《井下作业井控》课件-04.第一部分井控工艺第四章井控设计

第四章井控设计

全过程控制。从开始到完钻整个过程中，不论进行任何作业都能进行控制；

全面控制。对地层一井眼系统各个有关压力及整体压力系统都能进行控制；

有效控制。不论是静态还是动态都能使整个压力系统保持平衡，而不能失控；

合理控制。所选择的井控装置，既能有效控制油气的溢流和井喷，又有利于提高钻速，简化地面装置。井控设计原则：内容一、井控设计依据及标准二、欠平衡井的井控设计三、井控设计的内容四、井控设计范例一、井控设计依据

钻井井控设计的主要依据一是以SY/T6426《钻井井控技术规程》、中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控规定、钻井井控实施细则为主的标准性文件；二是中石油集团公司下发的关于井控方面的规范、规定性文件；三是针对不同地区地质特点的领导批示意见。⑴地质设计书中应明确所提供井位符合以下条件：油气井井口距离高压线及其它永久性设施不小于75m；距民宅不小于100m；距铁路、高速公路不小于200m；距学校、医院、油库、河流、水库、人口密集及高危场所等不小于500m。若安全距离不能满足上述规定，由油（气）田公司与管理（勘探）局主管部门组织相关单位进行安全评估、环境评估，按其评估意见处置。⒈钻井地质井控设计⑵进行地质设计前应对井场周围一定范围内的居民住宅、学校、厂矿（包括开采地下资源的矿业单位）、国防设施、高压电线、水资源情况和风向变化等进行勘察和调查，并在地质设计中标注说明；特别需标注清楚诸如煤矿等采掘矿井坑道的分布、走向、长度和距地表深度；江河、干渠周围钻井应标明河道、干渠的位置和走向等。⒈钻井地质井控设计⑶地质设计书应根据物探资料及本构造邻近井和邻构造的钻探情况，提供本井全井段地层孔隙压力和地层破裂压力剖面（裂缝性碳酸盐岩地层可不作地层破裂压力曲线，但应提供邻近已钻井地层承压检验资料）、浅气层资料、油气水显示和复杂情况。⒈钻井地质井控设计⑷在已开发调整区钻井，地质设计书中应明确油气田开发部门要及时查清注水、注气（汽）井分布及注水、注气（汽）情况，提供分层动态压力数据。钻开油气层之前应采取相应的停注、泄压和停抽等措施，直到相应层位套管固井候凝完为止。⒈钻井地质井控设计⑸在可能含硫化氢等有毒有害气体的地区钻井，地质设计应对其层位、埋藏深度及含量进行预测，并在工程设计书中明确应采取的相应安全和技术措施。⒈钻井地质井控设计⒉钻井工程井控设计

在钻机选用上应考虑适当的井架底座高度，任何井口装置、工具的安装应为井控装备和抢险装备的安装留有合理空间，为井喷抢险提供必要条件。⑴钻机设计钻机类型ZJ-30ZJ-40ZJ-45ZJ-50ZJ-70底座型号DZ170/4-TDZ225/6-KDZ225/7.5-SJJ300/43-ADZ315/7.5-XDDZ315/9-SDZ450/9-XDDZ450/10.5-S钻台高度(m)4.006.007.506.007.509.009.0010.50净空高度(m)2.914.776.264.706.267.627.628.92常用环形防喷器高度工作压力MPa型号高度mm厂家21FHZ35-211117华北FH23-21838FH28-21870FH35-211117重庆35FHZ23-351040华北FH23-35940FH28-351080FH35-351150FH23-351200上海FH28-351081FH35-351160FH23-351090重庆FH28-351056/1205FH35-35116570FH28-35/701096上海FH35-35/70122735FZ28-35660华北2FZ28-35830FZ35-35475/680/8852FZ35-35910/1125/1340FZ23-35560上海2FZ23-35782FZ28-356702FZ28-35860FZ35-357352FZ35-3599870FZ23-70705/925华北2FZ23-701015/1345FZ28-70808/10402FZ28-70996/1233/1470FZ35-70960/12502FZ35-701485/1775FZ28-70820/1102上海常用闸板防喷器高度

工程设计书应明确钻井必须装防喷器，并按井控装置配套要求进行设计；若因地质情况不装防喷器，应由生产经营单位所委托的设计部门和钻井作业方、环保部门共同提出论证报告，并经生产经营单位井控工作第一责任人签字批准。中油集团公司规定：⑵井身结构设计⒉钻井工程井控设计

