井下井控课后习题答案

井下井控课后习题答案第一章井控的基本概念1.什么是溢流？当井浸发生后，井内压力小于地层压力，井口返出的液量比泵入的液量多，或停泵后井口自动外溢的现象称为溢流。2.什么是井喷失控？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。3.什么是一级井控？一级井控是指依靠适当密度的钻井液或修井液来平衡地层空隙压力，使液柱压力高于地层压力，达到安全施工。4.什么是二级井控？二级井控是指井内的钻井液或修井液压力不能平衡地层孔隙压力，地层中的流体侵入井内，发生溢流、井涌，这时需要依靠地面设备和压井措施来恢复压力平衡。5.什么是三级井控？三级井控是指井口装置失去对井内喷出流体的控制，为实现正常作业，需要采取特殊抢险作业，才能恢复正常作业的井控作业。6.简述井喷失控的危害？井喷是钻井工程中性质严重、损失巨大的灾难性事故，其危害可概括为以下几个方面：（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、恶性化（3）井喷失控极易引起火灾和地层塌陷（4）损害油气层，破坏油气资源（5）造成钻机设备毁坏、陷落，污染环境（6）涉及面广，影响周围安全，造成不良的社会影响等7.常见的完井方式有哪些？裸眼完井、射孔完井、割缝衬管完井、砾石充填完井。8.由于措施不当引起的井喷失控的原因有哪些？井喷失控的原因包括：（1）安全意识淡薄或无安全意识，只注重生产，忽视了安全（2）井控设计不到位或现场执行设计不到位（3）现场配套标准不高（4）现场安装不标准、日常维护不到位、不符合《中华人民共和国石油天然气行业标准》相关规程的要求第二章井下各种压力的概念及其相互关系1.解释下列名词：压力、静液柱压力、地层压力、地层压力梯度、地层破裂压力、当量流体密度、井底压力。压力：是指物体单位面积上受到的垂直方向上的力。静液柱压力：由静止液柱的重力产生的压力，其大小只取决于液体的密度和液柱垂直高度。地层压力：指地层孔隙中流体所具有的压力，也称地层孔隙压力。地层压力梯度：单位垂直深度压力的变化值。地层破裂压力：是指使地层中原有的裂缝扩大延伸或使无裂缝的地层产生裂缝的最小压力。当量流体密度：某点压力等于具有相当密度的流体在该点所形成的液柱压力。井底压力：是指地面和井内各种压力作用在井底的总和。2.分析各种工况下的井底压力，并指出哪一种工况下最易发生井涌，为什么？静止状态时井底压力=静液压力正常循环时井底压力=液体静液压力+循环时的环空流动阻力起钻时井底压力=液体静液压力—抽吸压力—未及时灌满钻井液所造成的静液压力减少值下钻时井底压力=液体静液压力+激动压力下行划眼时井底压力=液体静液压力+激动压力+循环时环空流动阻力3.影响抽汲和激动压力的因素有哪些？1）管柱的起下速度2）钻井液的性能3）井眼与管柱之间的环形空间4）惯性力4.如果修井液密度为1.05g/cm3，垂直井深为2000m，求井筒静液柱压力？5.如果修井液密度是1.05g/cm3，垂直井深为2000m，溢流关井后的油管压力是1.86MPa，求关井井底压力？6.某地层压力为21.86MPa，该地层中部深度是2050m，求该地层的压力梯度和当量流体密度？第三章井控设计1.井下作业地质设计中井控内容包括哪些？①新井投产②开发井作业③特殊井作业④风险提示2.井下作业工程设计中井控内容包括哪些？①油水井基本数据、井史简况、施工目的及要求；②数据计算、施工器材准备、施工步骤、合理的井下管柱和地面设备的布置；③对补孔层、气层、高压层，应满足一二级井控要求；④根据地层压力的大小以及有害气体的含量，确定所用防喷器的类型、压力级别及组合形式，设计防硫化氢等有害气体的内容；⑤选择使用有利于防止和控制井喷的井下管柱和工具，适应突发事故的处理和补救措施的需要；⑥根据不同井的施工类别和施工工艺的要求，对采油树提出明确要求；⑦确定压井液的类型、性能及液量。3.井下作业施工设计中井控内容及要求包括哪些？①按照套管尺寸、地层压力、产油气情况，选用相应类型及大于地层压力等级的井控设备；②施工步骤要明了细化，针对每道工序有对应的井控措施；③要有井控安全注意事项，对可能的异常情况和紧急应对措施要进行详细表述；④新井和试油、试气井施工设计，应对照钻井施工中钻穿油气层时钻井液的性能，计算选择好合理的压井液，确定压井方式，压井液性能和所需压井液用量；⑤对井场周围一定范围内的居民住宅、学校、厂矿进行现场勘探，制定相应的井控疏散措施；⑥提醒施工人员及其他有关人员注意的问题应清楚、明了。4.井控应急预案包括哪些内容？