井下作业井控基本知识和案例

井下作业井控技术第一部分井控技术概述

随着油田不断开发，井下作业的工作量不断加大（包括试油、大修、小修、侧钻），在井下作业过程中，由于井下的情况非常复杂，不确定因素很多，在维修油气井过程中，不管油井还是水井无论压力高低都有发生井喷的可能性。井喷是井下作业（钻进）施工过程中的一种工程事故，只要预防准备工作充分，措施得当，及时组织抢险加以控制，是可以避免的。所以学习掌握好井控技术是预防井喷的关键。井控的基本知识一.井控及其相关的概念

1.井控的概念：井控—即井涌控制，就是要采取一定的方法控制住地层孔隙压力，基本上保持井内压力平衡，保证施工顺利进行。井控的基本知识

人们根据井涌的规模和采取的控制方法之不同，把井控作业分为三级，即初级井控、二级井控和三级井控。井控初级井控

二级井控

三级井控

井控的基本知识初级井控(一级井控)：是依靠适当的钻井液密度来控制住地层孔隙压力使得没有地层流体侵入井内，井涌量为零，自然也无溢流产生。P井底=p地层井控的基本知识二级井控：是指依靠内正在使用中的压井液密度不能控制住地层孔隙压力，因此井内压力失衡，地层流体侵入井内，出现井涌，地面出现溢流，这时要依靠地面设备和适当的井控技术排除气侵压井液，处理掉井涌，恢复井内压力平衡，使之重新达到初级井控状态。井控的基本知识三级井控：是指二级井控失败，井涌量加大，终于失去控制，发生了井喷(地面或地下)，这时使用适当的技术与设备重新恢复对井的控制，达到初级井控状态。这是平常说的井喷抢险，可能需要灭火、打救援井等各种具体技术措施。P井底＜p地层井控的基本知识2、与井控有关的概念

1)井侵：当地层孔隙压力大于井底压力时，地层孔隙中的流体(油、气、水)将侵入井内，通常称之为井侵。井控的基本知识2)溢流：当井侵发生后，井口返出的钻井液的量比泵入的钻井液的量多，停泵后井口钻井液自动外溢，这种现象称之为溢流。如不及时控制将导致井涌发生，发现控制溢流是关键井控的基本知识

3)井涌：溢流进一步发展，压井液涌出井口的现象称之为井涌。如不及时控制将导致井喷事故发生井控的基本知识

4)井喷：地层流体(油、气、水)无控制地涌入井筒，喷出地面的现象称为井喷。

井喷流体自地层经井筒喷出地面叫地上井喷，从井喷地层流入其它低压层叫地下井喷。井控的基本知识

5)井喷失控：井喷发生后，无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象称为井喷失控。井控的基本知识

总之，井侵、溢流、井涌、井喷、井喷失控反映了地层压力与井底压力失去平衡以后井下和井口所出现的各种现象及事故发展变化的不同严重程度。井控的基本知识

6）一级风险井：在发生过井喷区块、环境敏感区块、含超标有毒有害气体区块施工的井；水平井、大位移井；气井、超深井、探井；气油比高的井、具有自喷能力的井；老井新层补射孔作业的井；高压井或气井酸化压裂后起下管柱作业的井；井内套管腐蚀严重的井、地层压力系数大于1.0的井等。井控的基本知识7）二级风险井：发生过溢流井涌区块的井；含不超标硫化氢等有毒有害气体区块的油水井；气油比较低的油井；地层压力系数在0.8－1.0区间的井。8）三级风险井：未发生过溢流区块的生产井；不含硫化氢或其他有毒有害气体区块的低压低产油水井；地层压力系数在

0.8以下且单井单层的井；枯竭井。井控的基本知识9）“三高”油气井定义：

①高压油气井是指以地质设计提供的地层压力为依据，当地层流体充满井筒时，预测井口关井压力可能达到或超过35MPa的井。②

高含硫油气井是指地层天然气中硫化氢含量高于150mg/m3(100ppm)的井。

井控的基本知识

③高危地区油气井是指在井口周围500m范围内有村庄、学校、医院、工厂、集市等人员集聚场所，油库、炸药库等易燃易爆物品存放点，地面水资源及工业、农业、国防设施（包括开采地下资源的作业坑道），或位于江河、湖泊、滩海和海上的含有硫化氢（地层天然气中硫化氢含量高于15mg/m3(10ppm）一氧化碳等有毒有害气体的井。井控的基本知识

10）一级井喷事故(Ⅰ级)：海上油(气)井发生井喷失控；陆上油(气)

