压井施工设计

1、压井施工设计、根本情况1、井号：培训2井2、 井身结构：244.5mm套管X2000米，215.9mm钻头X3000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：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3MPa，关井套压4.5MPa，钻井液罐增量 3m3。二、有关计算压井思路

2、：采用工程师法进行压井作业，注入压井液用一个循环 周完成排出环空受污染的气侵泥浆和压井作业，重建井内压力平衡。 压井排量控制在10L/S，附加平安压力3MPa。1、钻具内容积：钻杆段 +钻铤段"：22、 3.14"223Vd d1 h1 d2 h20.108622 2825 0.072 170 A26.81m3442、环空容积：裸眼钻铤段 +裸眼钻杆段+套管钻杆段1 r 222222'Vh(D1 -d1 )h1 (D2 -d2 )h2 (D3 -d3 )h3 J4-3.14(0.232 -0.1652) 170 (0.232 -0.1272) 825 (0.2224

3、2 - 0.1272) 2000】43二 79.57m3、井筒容积：(忽略钻头以下5米)V井 二 Vd Vh =26.81 79.57 = 106.38m34、最大允许关井压力：地层破裂压力所限制的关井套压值：2000米处的地层破裂压力-2000 米以上液柱压力，P允二 45-0.009&mh = 45-0.0098 1.20 2000 = 21.48MPa套管最小抗内压强度所限制的关井套压值：套管最小抗内压强度的 80%-地层水压力，P允二 61 0.8 -0.0098：巾=61 0.8-0.0098 1.00 2000 = 29.20MPa井口装置额定工作压力：70MPa取地层破裂

4、压力、井口装置额定工作压力和套管最小抗内压强度的80%三者中所限制的关井套压值的最小值作为最大允许关井套压值，21.48MPa。5、 溢流距离井底高度只计算环空也认为合理，即138.5米高度也正确溢流量- 5米井眼容积钻铤段环空容积系数钻头距离井底的5米1 2 1 2V-二D2 53 -3.14 0.232 5h= 45十 45=138.5 5=143.5: D2 -d23.14(0.232 -0.1652)446、地层压力：地层压力=关井立管压力+泥浆柱静压力Pp =Pd 0.0098-h =3 0.0098 1.20 3000 =38.28MPaPp =p + p7、 压井泥浆密度：压井泥

5、浆密度=地层压力当量密度+附加密度&初始循环立管总压力：压井排量下的循环压力 +关井立压+附加e0.0098H38.280.0098 300030.10 =1.40g/cm压力P总二巳 Pd 卩=4 3 3 = 10MPa9、终了循环压力：P1 40Pcf 二 Pci44.67MPa : 4.7MPa订1.2010、压井液到达钻头时间：钻具内容积除以压井排量匕="Q = 26-81 100010 60 = 45min11、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1 2 2 2 2 D* h：；.心2d? h?t2 - 41 二0.232 -

6、0.165 21 70 0.232 - 0.127 2 8 25 丨 1000=410侦:46 mi n12、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t3VhQ79.57 100010 60= 132.6 : 133min压井作业中立压变化曲线45分178分压井作业单井号：培训 2井日期：2021.12.11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X长度：0127X 2825 m钻铤尺寸x长度：0165 mm X 170 m套管尺寸x钢级：0 244.5 mmX P110X 11.05 mm钻具内容积Vd :

7、 26.81m3环空容积Va ： 79.57 m3井筒容积：106.38m3套管抗内压强度X 80%: 48.8 MPa裸眼薄弱地层破裂压力：45MPa2000m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：138.5m或143.5m钻井液密度p m ：1.20g/cm3地层压力：38.28 MPa压井数据附加当量钻井液密度p e : 0.1 g/cm33压井液密度：1.40 g/cm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

8、 MPa压井中井底附加平安压力 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分三、组织分工职责1、指挥组 负责制定施工技术方案和平安措施。 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平安工作。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、液气别离器 的情况，保证正常工

9、作。 负责液气别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

10、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、突击组平安警戒组 负责在压井施工时作业区域的平安警戒工作。 设置平安警戒线，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、施工准备及施工步聚一准备：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、施工考前须知、人员分工、

11、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。液气别离器出口、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、液气别离器及其管线，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别离器，并在出口点火；2、注入密度1.40g/cm3 X26.8m3 ,排量10L/S ,控制立压从104.7MPa。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

12、调节节流阀使套压等于7.5MPa，逐渐将流量提高至10L/S ,调节节流阀的开度使立管压力等于初始循环立管总压力10MPa;泵入压井液26.8m3，压井液由地面到达钻头的这段时间内，通过调节节流 阀控制立管压力，使其按照“立管压力控制表变化，即由初始循环 立管总压力 10MPa 降到终了循环立管总压力 4.7MPa。3、继续注入密度1.40g/cm3 X79.6m3，排量10L/s，控制立压4.7MPa,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。4、翻开节流阀及其前平板阀，观察出口无外溢，压井成功。5、解除手

13、动锁紧和死卡，开井，活动钻具。五、平安考前须知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， 保持液面的根本稳定。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， 排除液气别离器内余留液体。8、可能出现的问题和对策：压井中如果发现明显井漏， 那么可降低套压 1

14、1.5 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。 如果液气别离器出现故障，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，开泵和翻开节流阀应协调，节流 阀开得太大，井底压

15、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，从而到达控制井底 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

16、环排除油气侵泥浆直至结束。工程师法压井考试题成都1井用215.9mm钻头钻进，排量 20L/S，泵压16MPa，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3MPa，关井套压4.5MPa，钻井液罐增量 3m3。1、本井244.5mm套管下深2000米钢级P110，壁厚11.05mm， 套管抗内压强度 61MPa，在2000米处，套管管鞋处为砂岩，其地层 破裂压力为 45MPa。2、 钻具结构：215.9mm钻头+回压凡尔+165mm钻铤X18根X170m +127mnK 18斜坡钻杆井内钻杆外径 127mm，壁厚9.19mm，钻杆内 容积9.26L/m ;钻铤外径165mm，水眼直径70mm，钻铤内容积3.85L/m ; 钻头和回压阀长度忽略不计 。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