①应急救援的组织结构和职责；②参与事故处理的部门和人员；③应急服务信息，如报警和内外部联络方式；④事故发生后应采取的工艺处理措施；⑤应急救援及控制措施，包括抢险、救护等；⑥有害物料的潜在危险及应采取的应急措施；⑦人员的撤离及危险区隔离计划。第四章溢流的原因、检测与预防1.产生溢流的主要原因有哪些？溢流发生的根本原因是相应层位的井底压力小于地层压力。（1）地层压力异常（2）钻井液漏失（3）钻井液密度过低（4）起钻未灌满钻井液（5）过大的抽吸压力（6）其他原因2.不同工况下产生溢流的主要表象有哪些？如何检测这些现象？1.循环时的溢流预兆与预防预兆：①井液返出量增加；②循环罐中液量增加；③停泵后，井液外溢。预防：①严格执行施工设计的井液密度值；②及时发现地层压力变化并相应调整井液密度；③及时处理井漏等复杂问题；④发现返流速度增加、循环池液面升高、泵压下降、泵冲增加时，及时进行溢流检测。2.起下管柱时的溢流预兆与预防预兆：①起下管柱时灌注或返出井液量与管柱体积不符；②起下管柱停止操作时井口外溢。预防：①连续灌注；②正确计量。3.空井及电测时的溢流预测与预防预测：①井口外溢；②关井地面压力显示。预防：①带有大直径工具的电缆或绳索起下作业，应该控制速度，避免因抽汲导致溢流；②停止作业时应有专人监视井口，发现溢流预兆及时处理；③长期空井时应关井。3.不同工况下如何搞好溢流的预防工作？1.循环时的溢流预兆与预防预防：①严格执行施工设计的井液密度值；②及时发现地层压力变化并相应调整井液密度；2.起下管柱时的溢流预兆与预防预防：①连续灌注；②正确计量。3.空井及电测时的溢流预测与预防预防：①带有大直径工具的电缆或绳索起下作业，应该控制速度，避免因抽汲导致溢流；②停止作业时应有专人监视井口，发现溢流预兆及时处理；③长期空井时应关井。4.如何进行溢流检查？1.循环作业时上提钻具，停泵，刹车使钻具处于静止状态，观察出口是否有溢流，若有，立即实施关井；2.起下作业时停止起下作业，刹车使管柱处于静止状态，装上内防喷装置，观察出口是否有溢流；若有，立即实施关井；3.空井、测井及绳索作业时停止作业，观察出口是否有溢流，若有，立即实施关井。5.如何处理气体滑脱时产生的问题？关井后天然气滑脱上升使井口和井底压力同时升高，可能造成井口设备损坏或井漏事故的发生，所以当井口压力达到最大允许关井套压时，应节流放压，其主要目的是允许气体膨胀，降低压力。第五章关井方法1.现场常用的关井方法有哪几种？各有什么优缺点？现场常用的关井方法有硬关井和软关井两种。软关井是指在开通节流管汇条件下，关防喷器，再关节流管汇的关井方法。优缺点：比硬关井动作多，关井慢，但防止了水击效应，可在关井过程中试关井，操作起来比较安全。硬关井是指关防喷器时，节流管汇处于关闭状态，或者无节流管汇的井直接关防喷器。比软关井动作少，关井快，但液流通道突然关闭，会引起系统中流体动能的迅速变化而产生水击效应，井口装置、套管和地层所承受的压力急剧增加，甚至超过井口装置的额定工作压力、套管抗内压强度和地层的破裂压力。以下是钻井上的内容（关井方法有两种，一是软关井，二是硬关井。软关井是指先开通节流管汇，再关防喷器，最后关节流管汇的方法。（1）优点：避免产生“水击效应”。（2）缺点：动作多，速度慢，关井时间长，在关井过程中地层流体仍要进入井内，关井套压相对较高。硬关井是指关防喷器时节流管汇处于关闭状态的关井方法。（1）优点：动作少，速度快，关井时间短，地层流体进入井筒的体积小，关井套管压力相对较低。2）缺点：关井时井控装置受到“水击效应”的作用对井口装置不利。）2.常见工况下的关井步骤？1.旋转作业（钻、磨、套、铣）时发现溢流时关井程序1.1软关井：①发：发出信号；②停：停止正常作业施工，停转盘，上提方钻杆至合适位置，停泵；③开：开启手动平板阀；④关：关半封闸板防喷器；⑤关：先关节流阀试关井，再关节流阀上游平板阀；⑥看：认真观察，准确记录油套压以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。1.2硬关井：①发：发出信号；②停：停止正常施工作业，停转盘，上提方钻杆，停泵；②停：停止正常作业施工，停转盘，上提方钻杆，停泵；③关：关半封闸板防喷器；④看：认真观察，准确记录油管和套管压力以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。2.起下管柱发现溢流时关井程序2.1软关井：①发：发出信号；②停：停止正常起下钻作业；③抢：抢接钻具止回阀或旋塞阀；④开：开启手动平板阀；⑤关：关半封闸板防喷器；⑥关：先关节流阀试关井，再关节流阀上游平板阀；⑦看：接方钻杆或油管短节，认真观察，准确记录油套压以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。