井发生井喷失控，造成超标有毒有害气体逸散，或窜入地下矿产采掘坑道；发生井喷并伴有油气爆炸、着火，严重危及现场作业人员和作业现场周边居民的生命财产安全。

11）二级井喷事故(Ⅱ级)：海上油(气)井发生井喷；陆上油(气)井发生井喷失控；陆上含超标有毒有害气体的油

(气)井发生井喷；井内大量喷出流体造成对江河、湖泊、海洋和环境造成灾难性污染。井控的基本知识12）三级井喷事故(Ⅲ级):

陆上油气井发生井喷，经过积极采取压井措施，在24小时内仍未建立井筒压力平衡，集团公司直属企业难以短时间内完成事故处理的井喷事故。13)四级井喷事故(Ⅳ级):

发生一般性井喷，集团公司直属企业能在24

小时内建立井筒压力平衡的井喷事故。第二部分井喷失控的危害及原因

一.近年来井喷案例：

1.2003年12月23日，川东钻探公司12队,罗家16H井井喷失控，导致硫化氢大量外泄，造成243人死亡，4000多人受伤，六万多人转移，直接经济损失60000多万。井喷失控的危害及原因

2.2003年2月18日，大港油田滩海工程公司承钻的中4－72井在起钻过程中发生井喷失控，40分钟后井架朝大门方向倒塌。井架、绞车及大量钻具工具报废。酿成火灾井喷失控的危害及原因

3.2001年4月，塔里木迪那2井井喷失控事故，

在钻进过程中发生溢流，压井处理过程中，手动节流阀一侧爆裂起火，火势最后漫延至钻台，绞车钢丝绳烧断，大钩游车砸断压井管线，天然气从钻具内直喷着火。4∶00井架从半腰中烧倒。井喷失控的危害及原因

4.

2000年12月19日，玉门窿5井，在测井过程中发生井喷着火事故，井场设备全部烧毁。造成轻重伤员17人，其中1人抢救无效死亡，1人失踪（灭火清理井场时在泥浆加重台处发现已死亡）。井喷失控的危害及原因

5.2005年12月30日20:30

左右，冀东油田某大修队在M101－P10井进行封层补孔下防落物管柱作业过程中，由于处置措施不当，造成该井井内油管上窜致使该井发生井喷事故。油管顶起、弯头油壬刺坏井喷失控的危害及原因

6.2006年2月4日3时05

分，辽河油田某队在黄26-34井调层作业施工时，在电缆输送射孔中发生一起井喷着火事故，造成设备烧毁.设备烧毁井喷失控的危害及原因

7.塔里木油田：塔中

823井在2005年12

月24日卸下采油树，换成防喷器组,过程中发生井喷失控事故。井喷失控的危害及原因

8.吉林红G+4－52井2007年6月5日,在钻进过程中发生井漏,在处理过程中发生井喷失控,后来井眼喷塌，井喷停止。但随后从距事故井5m远的红G4-052井（直井）的简易套管头处喷出气、水、砂混合物。事故井周围约100m范围内陆续发现三处地表（水源井）冒出水、气。井喷失控的危害及原因9.2007年9月9日13时30

分左右，大港油田集团有限责任公司第二钻井工程公司20508队承钻的大港油田公司西60－8井在起钻过程中发生井喷失控着火事故，造成1人死亡，钻机及井场主要设备、设施烧毁。造成巨大经济损失井喷失控的危害及原因二.井喷失控的危害:

大量的实例告诉我们，井喷失控是钻井工程和井下作业过程中性质严重、损失巨大的灾难性事故，其危害可概括为以下6个方面：

1.打乱全面的正常工作秩序，影响全局生产；

2.使钻井事故复杂化；

3.井喷失控极易引起火灾和地层塌陷，影响周围千家万户的生命安全，造成环境污，影响农田水利、渔场、牧场、林场建设。

4.伤害油气层、破坏地下油气资源。

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，在国际、国内造成不良的社会影响。井喷失控的危害及原因

三.井喷失控事故的主要原因

①.工程方面人为因素:

井控意识淡薄，有关井控的管理规定或实施细则没有落实或落实不到位。具体表现如下：未按要求安装井控设备，或井控装备的安装和试压不符合相应的行业标准。现场操作中，没有严格执行井控技术要求。比如在起管柱中没有及时灌满井筒导致井底压力降低或因抽吸压力过大造成诱喷；作业过程中没有严格座岗监测溢流或发现溢流后的处理措施不当。井喷失控的危害及原因②.设备方面人为因素:

井口不安装防喷器或封井器井口防喷设备试压不合格③.地质或其它方面因素地质或其它方面因素、对浅气层缺乏认识、地层压力掌握不准、相临注水井不停注或未减压，由于老油田的开发，尤其是开发井、调整井压力系数难以掌握，采油与井下作业的矛盾日益突出，注水井网的影响越来越大，尤其是对低渗低压地层，人们抱有太大的侥幸心理。井喷失控的危害及原因

四.如何做好井控工作:

井控工作包括井控设计、井控装置、打开油气层前的准备工作、防火、防爆、防硫化氢等安全措施、井喷失控的处理、井控技术培训和井控管理等八个方面。做好井控工作，要注意以下几个问题：

1.正确认识井控工作：

要充分认识井喷失控性质严重，损失巨大的灾难性事故，在施工中应积极做好预防措施，搞好一级井控，防止井喷和井喷失控的发生，因此各级领导必须在思想上统一认识，高度重视井控工作。

井喷失控的危害及原因

2.做好井控工作的原则

各油气田要结合本地区的特点，按照《石油与天然气井下作业井控技术规定》有关要求，制定符合本油田特点的井控细则和各项行之有效的制度，一丝不苟贯彻执行，必须思想重视、措施正确、严格管理。

3.严格履行职责和义务

必须认识到井控工作是多方面组成的系统工程，需要各部门通力合作，密切配合，相互协调，才能发挥整体作用。同时井控工作是一项十分细致的工作，需要坚持不懈，毫不放松的严格管理来保证。井喷失控的危害及原因

4.加强井控培训工作施工人员要按时参加井控培训，作用队伍的素质达到标准。从事井下作业施工人员及相关的辅助人员，应按照中国石油天然气集团公司与石油与天然气井下作业井控规定及井控培训管理办法要求，参加井控培训，领导、技术人员无证无权指挥生产，工人无证不得上岗操作。井喷失控的危害及原因

5.现场工作井控工作中“三早”的内容：

早发现、早关井和早处理。（1）早发现：溢流被发现得越早越便于关井控制，越安全。国内现场一般将溢流量控制在1～2m3之前发现。这是安全、顺利关井的前提。

（2）早关并：在发现溢流或预兆不明显、怀疑有溢流时，应停止一切其它作业，立即按关井程序关井。（3）早处理：在准确录取溢流数据和填写压井施工单后，就应节流循环排出溢流和进行压井作业。第三部分压力一.井下各种压力的概念及其相互关系

压力是井控工作中最要的概念之一。正确理解井下各种压力的概念及其相互关系是正确掌握和灵活运用井控技术、防止井喷的重要基础。

在物理学上，把垂直作用在物体表面上的力称为压力。压力大小用单位牛顿表示，方向总是与物体的接触面垂直，且指向被作用的物体，压力的作用点在接触面上。

压强是指物体单位面积上所受的压力。压强是用来衡量压力作用效果的物理量，其大小不仅与压力的大小有关，还与受力面积有关。井下各种压力的概念及其相互关系在作业现场，习惯把压强称为压力。1、压力的定义：压力也称压强，是指物体单位面积上所受的垂直力。2、压力的数学表达式：

F（Ｎ）

P=————Ｎ／Ｍ²（１牛顿）=1帕

S（Ｍ²）式中：P—压力，N/m2F—作用于面积S上的垂直力，NS—面积，m2井下各种压力的概念及其相互关系3、压力的单位：压力的国际标准制单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa。1帕就是1m2

面积上受到1N的垂直力时形成的压力，即1Pa=1N/m24、单位换算：1N的力在数值上等于质量是102克的物体的重力，即一个质量是102克物体垂直放置在一个面积是1m2的平面上，该平面所受到的压力即为1Pa。由此可见，压力的单位帕是一个相对较小的单位。井下各种压力的概念及其相互关系

为了现场应用的方便，常使用千帕(KPa)和兆帕(MPa)两个单位，即1MPa=1000KPa=106Pa与常用的工程大气压(kgf/cm2)的换算关系是:

1MPa=10.194kgf/cm2

1kgf/cm2=98.067KPa粗略计算时，可认为1kgf/cm2=100KPa=0.1MPa另外，压力的国际工程单位是巴(bar)，可近似认为1bar=1kgf/cm2

英制中，压力的单位是psi,1psi即1平方英寸面积上受到1磅的垂直力，与兆帕的换算关系是1000psi=6.895MPa井下各种压力的概念及其相互关系

例1.某人体重60Kg，站在边长为600×600mm的磁砖上，求磁砖所受的压力?

解：P=mg/f=60×9.8/0.6×0.6=1633.3Pa换算成英制：P=1633.3÷6.896=241.7psi即：106帕=1兆帕或1MPa=106Pa井下各种压力的概念及其相互关系

二.静液压力

1、静液压力的定义：静液压力是由静止液体的重力产生的压力。其大小取决于液体的密度和液体的垂直高度，与液体的断面形状无关。

2、静液压力的计算:

P=ρgH

式中：P--静液压力，MPaρ--液体密度，g/cm3g--重力加速度，0.00981H--液柱的垂直高度，m井下各种压力的概念及其相互关系

注：在陆上钻井作业中，H为井眼的垂直深度，起始点自转盘平面算起，液体的密度为井内流体的密度。

例2：某井钻至井深2000米处，所用钻井液密度为1.2g/cm3,求井底处的静液压力。解：P=ρgH=1.2×0.00981×2000=23.5MPa

现场常用：修井液静液柱压力：是井内修井液液柱重量所产生的压力。静水柱压力：指油气层中地层水液柱重量所产生的压力。井下各种压力的概念及其相互关系三.地层压力：

1.地层压力的定义：地层压力是指地下岩石孔隙内流体的压力，也称孔隙压力。

2.地层压力的分类：

1）正常地层压力：正常情况下，地下某一深度的地层压力等于地层流体作用于该处的静液压力，这个压力就是由该深度以上地层流体的静液压力所形成的。清水和盐水是两种常见的地层流体，水的密度是1g/cm3，形成的压力梯为9.8KPa/m，地层盐水的密度大约为1.07g/cm3，形成的压力梯度为10.5KPa/m。按习惯，压力梯度在9.8KPa/m～

10.5KPa/m为正常地层压力。井下各种压力的概念及其相互关系2）异常高压：地层压力梯度大于正常压力梯度时，称为异常高压。地层压力正常或者接近正常静液柱压力，则地层流体必须一直与地面连通。这种通道常常被封闭层或隔层截断。在这种情况下，隔层下部的地层流体必须支撑上部岩层。岩石重于地层流体，所以地层压力可能超过静液压力，形成异常高压地层。（压力梯度大于9.8KPa/m～10.5KPa/m）井下各种压力的概念及其相互关系3）异常低压：地层压力梯度小于正常压力梯度时称为异常低压。这种情况多发生于衰竭产层和大孔隙的老地层。（压力梯度小于9.8KPa/m～10.5KPa/m）

4）上覆岩层压力：上覆岩层压力是指某深度以上的岩石和其中的流体的总重量对该深度所形成的压力。地下岩石平均密度大约为2.16～

2.64g/cm3,于是平均上覆岩层压力梯度大约为22.62KPa/m。井下各种压力的概念及其相互关系

5）地层破裂压力：地层破裂压力是指某一深度的地层发生破碎或裂缝时所能承受的压力。当地面液体泵入井内压力过大时会使地层破碎生成裂缝造成大量压井液或钻井液漏入地层。破裂梯度一般随井深增大而增大。较深处的地层因地层受高压及高温作用，成岩的岩层致密坚硬，同样岩性下不易破碎。注意：在作业时，井内流体形成的液柱压力的下限，要保持与地层压力相平衡，既不污染油气层，又能实现压力控制，而其上限则不能超过地层的破裂压力，以避免压裂地层造成井压漏。井下各种压力的概念及其相互关系

6）泵压、液压、油压、套压：

泵压：泵压为克服井内循环系统中的磨擦损失的需要的压力。洗压井时在地面进口处可形成数十兆帕的压力，（就是泵压）才能循环通。这时的泵压为克服油管内外流动阻力的消耗，它是维护流体循环需要的压力，出口压力通常为零。这种磨擦损失发生与地面管汇，单流阀，管壁，井下工具、水眼、环空及地面针形筏等处。井下各种压力的概念及其相互关系油压（油管压力）：井底压力超过油管内液柱压力后在井口的剩余压力简称油压。油管压力=井底压力—油管内液柱压力套压（套管压力）：井底压力超过套管内液柱压力（包括气柱压力）后在套管处的剩余压力，简称套压。

套管压力=井底压力—油套环空内（液柱压力

+气柱压力）井下各种压力的概念及其相互关系

由上可知：

井底压力=油管压力+油管内液柱压力

=套管压力+环空内（液柱压力+气柱压力）油管液柱压力与油套环空内（液柱压力+气柱压力）不同，所以平时生产或关井的都有：油管压力≠套管压力油套压不同反映油管内外流体性质不同。井下各种压力的概念及其相互关系7）井底压差：是井底压力和地层压力之间的差值。压差(ΔP)=井底压力—地层压力当:1.井底压力=地层压力ΔP=0平衡

2.井底压力＞地层压力ΔP＞0称为正压差超平衡

3.井底压力＜地层压力ΔP＜0称为负压差欠平衡

4.井底压力稍大于地层压力近平衡井下各种压力的概念及其相互关系

压差及在作业中的应用：压差是指井底压力与地层压力之差。这个差值为正时，井底压力大于地层压力为超平衡，差值为负时地层压力大于井底压力称为欠平衡。井下作业就需平进平衡或超平衡，油田生产时欠平衡。为了及时发现油气藏或减少钻井液或修井液对地层的污染，许多情况下都采用欠平衡法。在试油过程中，必须在欠平衡状态时地层才能有流体流出，才能搞清地层的液性及产能。在酸化或压裂后也只有让地层处于欠平衡状态，才能将酸液及压裂液排出地面，才能知道措施效果如何。井下各种压力的概念及其相互关系8）井底压力：地面和井内各种压力作用在井底的总压力。井底压力大部分来自井筒液柱静液压力且随作业不同而变化。（正常生产需要负压差，钻进、修井作业需要近平衡或平衡。）

