气侵培训教材

1、气侵培训教材1.1 井侵的方式当钻至油气水层后，如果预防措施不当，便会使井底压力小于地层压力，油、气。水侵入井眼内的钻井液中，即造成井侵。1.1.1 岩屑气侵在钻开油气水层的过程中，随着岩石的破碎，岩石孔隙中的石油天然气、盐水或淡水便会不断地释放由来而侵入井内的钻井液之中。侵入井内钻井液中的油、气、水量与岩石的孔隙度、井径、机械钻速和油、气、水层厚度有关。如果油、气、水层薄，岩石孔隙度小，机械钻速又较慢时，就不会有多少油、气、水侵入钻井液中。少量的天然气以小气泡的形式混在钻井液中，少量的石油、盐水或淡水以小油滴、小水滴的形式混在钻井液中。如果油、气、水层厚，岩石孔隙度大，机械钻速又较快时，就会

2、有较多的油、气、水侵入钻井液中。天然气在钻井液中形成较大的气泡，石油、盐水或淡水在钻井液中形成较大的油滴、水滴。钻进中的油气显示就是指钻头破碎的岩石中的油、气在钻井液中的显示1.1.2 扩散气侵在钻过的气层中的天然气会通过泥饼向井内钻井液中扩散。侵入井内的气体量与钻开气层的表面积、泥饼的致密程度有关，钻开气层较小，泥饼较致密时，只会有一些小气泡侵入井中；当钻开气层较多，泥饼又较疏松时，就会有一些大气泡侵入井中。当泥饼受到破坏气侵量会更加增多。如果起下钻、电测井、检修设备等作业导致井内钻井液停止时间较长，就会有许多气体通过泥饼扩散到井内，在井底积聚成气柱。在钻过的油、水层中，油、水通过泥饼向井内

3、钻井液中扩散程度很小。1.1.3 置换气侵钻遇大裂缝、溶洞时，钻头经过的裂缝、溶洞中的气体侵入井内，另外由于钻井液的密度比气体的密度高，裂缝，溶洞中的气体还会被钻井液从裂缝、溶洞中置换由来，侵入井内。由于上述两种侵入方式比较严重，所以，气体在井底会很快积聚成气柱。钻头经过的裂缝、溶洞中的油、水也会侵入井内，但它们与钻井液的置换程度较小，油、水会在钻井液中形成一缕缕油迹、水迹。以上三种侵入方式，即使在井底压力大于地层压力的情况下，油、气、水也会侵入井内。1.1.4 溢流气侵在钻井过程中，如果突然钻至比预报压力高的地层时，或者钻井液静液柱压力接近地层压力时，在停泵、接单根、起钻上提钻具的过程中，就

4、会造成井底压力低于地层压力的现象，这时，天然气会大量侵入井内，形成气柱，油水也会大量侵入井内与井内上返钻井液不断混合，形成较多的油迹。较多的盐水侵会使钻井液起泡，粘度、切力增加，导致流动困难。1.2 天然气泡侵-0OOO000000400IIQQ口QOO1.1.1 天然气泡侵的特点1.1.2 气泡向上运移。天然气以微小气泡形式侵入井底后，会因其密度小于钻井液密度而与钻井液发生重力置换，而在钻井液中逐渐滑脱上升运移，就象潜水员呼生气泡向上运动一样。1.1.3 气泡向上运移时体积会膨胀。天然气泡在井底时，受到整个井眼的钻井液图31天液柱的压力，气泡的体积是很小的，对钻井然气泡在井液密度的影响也较小

5、。在气泡滑脱上升的过内上升的特程中，气泡上面的钻井液液柱高度越来越小。点这样气泡所受到的钻井液液柱的压力就越来越小，由于天然气泡的体积与其所承受的压力成反比，这样就引起了气泡的体积逐渐膨胀。如图3-1所示。当气泡上升至接近地面时，气泡体积膨胀到最大。1.1.4 天然气泡侵的注意事项(1)天然气以气泡形式侵入钻井液后，环空气侵钻井液的密度随井深自下而上逐渐变小。因此，我们从返至钻井液槽中的钻井液测得的钻井液密度不是整个井眼的钻井液密度，不能用其值计算环空的钻井液液柱压力或井底压力。(2)钻井液气侵后，一般不会使井底压力小于地层压力。但必须及时除气，保证泵入井内的钻井液密度始终为原浆密度。如果不及