2.2硬关井：①发：发出信号；②停：停止正常起下钻作业；③抢：抢接钻具止回阀或旋塞阀；④关：关内防喷工具，关半封闸板防喷器；⑤接方钻杆或油管短节，认真观察，准确记录油套压以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。3.空井发现溢流时关井程序3.1软关井：①发：发出信号；②停：停止其它作业；③开：开启手动平板阀；④关：关防喷器；⑤关：关节流阀试关井，再关节流阀前的平板阀；⑥看：认真观察，准确记录油套压以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。3.2硬关井：①发：发出信号；②停：停止其它作业；③关：关防喷器；④看：认真观察，准确记录油套压以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。4.电缆射孔发现溢流时关井程序4.1软关井：①发：发出信号；②停：停止射孔作业；③抢：抢起或切断电缆；若电缆上提速度大于井筒液柱上顶速度，则起出电缆，若电缆上提速度小于井筒液柱上顶速度，则剪断电缆；④开：开启手动平板阀；⑤关：关防喷器；⑥关：关节流阀试关井，再关节流阀前的平板阀；⑦看：认真观察，准确记录油套压以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。4.2硬关井：①发：发出信号；②停：停止射孔作业；③抢：抢起或切断电缆；若电缆上提速度大于井筒液柱上顶速度，则起出电缆，若电缆上提速度小于井筒液柱上顶速度，则剪断电缆；④关：关防喷器；⑤看：认真观察，准确记录油套压以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。5.起下抽油杆发现溢流时关井程序5.1软关井：①发：发出信号；②停：停止起下作业；③抢：抢装内防喷盒或把抽油杆丢入井筒；④开：开启手动平板阀；⑤关：关闭抽油杆防喷器或总闸门；⑥关：先关节流阀试关井，再关节流阀前的平板阀；⑦看：认真观察，准确记录油套压以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。5.2硬关井：①发：发出信号；②停：停止起下作业；③抢：抢装内防喷盒或把抽油杆丢入井筒；④关：关闭抽油杆防喷器或总闸门；⑤看：认真观察，准确记录油套压以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。6.拆换井口的关井程序6.1软关井：①发：发出信号；②停：停止拆换作业；③抢：抢装油管悬挂器，抢接油管旋塞；④开：开套管闸门；⑤关：坐悬挂器，上紧顶丝，关油管旋塞；⑥关：关套管闸门：装防喷器，关防喷器；⑦看：认真观察，准确记录油套压以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。6.2硬关井：①发：发出信号；②停：停止拆换作业；③抢：抢装油管悬挂器，抢接油管旋塞；④关：坐悬挂器，上紧顶丝，关油管旋塞；装防喷器，关防喷器；⑤看：认真观察，准确记录油套压以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。7.抽汲诱喷的关井程序(只能进行硬关井)硬关井：①发：发出报警信号；②停：停止正常施工作业，上提抽汲工具至防喷管内；③抢：如条件允许上提抽汲工具至防喷管内或提出井口，否则剪断抽汲钢丝绳；④关：关闭井口总闸门；⑤看：看套管压力。8.剪切闸板的关井程序①发：发出报警信号；②停：停止其它作业；③开：开节流阀前的平板阀，打开主放喷管线泄压；④关：关环形防喷器；⑤关：关节流阀试关井，再关节流阀前的平板阀；⑥看：认真观察，准确记录油套压以及循环罐压井液增减量，迅速向队长或技术员及甲方监督汇报。3.关井时，关井之后应注意什么问题？如何处理这些问题？①合理控制井口压力，不能超过最大允许关井压力；②关防喷器一次到位；③严禁用打开防喷器的方法泄压；④闸板防喷器关井后要及时锁紧；⑤关井后，密切关注套管压力的变化，并迅速组织压井。第六章常规压井1.循环法压井适用于什么情况？有哪几种压井方法？循环法是将密度合适的压井液泵入井内并进行循环，进入井内的油气水被压井液替出井筒达到压井的目的。反循环压井多适用于压力高，气油比大的油气井；正循环压井适用于低压和产量较大的油井。2.二次循环法压井的步骤是什么？各步骤的压力控制要点是什么？1.