原则上钻井必须下表层、装防喷器。若因地质情况不下表层或不装防喷器，由生产经营单位委托的钻井设计部门和钻井作业方、安全质量环保部门共同提出论证报告，汇编到钻井设计中，经生产经营单位井控第一责任人批准或授权批准后执行。⑵井身结构设计⒉钻井工程井控设计

探井；

天然气井；

有浅气层的井；

设计钻井液密度超过1.80g/cm3的井；

丛式井等特殊作业井或试验井；

地下情况复杂的井；

油气井井口距离达不到要求的井。

凡属下列情况之一者，必须安装井口防喷装置及井控配套设施。吉林油田：井喷事故前⑵井身结构设计

根据吉林油田低渗透的特点及井控设备现状，一般的开发井和开发控制井不装封井器，执行一次井控。凡属下列情况之一者，必须下表层套管，保证固井质量，并按工程设计要求安装井控装置。

新区探井

深层及外围探井

天然气井

有浅气层的开发井

在铁路、公路干线、主要工业及民用建筑100m以内的开发井和调整井⒉钻井工程井控设计吉林油田：⑵井身结构设计

以上五种类型井不装防喷器，必须由油田分公司委托的地质和工程设计部门共同提出论证报告，在设计中确认，并由油田分公司井控工作第一责任人或授权人批准。⒉钻井工程井控设计

工程设计书应明确钻井必须装防喷器，并按井控装置配套要求进行设计；若因地质情况不装防喷器，应由吉林油田公司所委托的设计部门和钻井作业方、环保部门共同提出论证报告，并经吉林油田公司井控工作第一责任人签字批准。对于没有安装防喷器的井，执行一次井控技术措施。同时，为在遇到特殊情况下能抢装井控装置创造条件，必须在井口合适高度保留原套管接箍，并且在施工过程中应该安装井口导流设施。井喷事故后⑵井身结构设计⒉钻井工程井控设计

吉林油田的一次井喷事故，中石油各级领导层对此高度重视，在2007年7月在成都举行的欠平衡钻井工作推进会上，吉林油田有限责任公司和石油集团公司主管井控的经理和局长在大会上作了长达30分钟的检查，检查十分深刻。相关责任人也受到了相应的处分。吉林油田公司对井控细则进行修改，目前在吉林油田所有井都下表层、安装封井器或导流设施。合作开发的低渗油田目前也都按此执行。此次事故进一步加强钻井工作人员的井控意识，9月9日大港油田又发生了井喷着火和亡人事故。

根据地层孔隙压力梯度、地层破裂压力梯度、岩性剖面及保护油气层的需要，设计合理的井身结构和套管程序，并满足如下要求：①探井、超深井、复杂井的井身结构应充分考虑不可预测因素，留有一层备用套管；⑵井身结构设计⒉钻井工程井控设计

根据地层孔隙压力梯度、地层破裂压力梯度、岩性剖面及保护油气层的需要，设计合理的井身结构和套管程序，并满足如下要求：②在井身结构设计中，同一裸眼井段中不应有两个压力梯度相差超过3kPa/m的油气水层，否则要设计技术套管或采取其它有效措施，避免井下复杂情况的发生。⑵井身结构设计⒉钻井工程井控设计

根据地层孔隙压力梯度、地层破裂压力梯度、岩性剖面及保护油气层的需要，设计合理的井身结构和套管程序，并满足如下要求：③在地下矿产采掘区钻井，井筒与采掘坑道、矿井坑道之间的距离不少于100m，套管下深应封住开采层并超过开采段100m；⑵井身结构设计⒉钻井工程井控设计

根据地层孔隙压力梯度、地层破裂压力梯度、岩性剖面及保护油气层的需要，设计合理的井身结构和套管程序，并满足如下要求：④套管下深要考虑下部钻井最高钻井液密度和溢流关井时的井口安全关井余量；⑵井身结构设计⒉钻井工程井控设计⑵井身结构设计

根据地层孔隙压力梯度、地层破裂压力梯度、岩性剖面及保护油气层的需要，设计合理的井身结构和套管程序，并满足如下要求：⑤含硫化氢、二氧化碳等有害气体和高压气井的油层套管、有害气体含量较高的复杂井技术套管，其材质和螺纹应符合相应的技术要求，且水泥必须返到地面。⒉钻井工程井控设计⑶破裂压力试验