各种工况下的井底压力：①空井时：井底压力=环形空间静液压力；②循环时：井底压力=环形空间静液压力+环形空间压力损失井下各种压力的概念及其相互关系③起管柱时：井底压力=环空静液压力－抽吸压力；④下管柱时：井底压力=环空静液压力+激动压力；⑤溢流关井时：井底压力=环空静液压力+井口回压+

气侵附加压力；⑥节流循环时：井底压力=环形空间静液压力+环形空间阻力+节流套压；

所以通过以上几种情况总结，起管作业井底压力最小，发生井喷的可能性最大；尤其是起管柱不及时向井内灌压井液的情况最危险。井下各种压力的概念及其相互关系9）地层漏失压力：是指某一深度的地层产生漏失压井液时的压力。

P液柱＞P地层（漏失压井液)10）激动压力和抽吸压力：激动压力和抽吸压力是两个类似的概念，一般情况下我们认为激动压力是正值，抽吸压力是负值。井下各种压力的概念及其相互关系

①抽吸压力：抽吸压力发生在井内上提管柱时，管柱下端因上升而空出来的井眼空间，以及井内流体因粘滞性附于管柱上，随管柱上行而空出来的空间将由其上面的流体填充，引起井内流体向下流动，由于流动阻力的影响，其流动总是滞后于管柱的上提，这样实际上在管柱下方造成一个抽吸空间，其结果是降低了有效的井底压力。井下各种压力的概念及其相互关系②激动压力：激动压力产生于下管柱时，因为管柱下行挤压其下方的井内流体，使其产生向上的流动，流动时受到的阻力便是激动压力，其结果是增大有效井底压力。③影响因素：激动压力和抽吸压力主要受以下因素影响：起下管柱的速度、井内流体的粘度、静切力、环行空间的大小管柱长度，大直径井下工具。

＊因此，在起下管柱时，要控制起下速度，不要过快，在打开高压油气层和井内流体性能不好时，更应注意。井下各种压力的概念及其相互关系

四.地层压力的表示方法：

⑴.用压力单位表示。这是一种直接表示法。

⑵.用压力梯度：压力梯度指的是每增加单位垂直深度压力的变化量，即每米垂直井深压力的变化值，或每

10米、100米垂直井深压力的变化值。矿场上压力梯度的概念为深度变化1米时，其流体液柱内压力的变化量，如密度为γ的压力梯度位为：△P=P（h+1）-Ph井下各种压力的概念及其相互关系

压力梯度的计算：根据压力梯度的定义，可知其计算公式为：G=P/H=ρg式中：G—压力梯度，KPa/m(MPa/m)P--静液压力，KPa(MPa)H--液柱的垂直高度，mρ--液体密度，g/cm3g--重力加速度，9.81(0.00981)根据用压力梯度的定义，静液柱压力的公式也可以写成：静液压力=压力梯度×垂深

P=G×H井下各种压力的概念及其相互关系例3：已知钻井液密度1.24g/cm3，井深3353米，求压力梯度和井底静液压力？解：G=ρg=9.81×1.24=12.164KPa/mP=G×H=12.164×3353=40787KPa=40.8MPa井下各种压力的概念及其相互关系

⑶.用当量压井液密度表示。当量压井液密的定义：工程上为了方便起见，常使用当量流体密度这一概念。地层某一位置的当量流体密度是这一点以上各种压力之和（静液压力、回压、环空压力损失等）折算成流体密度，称为这一点的当量流体密度。

井下各种压力的概念及其相互关系

地层压力当量压井液密度计算：

当量密度的计算公式：

ρe=

式中：P—作用于该点的总压力，MPa用当量流体密度表示：这个压力表示方法，与压力梯度类似，也可以在对比不同深度压力时消除深度带来的不方便。修井时可以用修井液密度的对比表示压力的对比，非常直观方便。井下各种压力的概念及其相互关系

例4.某井油层中部深2000米，压力为24MPa，求地层压力当量密度是多少？解：ρe==24÷0.0098×2000=1.22g/cm34）用压力系数表示：压力系数是某点压力与该点水柱压力之比，其数值等于该点的当量钻井液密度。

第四部分溢流的主要原因及预防

作业施工中及时发现溢流或者疑似溢流是井控技术的关键，井喷事故通常很少突然发生，大多数井在井喷前都有一些先兆，只要细心观察准备充分，采取有效措施绝大数井喷式可以避免的。

造成溢流的主要原因有以下这几方面：

（1）起管柱时未灌或未灌满压井液；

原因：起管柱时井筒内会减少所起管柱体积的压井液，引起井筒内液面下降，静液柱压力降低，地层压力超过静液柱压力时，地层中流体就可能大量地涌入井筒，即形成井涌。溢流的主要原因及预防