用原钻井液循环排除溢流①缓慢开泵，同时迅速打开节流阀，调节节流阀使套压等于关井套压不变，使排量调至压井排量。②达到压井排量时，保持排量不变，调节节流阀使立管压力等于初始循环立管总压力。并在整个循环周内保持不变。③排完溢流，停泵关井，则Pa=Pd，都等于关井时的立管压力。2.用加重钻井液压井，重建井内压力平衡①缓慢开泵,迅速打开节流阀，调节节流阀使套压等于新的关井套压不变，将排量调至压井排量。②达到压井排量时，保持排量不变。在加重钻井液从井口到达钻头这段时间内，调节节流阀，控制套压保持不变（等于关井时的立管压力）。立管总压力逐渐下降到终了立管总压力。③加重钻井液出钻头环空上返时，调节节流阀，控制立管压力等于终了循环立管总压力，保持不变，直到加重钻井液返出井口，停泵，关井，此时Pa＝Pd＝0，则说明压井成功。开井循环，增加钻井液密度的附加值，恢复正常作业。第一循环周：在0-t1时间内，立管压力保持不变，即Pti=Pd+Pci；第二循环周：当压井液由井口到达管端，即t1-t2时间内，管柱内压井液不断增多，液柱压力逐渐增大，关井则油管压力逐渐下降，当压井液到达管端时，压井液液柱压力与地层压力平衡，则关井油管压力Pd等于零，油管压力则由Pti降为Ptf，压井液从环空上返直到地面，即t2-t3这段时间内，油管压力保持不变。3.反循环压井有什么特点？如何操作？反循环压井有排除溢流时间短，地面压井液增量少，较高的压力局限在管柱内部等优点。反循环压井法是将压井液从油套环形空间泵入井内，由管柱内循环排出的压井方法。4.一次循环法压井的步骤是什么？各步骤的压力控制要点是什么？①依据设备条件和井内情况选定压井排量，一般为正常钻进排量的1/3-1/2；②选用压井泵速，开始泵入压井液，初始立管压力Pti=Pd+Pci；③在压井液从井口达到油管底部这段时间内，按照压力控制曲线调节节流阀，使油管压力等于图上查得的数值，使立管压力从初始循环立管压力降至循环立管压力，实现井底压力不变；④当压井液进入环空后，为了保持井底压力不变，应调节节流阀，使油管压力等于终了循环立管压力不变，直至压井液返出地面；⑤关井：立压等于套压，压井结束；立压等于套压大于零，有压力圈闭或压井液密度低；立压等于套压，压井过程中出现新的溢流。①压井液下行达到井底，即0-t0这段时间，套压保持不变，压井液在环空上返，即t0-t1这段时间，套压逐渐下降；②溢流顶部上返到井口的过程，即t1-t3这段时间内，由于溢流排出，压井液返高增加，压井液液柱压力增大，套压降低；③t3-t4这段时间内为排出油管中原井液的时间，随着压井液返高的增加，套压逐渐降低，当压井液返到地面时，套压逐渐升高。以下是钻井上的内容（1.根据关井录取到的资料计算压井所需数据，并填入压井施工单，绘制出立管压力控制进度曲线，配制压井液。加重时要定时测量钻井液的密度，使加重钻井液密度均匀。2.缓慢开泵，迅速打开节流阀及下游的平板阀，调节节流阀使套压保持关井套压不变，当泵速达到压井泵速时，调节节流阀，使立管压力接近初始循环立管总压力。3.在加重钻井液由地面到达钻头这段时间内，调节节流阀，按立管压力进度曲线来控制立管压力，即由初始立管总压力降到终了立管总压力。4.继续循环，压井液由钻头水眼返至环形空间，钻井液在环空上返过程中，调节节流阀，使立管压力一直保持终了立管总压力不变，直到压井液返出井口，停泵关井，若立压、套压都等于零，说明压井成功，开井循环，重新调整钻井液性能，恢复正常生产作业。）第七章非常规井控1.非常规压井方法有哪些？①体积控制法；②压回法；③管柱离开井底压井法。2.体积控制法的原理是什么？①油管在井底或接近井底且成连通状态，通过放掉环空中一定体积井液，保持油管压力不变，就会使井底压力保持恒定；②当油管堵塞，只能通过观察地面环空压力略大于地层压力，既防止气体侵入井内，又不压漏地层，并准确计量从节流阀放出的井液；③利用间歇放出井液的方法释放压力，并通过控制套压和放出的井液量控制井底压力不变，以防止在放压过程中天然气再次侵入井内。3.简述硬顶法压井的操作程序？①关井，确定油管压力，若通过套管进行挤注，则确定套管压力；②缓慢开泵，当泵压超过吸水启动压力时，井中流体开始压入地层，但不要超过最大允许关井值；③随着注入时间增加，泵压会逐渐下降；④若泵压突然升高，停泵，检查压井效果；⑤如果能检测到地面压力，有可能是气体向上运移速度大于压井液下行速度，或压井液的密度不够大，可用顶部压井技术进一步处理。4.地层发生部分漏失时如何处理？