工程设计书应明确每层套管固井开钻后，按SY5430《地层破裂压力测定套管鞋试漏法》要求测定套管鞋下第一个3m～5m厚的易漏层的破裂压力。01120PL55.1PfPr泵入量/L压力/MPa⒉钻井工程井控设计⑷井控装置配套

防喷器压力等级应与裸眼井段中最高地层压力相匹配，并根据不同的井下情况选用各次开钻防喷器的尺寸系列和组合形式：⒉钻井工程井控设计选用14MPa压力等级，防喷器组合有五种形式

选用21MPa和35MPa压力等级，防喷器组合有三种形式

选用70MPa和105MPa压力等级，防喷器组合有四种形式

⑷井控装置配套

节流管汇的压力等级和组合形式应与全井防喷器最高压力等级相匹配⒉钻井工程井控设计

压力等级为14MPa时的节流管汇

压力等级为21MPa时的节流管汇

压力等级为35MPa和70MPa时的节流管汇

压力等级为105MPa时的节流管汇⑷井控装置配套③压井管汇的压力等级和连接形式应与全井防喷器最高压力等级相匹配⒉钻井工程井控设计④绘制各次开钻井口装置及井控管汇安装示意图，并提出相应的安装、试压要求；⑤有抗硫要求的井口装置及井控管汇应符合SY/T5087《含硫油气井安全钻井推荐作法》中的相应规定。⑷井控装置配套⒉钻井工程井控设计

工程设计书应明确钻具内防喷工具、井控监测仪器、仪表、钻具旁通阀及钻井液处理装置和灌注装置应根据各油气田的具体情况配齐，以满足井控技术的要求。⑸钻具内防喷工具的设计⒉钻井工程井控设计⑸钻具内防喷工具的设计

由于装钻具止回阀会给堵漏、压井、传输测井等作业带来不方便。各油田的专家未达成一致意见，因而本条写了“应根据各油气田的具体情况配齐，以满足井控技术的需要”。从井控工艺技术的角度来看，“12.23”特大恶性井喷事故发生最根本的原因是井队在起钻前和起钻过程中严重违规违章造成的。川渝油气田为吸取事故教训在是否装钻具止回阀的问题上为“井控实施细则”作了补充规定：⒉钻井工程井控设计

堵漏钻具组合；

下尾管前的称重钻具组合；

处理卡钻事故中的爆炸松扣钻具组合；

穿心打捞测井电缆及仪器组合；

传输测井钻具组合。①油气层钻井作业中，除下述特殊情况外，都应在钻柱下部安装钻具止回阀和旁通阀：

除以上特殊情况外如不能接钻具止回阀和旁通阀，应经钻井公司井控第一责任人同意。②钻具止回阀的安装位置规定：

常规钻进、通井等钻具组合，止回阀接在钻头与入井第一根钻铤之间；

带井底动力钻具的钻具组合，止回阀接在井底动力钻具与入井的第一根钻具之间；

在油气层中取芯钻进应使用非投球式取芯工具。止回阀接在取芯工具与入井的第一根钻具之间。

工程设计书应根据地质设计提供的资料进行钻井液设计，钻井液密度以各裸眼井段中的最高地层孔隙压力当量钻井液密度值为基准，另加一个安全附加值：

油井、水井为0.05g/cm3～0.10g/cm3或增加井底压差1.5MPa～3.5MPa；

气井为0.07g/cm3～0.15g/cm3或增加井底压差3.0MPa～5.0MPa。⑹钻井液设计⒉钻井工程井控设计

具体选择钻井液密度安全附加值时，应根据实际情况考虑下列影响因素：⑹钻井液设计

含硫化氢等有害气体的油气层钻井液密度设计，其安全附加值或安全附加压力值应取最大值。

地层孔隙压力预测精度

油气水层的埋藏深度及预测的产能

地应力和地层破裂压力

井控装备配套情况等因素⒉钻井工程井控设计⑹钻井液设计

钻井工程设计书中应明确钻开油气层前加重钻井液和加重材料的储备量。

2000m以内的探井、开发井最少储备20t

2000m～3000m的探井、开发井最少储备30t

大于3000m的探井、开发井最少储备50t

大于2000m的气井同时储备1.50g/cm3的钻井液60m3

小于2000m的气井同时储备1.50g/cm3的钻井液30m3

油田内部调整井最少储备30t大庆油田⒉钻井工程井控设计⑹钻井液设计

在开发井实施欠平衡钻井时，现场至少储备可用大于1.5倍以上井筒容积、密度高于设计地层压力当量钻井液密度0.2gcm3以上的钻井液；在探井井实施欠平衡钻井时，现场至少储备可用大于2.0倍以上井筒容积、密度高于设计地层压力当量钻井液密度0.2gcm3以上的钻井液；现场还应储备足够的加重材料和处理剂。⒉钻井工程井控设计