预防：如果在起管柱时向井内随时灌入同样性能的压井液，井底压力会与地层压力保持相对平衡或近平衡，地层流体会不或很少流入井筒，这样也就预防了井涌。做好这项工作的关键是准确地计算起出管柱体积并准确地计量需向井内所灌泥浆的数量，遇到二者有矛盾或矛盾较大时立即分析原因采取措施。溢流的主要原因及预防

管柱体积的计算公式为（需灌入量不含管柱接头）：

V=3.14(D2-d2)h/4

V:管柱体积，单位：方m3D：管柱外径，单位：米，md:管柱内径，单位：米，mH:管柱长度，单位：米，m注意：以上计算要考虑管柱接头的影响，所以现场将常用的管柱体积以表的形式列出，同时消除管柱接箍的影响，以方便查用。查表时要注意到管柱的规格会有变化，如：油管有直径73毫米和89毫米,内径也有较大变化如:同是外径73毫米,钻杆与平式油管壁厚分别为9毫米和5.5毫米,其计算结果相差很大.溢流的主要原因及预防操作：灌入压井液的计量也很重要,要做到准确计量注意以下几点:

（1）选好基准点：距罐出口较远、容易站立、有特征、操作方便之处为基准点，每次测量都要在该处。（2）罐口处基准点要做出标志，测量时尺子要垂直。（3）注意测量用尺子的零点及起始点字迹要清楚，直尺本身不变形不弯曲。（4）读数时要在尺子上做记号，尺子刻度与眼睛在同一水平面内。（5）注意罐内液体可能是动荡的，要多测几个点，取平均数。（6）注意循还洗井时，气体可能已经侵入到了泥浆或修井液中，要排除气侵的影响，如充分搅拌或加入消泡挤。（7）有专人用专门设备来计量压井液的灌入情况。溢流的主要原因及预防

（2）起管柱时所产生的过大的抽吸压力原因：起管柱时，尤其是管柱底部装有泵、封隔器、磨鞋、套洗筒、铅膜、通井规等大直径井下工具时，管柱上提就意味着管柱底部装了一个活塞，该活塞上提时在管柱底部形成真空，致使地层流体吸入或涌入井筒，这样就很容易发生井涌。显然上提管柱快乃造成抽吸压力的最主要原因。其它还有：泥浆或修井液粘度、静切力大、侧钻时钻头泥包、管柱或井下工具与井筒内径间隙过小、地层压力高，渗透性好。溢流的主要原因及预防

预防或减小抽吸作用造成井涌的原则是：

①.起管柱时上提速度按标准执行，不能只抓进度。②.起管柱前保证井筒内静液柱压力高于地层压力。③.严格做到“边起边灌”，随时发现有地层流体产出或流入井内，必要时可向井内正注压井液以维持井内压井液数量或将部分已进入井内的流体挤回地层。

④.向井内灌入压井液数量计量要准确。

⑤.起管柱前要适当降低尤其是泥浆的粘度及静切力。溢流的主要原因及预防（3）压井液性能不当：压井液性能尤其是密度，选择不当会发生井漏或井涌。

其原因主要有以下几方面原因：

①.侧钻时为了提高钻速使用最低密度的钻井液。②.试油时对高压油气层重视不够。发生了井涌后管柱还未下到设计深度，而设计压井液密度时是按油层中部深度与压力计算的，其结果是压井液密度不够。③.修井液气侵未及时发现，又按未气侵修井液替入井内。④.设计修井液密度时使用的折算压力与实际压力相比较误差较大。溢流的主要原因及预防

⑤.使用了过时的压力资料来设计压井液密度：开发或投入开发相当长的时间后有些地层已亏空；另外一些地层会因注水使当前地层压力比原始地层压力高很多。以后的修井作业中再按此资料设计修井液密度显然会有偏差，偏差较大则发生井漏或井涌。

⑥.侧钻或裸眼井取换套作业：因为是在老油田内进行的作业，压力与液性资料比较了解有把握，但这些井欠缺目前开发层以外的资料，此时参考当年的钻井资料显然太老了，因为其它井的注水可能已经对该井的一些层位的压力有了影响，遇到其它意想不到的高压油水层就可能发生井涌。溢流的主要原因及预防

⑦.现场压井液调配时（尤其是需加重泥浆密度时）往往未按设计完成。

预防：1.写施工设计前要搜集到最可靠的压力资料。包括最新的压力资料、液性资料、临近井生产及注水资料、地层连通情况等。

2.细心研究审核资料的可信度及精确度。

3.设计压井液密度时计算准确要配制的压井液密度，加完设计的加重剂并充分循环搅拌。溢流的主要原因及预防4.使用前要测量加重剂的真实密度，不同厂家的添加挤产品其密度可能不一样。