①配制井液，保持循环所需液量继续循环；②在部分漏失的情况下循环时，把立管压力降到0.5MPa，等待观察漏失是否减小；③停泵关井30min至4h，使漏失裂缝闭合；④选择较慢的循环速度及新的初始循环压力；⑤用有效的堵漏材料配制堵漏井液，硬地层比塑性地层的堵漏效果好；⑥配制压井液，如果漏失层在井涌层以上，可压住较小的井涌，再处理井漏；⑦如果井漏严重，采用重晶石封住井涌层，然后处理。5.什么是带压起下管柱作业？简述用环形防喷器强行起下管柱作业的操作程序？强行起下管柱作业是利用常规作业设备配合一定的加压装置，在井底压力小于地层压力的欠平衡条件下进行修井，完井作业。①先以10.5MPa的液控油压关闭防喷器；②逐渐减小关闭压力，直至有些轻微渗漏，然后再进行强行起下管柱作业；③强行起下管柱时不允许胶芯与管柱之间有渗漏，液控油压应调到刚好满足密封为止；④当关闭压力达到10.5MPa时，胶芯仍漏失严重，说明该环形防喷器胶芯已严重损坏，应及时处理后再进行封井起下管柱作业。6.什么是带压作业？有什么特点？带压作业是依靠油管堵塞器与专用井控设备相配合，在加压装置的控制下所进行的不压井不放喷起下管柱，实现施工目的的过程。①省去了泄压和注水两个施工程序，可直接进行修井作业；②最大限度地减小了对地层的伤害，有效的保护了油气层；③无需放喷，避免污染环境，提高了安全施工系数；④降低漏失，减少井液的浪费；⑤油井增产。7.带压作业的工艺特点是什么？带压作业技术省去了泄压和注水，直接进行修井施工，不压井，防止了地层污染，有效的保护了油气层；不放喷，避免了污染生态环境；还缩短了油井复产时间，避免了放水泄压，安全性较高。第八章常见作业的压力控制1.射孔作业中的防喷措施有哪些？对产层特性要有正确的认识，掌握各项地质资料和工程质量数据，掌握邻井的施工资料，标明产层流体性质，套管情况，井口状况，做好射孔地层压力预测，有条件的可进行中途测试。2.射孔作业中溢流的处理方法有哪些？在这种情况下，应停止射孔，根据情况决定是否起出电缆和枪身还是切断电缆按关井程序关井，过油管负压射孔后井口有压力显示时，油脂泵车开始打压使井内压力保持平衡，如果井压上升至注脂压力最高可控井口压力时，立即停止施工，将射孔枪与下井仪器提入防喷管内，先关井口再按规定程序拆卸。3.简述测试作业中的放喷措施？①井口采油树、防喷装置、管线流程均选用高压装置，并按《井下作业井控技术规程》要求进行试压合格后才能使用；②井场备足合格的压井液，压井液密度参考钻井钻穿油气层的资料，储备量为井筒容积的1.5-2倍；③测试流程、热交换器、分离器及其他放喷设施，均应固定牢固；④取样操作人员应熟悉流程，正确操作；⑤测试放喷期间，若井口刺漏，应立即关闭测试阀，打开安全循环阀，然后选用合适密度的压井液进行压井；⑥把观察环空液面纳入坐岗记录。4.简述酸化压裂过程中的防喷技术要求？①必须放喷的情况下，放喷前应查看放喷管线出口下方，杜绝火源，人员远离；②放喷管线不允许带90°弯头，油套不允许同时放喷；③放喷时要控制压力，控制油套压力差值小于抗内压强度的50%，保护油套；④放喷管线应接双翼，禁止使用井口阀门节流；⑤放喷出现异常，采取循环洗放喷的方法，尽快将井筒洗通，防止砂卡。5.简述冲砂、防砂作业中的注意事项？冲砂：①当管柱下到沙面以上3m时开泵循环，观察出口排量正常后缓慢下放管柱冲砂，冲砂时要尽量提高排量，保证足够的携砂能力；②冲至井底深度后，上提管柱1-2m，用清水大排量循环两周；③冲砂施工中如果发现严重漏失，冲砂液不能返出地面时，应立即停止冲砂，将管柱上提至原始砂面10m以上，并反复活动管柱；④高压自喷井冲砂要控制出口排量，应保持进出口平衡，防止井喷，冲开被埋油气水层时要控制出口排量，其排量应与进口排量平衡，当发现出口排量大于进口排量时，应分析原因后采取措施，再继续冲砂作业；⑤采用气化液冲砂时，压风机出口与水泥车之间要安装单流阀，出口管线必须用硬管线并固定；⑥各岗位要密切配合，根据泵压、出口排量来控制管柱下放速度，设备发生故障时必须保证正常循环，停泵处理时应将管柱上提至原始砂面10m以上，并反复活动管柱。防砂：①施工现场应按设计和有关规定，配备好防火、防爆及防喷的专用工具及器材，保证灵活好用；②地面与井口连接管线和高压管汇必须试压合格，有可靠的加固措施；③根据地层压力情况，选用不同密度的压井液压井。6.检泵作业过程中应做好哪些井控工作？①必须装好防喷装置，按规定试压合格，保证灵活好用，安全可靠；②对具有自喷能力的井，起下管柱过程中要保证井内液面高度，随时观察井口油气显示的变化，发现溢流，立刻采取有效措施；③按照起下管柱操作规程平稳匀速操作，防止产生过大的波动压力；④起带有封隔器的管柱前，应先解封，待胶皮收缩后再上提管柱，严禁强行上起；⑤起下带有大直径工具的管柱应控制起下速度，防止压力激动或抽吸作用导致井喷；⑥起下管柱时应及时向井内灌入压井液，防漏防喷。