钻井工程设计书应明确对探井、预探井、资料井应采用地层压力随钻预（监）测技术；绘制本井预测地层压力梯度曲线、设计钻井液密度曲线、dc指数随钻监测地层压力梯度曲线和实际钻井液密度曲线，根据监测和实钻结果，及时调整钻井液密度。⑺地层孔隙压力检测⒉钻井工程井控设计

根据地层流体中硫化氢和二氧化碳等有毒有害气体含量及完井后最大关井压力值，并考虑能满足进一步采取增产措施和后期注水、修井作业的需要，工程设计书应按照SY/T5127《井口装置和采油树规范》标准明确选择完井井口装置的型号、压力等级和尺寸系列。⑻H2S和CO2等有毒气体的设计⒉钻井工程井控设计⑼调整井井控设计

在已开发调整区钻井，地质设计书中应明确油气田开发部门要及时查清注水、注气（汽）井分布及注水、注气（汽）情况，提供分层动态压力数据。钻开油气层之前应采取相应的停注、泄压和停抽等措施，直到相应层位套管固井候凝完为止。⒉钻井工程井控设计⑽井控技术主要要求

制定有针对性的井控技术措施，立足于搞好一次井控工作，钻井施工中做好二次井控的准备工作，及时发现和处理油气显示、溢流等异常情况。

井控设备的试压维护保养、活动要求。

防喷演习、破裂压力试验、低泵速试验等方面的要求。

井控应急措施，包括压井钻井液及井控工具的储备、压井措施、消防灭火、环保等主要内容。

保证通讯设备畅通的要求。⒉钻井工程井控设计二、欠平衡钻井井控设计

欠平衡钻井是通过旋转防喷器（或旋转控制头）和节流管汇控制井底压力，允许井涌和适度井喷，只有在井口回压（套压）超过一定值时，采用常规井控技术来控制井底压力以防止井喷失控。欠平衡钻井不存在一级井控阶段。井底压力控制是欠平衡钻井成功的关键，如果井底压力控制不当，会造成过压钻井，导致油气层污染，从而降低油气井产能，甚至引起井漏井喷等井下复杂事故，因此影响整体勘探开发效果。⑴地质条件清楚地层压力、温度地层岩性、敏感性地层流体特性、组分、产量地层稳定性满足实施欠平衡钻井要求地层流体中硫化氢含量低于50ppm⒈欠平衡钻井实施条件⑵井眼条件

对主要目的层欠平衡钻井，上一层套管应下至欠平衡钻井井段顶部

对于气体钻井，上层套管抗外挤强度应按全掏空进行设计，安全系数大于1.125

固井质量合格，满足欠平衡钻井施工要求

对于空气钻井，应考虑井眼尺寸能否满足钻井流体当量循环密度的要求⒈欠平衡钻井实施条件⑶装备条件⒈欠平衡钻井实施条件

钻井装备及专用装备、工具、仪器满足欠平衡钻井施工的工艺及安全要求。⑷队伍条件

欠平衡技术服务队伍应具备集团公司主管部门颁发的相应资质，钻井队应具备已级以上资质条件。⒉欠平衡钻井方式欠平衡钻井流体密度，g/cm3欠平衡钻井方式气体0.0012～0.012气相欠平衡钻井雾0.012～0.036雾化钻井泡沫0.036～0.48泡沫钻井充气钻井液0.48～0.84充气钻井液体0.84～2.28液相欠平衡钻井⑴欠平衡钻井流体及方式⑴在解决非产层段机械钻速低、井漏和压差卡钻等钻井问题时，采用气体、雾和泡沫流体。⑵在产层段解决地层损害和漏喷并存问题，应根据地层压力系数大小选择液体钻井液、充气钻井液或泡沫流体。⑶在低压低渗气层，用气体类的钻井流体来提高产量。⑷国内有酸性气体的地层不使用欠平衡钻井技术，或发现酸性气体后，中止欠平衡钻井。⒉欠平衡钻井方式⑵选择原则⒉欠平衡钻井方式⑶方式选择