5.现场备有充足的修井液及各种添加剂以便应付现场随时都可能出现的井涌或井漏。

6.不要将气侵后的泥浆再打入井内，应将气侵的泥浆搅拌或加入一定量的消泡剂消泡后再用。

7.作业时加密修井液测量次数，及时发现修井液是否以气侵或有其他变化及早采取果断措施。溢流的主要原因及预防

（4）循环时压井液漏失：循环洗井时有漏失现象会造成井底压力降低，降到一定程度地层流体会流入井内，又因多数渗透性好、产量高，一旦地层流体进入井内就会发生严重井涌造成恶性井喷。类似的经验教训在井下作业中以有多次，而低压井也能有井喷现象，这种情况为给以足够重视。

循环漏失的主要原因有：

①当静液压力超过地层压力或地层裂缝压力时作业井会严重漏失。

溢流的主要原因及预防

②.同一层内可能存在“边漏边吐”现象，所以就是用很重的泥浆也很难把井压住。井可能存在两个以上的压力系统，此时可能有井下吞吐现象。高压层油气流进入井筒其中一部分加入到循环的压井液中去，另一部分随一定比例的压井液进入低压层。其结果是漏失了一部分压井液，同时循环系统中的修井液亦被气侵，进一步发展就是井涌或井喷。溢流的主要原因及预防

③.由于油田开采与注水的进行，按原来的旧压力资料设计的修井液同样会造成井漏这，进一步发展就是井涌或井喷（在裸眼井取换套或侧钻作业施工中常见）。

④.下部有裸眼或射孔井段、管柱下部带有大直径工具时，在下放管柱过程中会造成井的激动使井底压力过高将压井液挤回地层严重时地层被挤破造成更为严重的漏失。同时可能激活高压地层造成井涌。溢流的主要原因及预防

预防：（1）合理地选择压井液密度,必须使用精确的压力资料。（2）洗压井或循环洗井时严格监视压井液数量及性能变化，随时掌握地层是产出流体还是有漏失及时发现问题。（3）现场备好充足的压井液调剂节，如：加重剂和堵漏剂。（4）在下管柱尤其是井下有大直径工具时要限制起下速度。（5）井下工具与井眼间留有6毫米以上的间隙。溢流的主要原因及预防（5）地层异常压力：原因：新探区可能遇到压力异常高情况，尤其是钻浅井、侧钻或裸眼井取换套作业。

尤其是在老开发区取换套或侧钻作业中还要注意高压水层，层间串通等可能造成高压异常的意外因素，注水见效应全面考虑影响压井液密度的各种因素。预防：施工前充分了解该井周边地区生产动态，注水情况、地下连同情况等，制定详细的地质、工艺、施工设计，确保施工安全。第五部分井下作业施工中的井涌检测

井涌检测应贯穿于从接到井号到施工结束的整个过程中。施工前施工设计人员就应该着手收集作业井的压力资料、地层液性资料、地层孔隙及渗透性资料、岩性资料，把井控，预防，检测及应付手段考虑周全。设计中应包括可能发生井涌的具体井段、如果有井喷历史要注明情况，以便在施工中作好井涌的检测及井喷的预防工作。作为现场工作人员要知道:

发生溢流的原因是地层压力高于井内液柱压力。井下作业施工中的井涌检测

如何判断可能发生了溢流或已经发生了溢流；发生溢流时应如何应付处理，也是井控技术的关键下面就井下作业中的射孔、起下管柱、井筒解压及侧钻对可能发生了溢流及已经发生了溢流作一些讨论：

1.射孔时的井涌检测：

普通射孔时井涌发生的迹象：点火后井口有泥浆外溢且有气泡；上提枪身时外溢液带油花；射孔后溢流量虽然不大，但无停溢现象；射孔后溢流逐渐加大表示井下一定发生了井涌。井下作业施工中的井涌检测油管输送负压射孔时井涌发生的迹象：点火后套管压力有上升迹象。

2.下管柱时的井涌检测：发生下列迹象时说明已发生井涌：外溢修井液量大于所下管柱体体积数值；外溢修井液中有气泡或气味；外溢修井液带油花；指重计数值显示低于井中管柱重力。停止起下时，井口外溢修井液。井下作业施工中的井涌检测

3．起管柱时的井涌检测：发生下列迹象时说明已发生井涌：灌入修井液量小于起出管柱体积数值；井口有天然气味儿或味儿变浓；井口有外溢现象；起初的管柱壁上带油花或原油；指重计数值显示低于井中管柱重力。