7.替喷、抽汲、气举作业中应做好哪些井控工作？替喷：①替喷前应按设计要求，选用规定密度的替喷液体；②进出口管线及井口装置应试压，出口管线必须用钢质直管线，有固定措施；③选用可燃性液体做替喷液时，井场50m范围内严禁烟火；④放喷时要用针型阀或油嘴控制放喷量，严禁无控制放喷；⑤替喷过程中，要观察、记录返出流体的性质和数量，如出现井口压力逐渐升高，出口排量逐渐加大，并有油气显示，停泵后井口有溢流，喷势逐渐增大的情况，说明替喷成功；⑥替喷时，应采用正循环替喷方法，降低井底回压，减少对油气层的伤害，替喷过程中，要采用连续大排量，中途不得停泵，套管出口防喷正常后，再装油嘴控制生产；⑦高压油气井应先坐封隔器再替喷，或采用二次替喷。抽汲：①抽汲诱喷前，要认真检查抽汲工具，防止松扣脱落，装好防喷盒，防喷管，防喷管长度必须大于抽子、加重杆、绳帽总长度0.5m以上，其内径不小于油管内径；②地滑车必须有牢固固定措施，禁止将地滑车拴在井口采油树或井架大腿底座上；③下入井内的钢丝绳，必须丈量清楚，并有明显的标记，滚筒上余绳不少于30圈；④抽子沉没度一般不超过150m，对高压或高气油比的井不能连续抽汲，每抽2-3次及时观察动液面上升情况；⑤抽汲过程中，有专人负责观察标记，停抽时，抽子应起至防喷管内，不准在井内停留；⑥抽汲中若发现井喷，则应迅速将抽子起至防喷管内，按关井程序关井。气举：①用连续油管进行气举排液作业时，必须装好连续油管防喷器组；②进出口管线采用高压钢管线并固定牢靠，管线试压压力为最高工作压力的1.5倍；③压风机及施工车辆距井口不得小于规定距离，排气管上装消声器和防火帽；④气举时，无关人员撤离开高压区，气举中途发生故障应先停止气举，放压后进行维修；⑤气举后应根据压差情况确定放喷油嘴的大小，禁止用平板阀控制放喷，必要时装双翼采油树控制放喷量，严防出砂；⑥天然气量较大的油井或气井，应采用氮气气举，利用注液氮诱喷时，要谨防泄露，施工人员应穿戴好劳保用品，以防冻伤。第九章井喷失控处理及井喷事故案例分析1.井喷失控的主要原因？井喷失控的原因包括：（1）安全意识淡薄或无安全意识，只注重生产，忽视了安全（2）井控设计不到位或现场执行设计不到位（3）现场配套标准不高（4）现场安装不标准、日常维护不到位、不符合《中华人民共和国石油天然气行业标准》相关规程的要求2.井喷失控时地面控制应注意哪些问题？3.井喷失控恢复控制的基本步骤是什么？第一章井控设备概述1、井控设备有哪些功用？（1）、预防井喷。保持井底压力始终略大于地层压力，防止地层流体侵入井内。（2）、发现溢流。对油气井进行检测，及时发现溢流，尽快采取控制措施。（3）、控制井口。溢流发生后，能迅速关井，实施压井作业，重建井内压力平衡。（4）、处理复杂。在油气井失控的情况下，能进行灭火、抢险作业等。2、井控设备包括哪些？（1）、井口装置，是安装在井口上的设备的统称，包括完井井口装置和作业时的防喷装置。（2）、控制系统，包括防喷器的司钻控制台、远程控制台、辅助控制台。（3）、井控管汇，包括节流管汇、压井管汇、防喷管线、放喷管线及注水管线、灭火管线等。（4）、内防喷工具，包括管柱旋塞阀、管柱止回阀、油管堵塞器及各类形式的井下开关等。（5）、监测的仪器仪表，包括循环池页面监测报警仪、返出流量监测报警仪、井液密度监测报警仪、井液返出温度监测报警仪、起管柱时井筒液面监测报警仪、泵冲等参数的监测报警仪等。（6）、辅助设备，包括井液加重设备、液气分离器、除气器、自动灌井液装置。（7）、特种设备，包括自封头、旋转防喷器、带压起下管柱装置、灭火设备等。3、液压防喷器的特点有哪些？（1）、动作迅速。闸板防喷器利用液压能在3-8s内实现关井，环形防喷器利用液压能在30-45s内实现关井。（2）、操作简便。省时、省力、简便。（3）、安全可靠。液压防喷器的强度和闸板密封安全可靠，当液压控制系统操作失灵时，还可以手动操作关井。（4）、维修方便。液压防喷器的胶芯、闸板是封井的密封元件，使用中易磨损失效，可现场更换、维修，拆卸方便。4、我国液压防喷器的压力等级共分为哪几级？目前，国内防喷器的额定工作压力分为六级，即14、21、35、70、105、140MPa。5、我国液压防喷器的公称通径共分为哪几级？常用的防喷器通径分为11种，及103、180、230、280、346、426、476、528、540、680、760mm。第二章环形防喷器1、环形防喷器有什么功用？（1）、当井内无管柱时，环形防喷器可用以全封井口。（2）、当井内有管柱、钢丝绳、电缆时，可用以封闭井口环形空间。对于井口处不同尺寸、不同断面的管柱都能实现良好密封。