选择前，对欠平衡钻井井段进行井壁稳定性分析

根据地层压力系数确定钻井流体类型和欠平衡钻井方式

欠平衡钻井方式的选择与所解决的问题和应用对象有关

欠平衡钻井方式的选择应考虑设备和技术能力

考虑地层产出的流体，能否在地面进行安全、经济地处理

在同一井中，不限于使用一种欠平衡钻井方式⒊欠平衡压差设计

欠平衡压差大于零，小于孔隙压力与地层坍塌压力之差

欠平衡压差要考虑地面处理系统的处理能力

欠平衡压差要考虑旋转控制头或防喷器的额定动压，对气井进行液相欠平衡钻井时尤其要注意

在液相欠平衡钻井中此值要设计得小一些，一般取0.7~1.4MPa

在气体和雾化钻井中此值不作特别设计

在泡沫和充气钻井中，此值可设计得大些，但要兼顾井壁稳定和地面处理系统的处理能力。充气钻井，此值一般在1.7~3.5MPa。

对于水平井，此值应确保整个水平段处于欠平衡状态非储层的气体钻井？⒋钻具组合

钻盘钻井宜使用六方钻杆或三方钻杆

使用达到一级钻具标准的18°台肩钻杆

气体钻井使用的所有钻具止回阀应是气密封试压合格产品

方钻杆应使用上、下旋塞

钻柱中至少应接一个钻具止回阀，底部（钻头之上）应接一个止回阀

钻杆充气时，在钻柱的上部接一个钻具止回阀；可以在钻柱中间接若干个钻具止回阀，阻止两相流分离

要进行不压井起下钻作业时，应安装能泄压的止回阀

如果需要反循环作业或原钻杆测试，应在钻铤上接一个投入式旁通阀满眼钻具

215.9mm钻头+159mm箭型回压阀2个+214mm稳定器+159mm短钻铤1根+214mm稳定器+159mm钻铤1根+214mm稳定器+159mm钻铤21根+127mm钻杆双钟摆

215.9mm钻头+159mm箭型回压阀2个+159mm钻铤2根+214mm稳定器+159mm钻铤1根+214mm稳定器+159mm钻铤21根+127mm钻杆单钟摆

215.9mm钻头+159mm箭型回压阀2个+159mm钻铤2根+214mm稳定器+159mm钻铤21根+127mm钻杆气体钻井的钻具组合开钻次数井控装置名称型号试压要求介质压力MPa时间min允许压降MPa三开套管头133/8

95/8

51/2

－70清水70.010.0≤0.7钻井四通ST28-70清水70.010.0≤0.7单闸板防喷器FZ28-70清水70.0双闸板防喷器2FZ28-70清水70.0环形防喷器FH28-35清水24.5压井管汇YG-70清水70.0节流管汇JG-2S-Y-70清水70.0放喷管线φ127清水10.0压井管线φ73清水25.0地面高压循环系统\清水25.0旋转防喷器XK35-10.5-21清水14.7（静压）10.0不漏钻井液8.4动压，70rpm液气分离器YQF-8000空气0.810.0不漏燃烧管线φ203空气0.510.0不漏进液管线φ127空气0.810.0不漏气体钻井设备空压机Sullair1500/350空气2.410.0不漏增压机Konxwestern/E3430空气15.010.0不漏膜制氮设备MD40空气2.010.0不漏注入管线空气15.010.0不漏⒍欠平衡专用装备及流程序号名称组成作用第一部分专用井控设备旋转防喷系统

承受、控制一定的井口压力，确保井口安全。第二部分地面流体处理设备除气设备脱油设备清除固相设备气体燃烧器

对返回的流体进行四相（钻井液、气、油、固相）分离，满足欠平衡钻井工艺的要求。第三部分流体产生处理设备制氮设备充气设备泡沫设备等

制造低密度流体，并注入井内，为实施欠平衡钻井提供低密度流体。

主要有单闸板防喷器、双闸板防喷器、万能防喷器、旋转防喷系统，液控旁通阀。防喷器组的作用同普通钻井防喷器组的作用是一样的，旋转防喷系统的作用是密封井口环空，保证井口在带压情况下，能进行钻进、起下钻等作业。⑴防喷器组