4.空井时的井涌检测：发生下列迹象时说明已发生井涌：关井时井口压力有上升情况；开井或井口敞开时有溢流、气味儿或溢流带油花。井下作业施工中的井涌检测

5.循环洗井（包括冲砂）时的井涌检测：发生下列迹象时说明已发生井涌：出口液量大于进口液量；出口液中有油花火、气味儿；进口泵压或出口压力升高；出口液密度降低；进出口液性不一致；停泵后出口仍有溢流。

6.施工井解封时的井涌检测：封隔器解封后发生下列迹象时说明已发生井涌：套管压力上升；开井后套管有溢流或气味。井下作业施工中的井涌检测7.钻水泥塞井筒解压过程中可能发生的井涌检测：

水泥塞如果封堵得是高压层，则发生下列迹象时说明已发生井涌：

①循环进出口的流体物理性质有变化，如粘度降低，密度下降等。

②机械钻速变大时，可能是高压流体层已解封。

③负荷变小，说明井底压力增大，高压流体层已解封。

④循环出口氯根变化大，说明高压水层已打开，地层水已涌如井筒。井下作业施工中的井涌检测

⑤循环修井液出口反出量明显大于进口顶入量。

⑥停止循环后，出口仍有溢流。

8.侧钻时可能已发生井涌的情况：侧钻施工时，发生下列迹象时说明可能已发生井涌：

①钻速迅速加快。这是钻遇高压流体层，这是地层压力与井筒液柱压力之差变化大的原因。出现这种变化说明可能已发生井涌，但也可能是地层岩性变化的原因。井下作业施工中的井涌检测

②岩屑变化：录井时见到岩屑带棱角状，说明每费太大力岩层已被钻穿，同时说明钻遇了高压层。这些岩屑未经过充分研磨被返至地面说明井底可能已发生井涌。

③钻井液性能变化：

a.地层流体中有天然气溢出，地面显示泥浆会有气侵现象，密度降低。

b.重烃含量增加或钻井液中有油花出现，说明油气已涌入井筒侵入到钻井液中。

c.钻井液粘度下降表示地层水已进入压井液中。

d.钻井液中氯根含量降低说明比较淡的水已进入钻井液中。

e.如果是淡水泥浆为钻井液则氯根有升高现象。

f.其它如硫化氢含量及PH值变化。井下作业施工中的井涌检测

④泥浆池内钻井液体积增加：

a.有气侵或地层流体流出会有这种现象，但要排除下列因素：其一，新添了水、重晶石或粘土；其二，泥浆密度增加可能是地层粘土已加入到泥浆中；其三，倒罐或更换设备所致。

b.泵压下降：可以认为泵压下降的原因是有了另外的压力源—地下高压层在起作用。是它将环空流体推向地面,减轻了地面循环泵压，实际上是出现了井涌。第六部分井内气体的运移与膨胀

一、天然气的特点及危害：

天然气是可压缩的流体，其体积取决于其上所加的压力。压力增加，体积减小；压力降低，体积增大。天然气的压力与体积变化情况，近似于“反比例”。这意思是，当压力增加一倍，其体积减小一半；反之，当压力减小一半，其体积增大一倍。天然气密度（0.000603g/cm3）比钻井液小得多，钻井液中的天然气，在密度差的作用下，不论是开着井还是关着井、气体向井口的运移总是要产生的。天然气还具有扩散性大、易燃、易爆的特点。井内气体的运移与膨胀部分

天然气的这两个特性使井控工作复杂化，可膨胀气体的运动，造成静液压力和井眼压力的改变，必须了解和预计到这个变化，以便控制气侵。天然气中的H2S有剧毒，对人身安全造成威胁，对钻具和井控装置有很强的腐蚀，使它们造成氢脆破坏；硫化氢能加速非金属材料的老化，使钻具中、井控装置中的密封件失效；H2S水基钻井液具有较大污染，甚至形成流不动的冻胶。井内气体的运移与膨胀部分

天然气侵入井内后，造成静液压力和井眼压力改变，特别是天然气在上升膨胀过程中。接近井口的迅速膨胀，极易诱发井喷，因此，使井控更复杂，更难处理。必须研究和掌握天然气溢流的特点，避免和减小它对钻井、井下作业的危害。

二、天然气侵入井内的方式

1、岩屑气侵：

在钻开气层的过程中，随着岩石的破碎，岩石孔隙中的天然气被释放出来而侵入钻井液。侵入天然气量与岩石的孔隙度、井径、机械钻速和气层的厚度成正比。

井内气体的运移与膨胀部分

2、重力置换气侵钻遇大裂缝或溶洞时，由于钻井液密度比天然气密度大，产生重力置换。天然气被钻井液从裂缝或溶洞中置换出来进入井内，并在井内积聚成气柱。

3、扩散气侵气层中的天然气穿过泥饼向井内扩散，侵入钻井液。侵入井内的天然气量与钻开气层表面积、滤饼的质量等因素有关。一般通过滤饼侵入井内的天然气量不大。但当滤饼受到破坏或