（3）、环形防喷器在封闭具有18°斜坡的钻杆时可带压起下管柱作业。带压起下管柱时应适当降低控制压力，起下速度不大于0.2m/s，允许胶芯与管柱之间有少量泄漏以利于润滑。2、现场常用环形防喷器的类型按其密封胶芯的形状可分为哪几类？按其密封胶芯的形状可分为锥形胶芯环形防喷器、球形胶芯环形防喷器、组合胶芯环形防喷器、筒状胶芯环形防喷器。3、什么是锥形胶芯环形防喷器的井压助封？井内高压流体作用在活塞底部有助于推动活塞向上移动，迫使胶芯向中心收拢，从而增强老胶芯的封井作用，实现井压助封。4、环形防喷器为什么不能长期封井？（1）、胶芯易过早损坏。（2）、无锁紧装置。5、使用环形防喷器强行起下管柱时应注意哪些事项？（1）、关井套压不超过7MPa。（2）、封井起下钻具时关井压力应适当降低，可允许胶芯与钻杆之间有少量泄漏以利于润滑。（3）、应使用180台肩的对焊钻杆接头。（4）、起下钻速度不大于0.2m/s,过接头时要更慢。能否进行封井起下钻具作业，还必须考虑井下情况和安全施工的条件。6、如何存放环形防喷器胶芯？①根据新旧程序按时间顺序编号，先旧后新依次使用。②存放在光线较暗又干燥的室内。温度要求恒温27℃，应避开取暖设备和阳光直射。③远离有腐蚀性的物品。④远离高压带电设备，以防臭氧腐蚀。⑤让胶芯在松弛状态下存放，严禁弯曲，挤压和悬挂。⑥检查，如发现有变脆、龟裂、弯曲、出现裂纹者不再使用。7、什么是球形胶芯环形防喷器的漏斗效应？球形胶芯密封时，上部缩小的数值大，下部缩小的数值小，胶芯顶部挤出橡胶最多，底部最少，形成倒置漏斗状。这些橡胶的流向不仅可以提高密封性能，而且使管柱接头易于进入胶芯。在下钻时，因井压向上压缩胶芯，使胶芯免于受拉应力而提高了使用寿命。8、简述球形胶芯环形防喷器的工作原理。（1）、液压关井。关闭防喷器时，下油腔里的压力油推动活塞上移，胶芯被迫沿顶盖球面内腔自下而上，自外缘向中心挤压、收拢、变形，从而实现封井。（2）、液压开井。打开防喷器时，上油腔里的压力油推动活塞下移，胶芯受压力小时，在橡胶弹力作用下恢复原状，井口打开。9、如何合理使用筒状环形防喷器？（1）、把筒状胶芯环形防喷器从油管上方套入，坐于闸板防喷器上并连接好，再把与之配套使用的油管排泄筒坐在筒状胶芯环形防喷器上法兰出口上，即可开始作业。当有井涌时，可用手动泵向筒状环形防喷器内加液压油，一般液压油的压力比井压高0.5-1.0MPa。在微渗漏的情况下可正常起下油管，油管接箍可以强行通过。（2）、当井下压力达到5MPa时，可适当提高控制油压。如胶芯磨损过大，或有损伤时，将产生泄漏，这时可用适当提高控制油压，控制泄漏。（3）、当井下压力达到10MPa时，可使筒状胶芯环形防喷器紧紧抱住油管，再用手动防喷器关闭井口，对井下进行处理。处理完毕后又可继续作业，井下压力小于7MPa时，可带压作业。（4）、油管上提时，从接箍处卸开，上部油管内的油水等可排入油管排泄筒经胶管导入排污池，防止井口周围油水污染。10、旋转防喷器旋转密封的原理是什么？旋转防喷器安装在大修井口上，对井下管柱起下操作和旋转操作时，密封胶芯由于自封和井下套管内液体压力的作用，使胶芯收缩变形抱紧钻具，密封环空，同时胶芯和中心管能随钻具一起旋转而密封井口，低压下借助胶芯的预紧力达到对钻具的预密封。第三章闸板防喷器1、闸板防喷器有哪些功用？（1）、当井内有管柱发生溢流或井喷时，能封闭相应管柱与井筒形成的环形空间。（2）、当井内无管柱时，能全封闭井口。（3）、在特殊情况下，剪切闸板可切断管柱达到封井的目的。（4）、必要时，半封闸板还可以悬挂钻具。（5）、特殊情况下，可通过壳体旁侧出口进行循环、节流放喷、压井等作业。2、闸板防喷器有哪四处密封？（1）、闸板前部与管子的密封。（2）、闸板顶部与壳体的密封。（3）、侧门与壳体的密封。（4）、侧门腔与活塞杆间的密封。3、闸板防喷器锁紧和解锁应怎样进行？锁紧要领：顺旋手轮到位。解锁要领：逆旋手轮到位，回旋1/4～1/2圈。判断方法：锁紧轴随动的手动锁紧装置：液压关井后，观察锁紧轴外露端，锁紧轴光亮部分露出，锁紧轴外伸较长为锁紧；锁紧轴光亮部分隐入，锁紧轴外伸较短为未锁紧。简易式锁紧结构的手动锁紧装置：锁紧螺杆伸出，顶住闸板轴为锁紧；锁紧螺杆缩入，未顶住闸板轴为未锁紧。4、井内有管柱时，能否用全封闸板全封井口？不能，因为会损伤胶芯和剪断管柱。5、闸板防喷器旋转侧门能否同时打开？开关时应遵守哪些规定？（1）、侧门不应同时打开，在更换闸板、侧门密封件或其他作业时，必须待一方侧门作业完毕，螺栓紧固后，再操作另一方侧门。（2）、防喷器侧门旋开不充分或未用螺栓紧固，不许进行液压开、关井动作。（3）、旋动防喷器侧门时，控制该防喷器的换向阀手柄应处于中位。