与常规钻井基本一样，但必须配备一只以上液动节流阀、节控箱及附件，便于远程控制节流阀。其作用是根据工艺要求和井口压力情况，控制地层流体进入井眼的速度，把井口套压控制在允许的范围内或实施节流放喷。⑵节流管汇⑶内防喷工具

内防喷工具主要有上、下方钻杆旋塞，投入式止回阀、箭形回压阀等。其作用是在欠平衡钻井作业时防止钻具内井喷。井下套管阀不压井起下钻装置旋转防喷器液动旁通阀单闸板防喷器双闸板防喷器分体式套管头接放喷管线压井管汇接液气分离器液相欠平衡井口示意图气体钻井工艺流程StraightAirLayoutSampleCatcherMeterRunandBartoncirc.recorder45mMin.fromWellheadBoosterCompressorsStandPipeBleedoffvalveAirManifold8"o10"BlooieLineRotaryHeadBurningpitPrimaryCompressorsCheck&RigvalveChokeInjectionvalvebypassvalve回收池排砂管线取样点点气点支架井架管线空气放压管线井口放压管线旋转防喷头降尘口气测口增压机增压机空压机空压机空压机空压机制氮膜制氮膜空压机空压机制氮膜⒎欠平衡钻井井控设计重点措施要求⑴燃烧管线或排砂管线应顺着季风方向延伸至距井口75m以远的安全地带，并修建燃烧池和挡火墙。燃烧池大小和挡火墙的高度应满足欠平衡钻井安全要求。燃烧管线上安装防回火装置，出口应安装自动点火装置，其点火间隔时间不大于3秒；同时应备用其它点火手段。⑵应为欠平衡钻井配备综合录井仪。录井队和欠平衡钻井服务队伍的监测设备应满足实时监测、参数录取的要求。气体钻井时，岩屑取样器距井口不少于30m。⑶井场条件应满足欠平衡钻井装备的布置和安全作业基本要求。实施气体钻井时，供气设备中的内燃机排气管应加防火罩，供气设备至井口距离不小于15m。⑷应编制欠平衡钻井HSE作业指导书，对健康、安全、环保方面的风险进行辨识，并针对所识别出的风险，制定具体的风险防范措施，以满足技术、工艺、设备等方面安全生产的要求。⒎欠平衡钻井井控设计重点措施要求三、井控设计的主要内容

中石油勘探与生产分公司油勘字［204］35号《×××井钻井工程设计》对钻井设计的格式内容进行了规范。《×××井钻井工程设计》是油田甲方行为，中石油各油田公司的钻井工程设计都按此格式，结合本油田的钻井井控实施细则进行井控设计的。

一开井口装置示意图

二开井口装置示意图

三开井口装置示意图

节流管汇及压井管汇示意图⒈各次开钻井口装置示意图——包括套管头的尺寸及型号⑴各次开钻井口装置试压要求开钻次数井控装置名

称型

号试

压

要

求介质压力MPa时间min允许压降MPa二开三开…⒉各次开钻试压要求⑵各次开钻套管试压要求开钻次数套管尺寸mm试压介质试压压力MPa试压时间min允许压降MPa⒉各次开钻试压要求⒋井控主要措施⑴井控设备安装要求⑵井控培训要求⑶井控演习要求⑷井控岗位要求⑸加重钻井液储备和加重料要求⑹低泵冲实验和油气上窜速度测定要求⑺中途测试与测井井控要求⒊井控要求范例：徐深27井钻井井控设计⒈井控地质设计

钻探目的：扩大勘探成果，争取丰乐低隆起带与徐东火山岩带含气连片；落实地层，录取岩性及储层流体性质、温度、压力资料。基本数据勘探项目松辽盆地北部天然气勘探项目井号徐深27井井别预探井井型直井地理位置黑龙江省肇东市跃进乡邢家围子村北约0.5km构造位置松辽盆地东南断陷区徐家围子断陷徐东斜坡带测线位置三维

