MPa，共4次后（即打入2.20g/cm3的泥浆2.8C4=11.2 m3）；10、控制泵压为12.58MPa，经8.2分钟打入2.20g/cm3的重泥浆2.3 m3；12、控制泵压为12.36MPa，经14分钟打入重浆3.9 m3后，这时重泥浆已到达钻头；13、控制泵压为循环终了压力9.16MPa（PTf=PcmTi/m），J继续打入压井泥浆45 m3（即2.7小时）后，测量出口泥浆比重，如果有四个测点

14、均为2.20g/cm3时，停泵关井观察；14、经关井观察，立管压力0.3MPa，套压2.53MPa，分析认为有可能是因打入环空中的压井泥浆比重不均匀，部分泥浆比重有可能低于2.20g/cm3，造成了内外压差。另外立压不为零，说明压井泥浆比重还稍偏低，按指示决定再在关井状况下，将入口泥浆比重控制在2.20g/cm3内继续控制套压23MPa，边加重边循环处理一周。15、经循环一周后开井恢复正常，压井施工作业正式结束。 五、几点说明1、 井口反循环压井管汇改造完成后，必须进行密封承压试验，试验压力70MPa，稳压30min不降为合格。2、 井施工作业前，由钻井监督召集在井各施工单位领导和工程技术人员

15、进行压井技术交底和组织协调各参加单位在压井施工过程中的相互协作配合会议是必要的。各参加单位，特别是钻井队、录井浆和泥浆等再分别召集会议进行技术交底，岗位职责分工进一步落实到人头。3、 压井打入压井泥浆45 m3（既经过2.7小时）后，溢流开始排出钻杆，经观察测量排出溢流为低密度混浆（1.191.88），经分离器出口点火可燃焰高0.5m左右，且测得溢流氯根在增加，说明溢流层为含气水层。据此，在以后的压井过程中（重浆到井底前），泵压控制间隔时间从原来的10分钟加大到30分钟（即每打入8.3 m3）调整泵压一次。重浆到达下部1000m井段控压仍然以每10分钟调整泵压一次的工作方式，以保证压井安全。4、 压井溢流开始排出（即打入重浆大于45m3）后，井口控压也可以通过控制套压（即节流管汇处压力表读值）为9.5MPa（Pd+Pe=8.5+1）不变情况下，打入压井泥浆84 m3（129-45）后，再控制泵压为9.16MPa（循环终了压力PTf=PcmTi/m）不变，打入压井泥浆45 m3压井结束。5、 本井钻机为柴油机机械传动钻机，泵排量精确控制相当困难，所以对泵