6、时除气，气侵钻井液就会被重新泵入井内,使井底压力进一步减小，导致井底压力小于地层压力，使地层中的天然气大量侵入井内，引起井喷。(3)在钻至浅气层时，气侵使井底压力的减小程度比深井大。其原因是井浅时，侵入井内的气体所受到的钻井液液柱压力小。气泡体积大，随着气泡向上运移，气泡会越来越大，这种增大趋势比深井快，这就使浅井气侵后的平均钻井液密度比深井小，因而容易降低井底压力，使井底压力小于地层压力。较快地造成溢流与井涌。因此，在钻开浅气层时，应密切注视钻井液槽面的气泡现象。及时停钻观察溢流情况或关井观察立管压力与套管压力，根据井口压力情况进行压井或除气等工作。1.3天然气柱侵1.3.1 天然气柱侵的特

7、点天然气柱侵与天然气泡侵一样具有向上运移和体积膨胀两个特点。天然气柱上升到井深的一半，气柱所受到的钻井液液柱压力就减小一半，气柱体积就增加一倍，当气柱再向上运移一半，气柱体积又增加一倍。每上升到余下路程的一半，气柱体积就增加一倍，当气柱接近地面时，气柱体积增加到最大。如图32所示。气柱的上升膨胀，会使接近井口处的钻井液排由地面，排生的钻井液体积等于气柱膨胀的体积。气柱在井底时，气柱体积小，被排生的钻井液体积小，可能使人们检测不由来。随着气柱的逐渐上升膨胀，被排生的钻井液体积就越来越多，溢流流速会越来越快，当气柱快到地面时，被排生的钻井液体积会迅速增加，溢流流速会大大增加。1.3.2 天然气柱侵

8、的注意事项(1)气柱在井底或者在井的深部时，对井底压力影响甚微，可以忽略。但是，随着气柱的上升膨胀，井底压力会逐渐减小；当气柱上升到一定局度时，井底压力就会小于地层压力，使井底又发生更大的气侵；当气柱快到井口时，气柱的膨胀力就会大于气柱上面的钻井液液柱压力。这时，膨胀的气柱就会推动其上面的钻井液自动外溢。发生钻井液自动外溢后，气柱上面的钻井液将会很快地全部溢完，造成井喷。225030003mimmmm3m43m83m0mo235.3835.1434.9134.4433.9731.25图32天然气柱侵在井内上升的特点(2)气侵后，如果开泵循环钻井液，气柱上升膨胀得更快，更易造成井喷。下面我们来看

9、一下莫井气柱侵后的溢流情况：奥井井深4000m,气侵量为1吊，循环钻井液时钻井液在环空的上返速度为0.8m/s。当气柱由4000m上升到2000m时，气柱体积由1m3增大为2M，所需的时间为38.2min;当气柱由2000m上升到1000m时，气住体积由2m3增大为4m,所需的时间为20.3min;当气柱由1000m上升到392m时，气柱体积由4m3增加到9.8吊，所需时间只有7.7min这时，气柱的膨胀力就会推动气柱上面的钻井液自动外溢。因此，不到1min就会发生井喷了气柱侵引起的井侵与井喷来势较猛，在钻开气层的过程中，尤其是井下停止循环时间较长，而又开始循环钻井液时更应密切注视气侵，溢流情况，更尽早发现溢流，尽快关井，万万拖延不得。在上述的例子中，如果气柱体积增大为2m3时，能在地面及时发现2m3的溢流量，那么，从发现溢流到井喷还有28min的时间。虽然这28min的时间不太长、但却能保证有足够的关井时间。如果在气柱体积为4吊时才发现地面的4m3的溢流量，这时离井喷只有8min了，而关井也需要8min左右的时间，有时关井时间会更长，这就会使我们感到十分紧张，措手不及，稍慢就会造成严重的井喷。(3)钻至浅气层(10001500m)后的气柱侵会使井涌来势