Inline296/trace1208大地座标X5088106(m)Y21694748(m)设计井深

4290

(m)完钻层位沙河子组目的层营城组砾岩及火山岩层⒈井控地质设计

本井位于黑龙江省肇东市跃进乡邢家围子村北0.5km，北西9.3km为洪河乡，北东5.6km为跃进乡，东南7.5km为二井乡，乡政府所在地均有学校，西北1.0km左右有一片幼林。本区内无山岭河流。本井500m以内无油水井。地层井深m系组段第四系20泰康组50白垩系四方台组213嫩江组1268姚家组1440青山口组1912泉头组四段1987三段2447二段2747一段2991登娄库组四段3131三段3400二段3670一段营城组4230沙河子组4290一兴城一～四营城组一、二沙河子组一、二火石岭组侏罗系二基底三四登娄库组一肇州二杨大城子三扶余四泉头组一高台子二、三青山口组葡萄花一二、三姚家组萨尔图一二三黑帝庙四五嫩江组四方台组一二明水组白垩系依安组大安组泰康组第三系第四系段组系油气层岩性剖面地层系统井号层位产层中部深度(m)地层压力(MPa)压力梯度(MPa/100m)地层压力系数平均压力系数树108Y1993.1021.001.061.081.07树111Y1970.5022.301.131.15树111Y2295.7022.400.980.99树111Y2296.5023.801.041.06徐深21K1yc3629.7440.491.121.141.08徐深11K1yc3636.5038.401.061.08徐深21K1yc3688.5040.631.101.12徐深9K1yc3670.2540.91.111.14徐深902K1yc3774.2541.331.101.12徐深301K1yc3900.8037.480.960.98徐深901K1yc3901.7541.721.071.09邻井实测的地层孔隙压力邻井复杂情况提示

四方台组以上疏松地层注意防漏、防塌。青山口组大段泥岩段地层要防止井壁坍塌、防止井漏。深层较致密地层和砂砾岩地层，注意防斜、防卡、防掉钻具。营城组火山岩内部可能有断层发育，注意防斜，同时近平衡段脆性火山岩因破碎易落碎块，疏松的凝灰质岩，遇水易膨胀，特别要注意防卡钻、防井塌。

徐家围子地区肇深6井、徐深6井发生井漏，徐深1井发生1次有控井喷、7次井涌，徐深502井发生3次水浸，徐深21井发生1次气浸，1次井漏。徐深10、徐深15井在营城组火山岩段均发生井塌。本井在钻至相应层位时要注意防斜、防塌、防漏，防止井喷、井涌等。邻井实测的破裂压力井号层位井段m钻井液密度g/cm3破裂压力MPa破裂压力系数树101P1373.0~1374.61.1238.482.86树101Y1948.2~1968.01.16~1.1734.581.80树119F1906.4~1909.01.1934.11.82树119F1945.00~1962.41.2035.51.85徐深3K1yc3757.0~3806.00.82~1.0168.671.85肇深6J3629.0~3637.01.15~1.1655.01.54肇深6J3560.0~3570.01.15~1.1657.71.65徐深3K1yc3935.0~3944.00.91~0.9563.291.64徐深10K1yc3802.0~3812.01.14~1.1577.252.07徐深15K1yc3768.0~3775.01.13~1.1571.51.93徐深901K1yc3911.5~3909.51.13~1.1559.01.54徐深301K1yc3943.0~3950.01.13~1.1555.921.44徐深21K1yc3674~37031.13~1.1566.531.84徐深27井钻井井控设计开钻次序钻头尺寸×井深mm×m套管尺寸×下深mm×m套管下入地层层位环空水泥浆返深m备注一开