（4）、防喷器侧门打开后，开关防喷器时必须稳固侧门。6、手动锁紧和手动关井有什么相同之处？有何区别？（1）、锁紧：液压关井后利用锁紧轴锁紧，即按顺时针方向同时旋转两个手轮，使锁紧轴从活塞中伸出，直到锁紧轴台肩紧贴止推轴承的挡盘为止，此时手轮也被迫停止转动，锁紧轴锁紧。（2）、手动关井。①沟通油路。使相应的三位四通换向阀处于关位。②手动关井。顺时针旋转两操纵杆手轮，使锁紧轴伸出到位将闸板锁住。7、闸板防喷器的结构特点有哪些？答：闸板防喷器必须保证四处密封、井压助封和自动清砂与自动对中，才能达到安全可靠的要求。8、手动锁紧机构的作用是什么？答：功用是防喷器液压关井后，采用机械方法将闸板固定住，然后将液控压力油的高压卸掉，以免长期关井憋漏油管并防止开井失控的误操作事故。一旦液控系统发生故障，可以手动操作实现闸板关井动作。9、简述闸板防喷器常见故障及处理方法序号故障现象产生原因排除方法1井内介质从壳体与侧门连接处流出防喷器侧门密封圈损坏更换损坏的侧门密封圈防喷器壳体与侧门密封面有赃物或损坏清除密封面赃物，修复损坏部位侧门螺栓松动以推荐扭矩上紧侧门螺栓2闸板移动方向与控制台铭牌标志不符控制台与防喷器连接管线接错倒换防喷器油路接口的管线位置3液控系统正常，但闸板关不到位闸板接触端有其它物质或砂子、钻井液块的淤积清洗闸板及侧门4井内介质窜到液缸内，使油中含水气闸板轴密封圈损坏，闸板轴变形或表面拉伤更换损坏的闸板轴密封圈，修复损坏的闸板轴5防喷器液动部分稳不住压、锁紧解锁不灵活防喷器液缸、活塞、锁紧轴、锁紧活塞密封圈损坏，密封表面损伤更换各处密封圈，修复密封表面或更换新件6闸板关闭后封不住压闸板密封胶芯损坏更换闸板密封胶芯壳体闸板腔上部密封面损坏修复壳体闸板腔密封面7控制油路正常，用液压打不开闸板闸板被泥砂卡住清除泥砂，加大液控压力手动或自动横向锁紧机构没有解锁检查锁紧总成8显示杆不动作显示杆的“Ο”形圈损坏更换新“Ο”形圈9横向锁紧式闸板不能解锁油路有脏物；锁紧斜面损伤可适当提高解锁压力(不超过16MPa)；清洗单向阀；修磨闸板轴端部和楔形活塞斜面10观察孔有井液介质流出闸板轴靠壳体一侧密封圈损坏，闸板轴表面拉伤更换损坏的闸板密封圈，修复损坏的闸板轴11观察孔有液压油流出闸板轴靠油缸一侧密封圈损坏，闸板轴表面拉伤更换损坏的闸板密封圈，修复损坏的闸板轴第四章防喷器控制系统1、液压防喷器控制系统由哪些部件组成？其作用是什么？（1）、储能器。其作用是用以储存足量的高压油，为井口防喷器、液动阀动作时提供可靠油源。（2）、油泵。其作用是控制系统的主泵，用来提高液压油的压力。（3）、三位四通换向阀。其作用是用来控制压力油流入控制对象的开启油腔或关闭油腔，使其执行开关动作。（4）、减压调压阀。其作用是用来将储能器的高压油降低为防喷器所需的合理油压。（5）、安全阀。分为低压溢流阀和高压溢流阀两种。低压溢流阀用于储能器保护，高压溢流阀用于管汇保护。（6）、油路旁通阀。其作用是将储能器与闸板防喷器供油管路连通或切断。（7）、压力控制器。分为压力继电器和压力继气器。压力继电器借助弹性元件在压力作用下的变形驱动微动开关的断开和闭合，控制电动油泵的启停。压力继气器用来自动控制启动油泵的启停，使春年国企保持18.5-21MPa的油压。（8）、气动压力变送器。其作用是用来将远控台上的高压油压值转化为相应的低压气压值，然后低压气经管线输送到司钻台上的气压表，以气压表指示油压值。2、液压防喷器控制系统的工作原理？控制电路使控制系统油压保持在一个压力区间内，利用电接点压力表检测系统压力。当系统压力低于所设定的工作压力18.5MPa时，电接点压力表下限接点闭合，电机启动开始升压。当压力达到所设定的工作压力21MPa时，电接点压力表上限接点断开，电动机停止。从而使控制系统工作压力保持在18.5-21MPa工作范围内。3、液压防喷器控制系统应安装在什么位置？远程控制台应安装在面对井架大门左侧、距井口不少于25m的专用活动房内，司钻控制台则安放在钻台上便于司钻操作的地方。4、液压防喷器控制系统FKQ6406B含义是什么？FKQ640-6B表示气遥控、储能器组公称总容积为640L，6个控制对象，B表示第二次改进的地面防喷器装置。5、液压防喷器控制台正常待命工况是什么？（1）、远控台待令工况（三源齐备，各阀到位）三源：电源（空气开关合上、电控箱旋钮自动位、电压380V、50Hz）气源（气压0.65~0.8MPa、油雾器油杯盛油过半）油源（油箱盛油高于下油位计下限）开位阀：气源开关、电泵气泵进油阀、钢瓶进出口截止阀（隔离阀）、高压截止阀关位阀：旁通阀、气路旁通截止阀、气泵进气阀、泄压阀中位阀：三位四