444.5×230

339.7×230嫩五段地面插入式固井二开

311.2×2810

244.5×2809.5泉一段地面~2310/1.602310~2810/1.90双密度固井三开

215.9×4290

139.7×4287沙河子组二级：地面~2210一级：2610~4290非连续分级固井⑴钻机设计ZJ50D底座净高7.6m⑵井身结构设计⑵井身结构设计地层井深m系组段第四系20泰康组50白垩系四方台组213嫩江组1268姚家组1440青山口组1912泉头组四段1987三段2447二段2747一段2991登娄库组四段3131三段3400二段3670一段营城组4230沙河子组4290φ339.7mm×230mφ444.5mm×230m泉一段登四段登三段登二段井身结构示意图分级箍设计下深2210mφ244.5mm×2809.5mφ311.2mm×2810.0mφ139.7mm×4287mφ215.9mm×4290m（技术套管）（生产套管）（生产套管）（表层套管）营城组沙河子组1.90g/cm3返至2310m（技术套管）（生产套管）1.60g/cm3返至地面（技术套管）一级返深2610m地层深度m地层分层底界深度m气体钻井井段2810m~3670m充氮气钻井段3670m~4290m0.95~1.05g/cm3纯空气密度地层压力当量密度充气钻井液当量密度⑶各次开钻井口装置示意图①一开井口装置示意图①园井挖深3000mm，园井净深2500mm，其底部灌砂浆厚500mm，并找平，园井内径Ф3000mm。②园井材质，采用5mm的钢板焊制，其内壁采用角钢60m×60mm四周加固，并焊有进出园井的工作扶梯。③园井周围环隙不小于100mm，并灌砂浆固化。④园井中心与转盘中心偏差小于150mm。园井的同轴度小于20mm。园井顶部在地面上30mm-50mm范围内。⑤导管砸入深度不少于9000mm，导管周围灌注砂浆固化，导管中心与转盘中心偏差不大于20mm，倾斜度小于0.5°。⑥园井不允许用红砖砌成，也不允许制成方形，园井应具有防塌能力，其强度应满足后期完井、试油作业的要求。圆井深度和封井器的选择相关转盘双闸板防喷器2FZ35－35四通FS35－35环形防喷器FH35－3513⅜"×9⅝"套管头⑶各次开钻井口装置示意图②二开井口装置示意图③三开井口装置示意图四通FS28－70转盘双闸板防喷器2FZ28－70环形防喷器FH28－35133/8×95/8＂套管头单闸板防喷器FZ28－70双闸板防喷器2FZ28－7095/8×51/2＂⑶各次开钻井口装置示意图

四通10#(-)1#(+)2#(-)3#(-)4#(+)5#(-)6#(-)7#(-)8#(-)9#(+)11#(-)12#(+)13#(+)14#(+)15#(+)16#(-)AB17#(-)18#(-)19#(+)20#(+)节流压井管汇闸阀编号及开关状态示意图说明：1、A-液动节流阀；2、B-手动节流阀；3、4#-液动平板阀；

4、（-）-常开；5、（+）-常关；6、节流阀开1/3~1/2。④二开、三开节流管汇及压井管汇示意图⑶各次开钻井口装置示意图①二开井口装置试压要求井控装置名称型号试压要求介质压力MPa时间min允许压降MPa法兰短节/清水35.010.0≤0.7四通FS35－35清水35.010.0环形防喷器FH35－35清水24.510.0双闸板防喷器2FZ35－35清水35.010.0节流管汇JG－70清水35.010.0压井管汇YG－70清水35.010.0放喷管线Ф127mm钻杆清水10.010.0≤0.7压井管线Ф62mm油管清水20.010.0⑷各次开钻试压要求②三开井口装置试压要求⑷各次开钻试压要求井控装置名称型号试压要求介质压力MPa时间min允许压降MPa法兰短节/清水70.010.0≤0.7四通FS28－70清水70.010.0环形防喷器FH28－35清水24.510.0双闸板防喷器2FZ28－70清水70.010.0单闸板防喷器FZ28－70清水70.010.0节流管汇JG－70清水70.010.0压井管汇YG－70清水70.010.0液气分离器YQF－8000空气0.810.0不漏燃烧管线Ф203mm套管空气0.810.0放喷管线Ф127mm钻杆清水10.010.0≤0.7压井管线Ф62mm油管清水20.010.0⑸井控要求①井控设备安装要求

各次开钻的井口装置要严格按标准规范安装，保证四通出口高度始终不变。

防喷器、钻井四通、套管头、节流管汇、压井管汇、防喷管线和阀门的各部连接法兰的密封垫环槽、密封垫环（BX型密封垫环只能使用一次）要清洁干净，并涂润滑脂安装。各部位的连接螺栓要齐全并对称均匀扭紧，螺栓两端露头长度一致，法兰间隙要均匀。本井处于冬季施工，要做好闸阀和管线等井控设备的防冻保温工作。总体要求：

防喷器底法兰套管短节上下连接不得偏扣、不得电焊，密封满足试压要求。

防喷器主体安装平整，天车、转盘、井口中心的最大偏差不能超过10mm。

防喷器组用16mm钢丝绳正反花蓝螺栓四角绷紧固定，钢丝绳不能妨碍其它操作。

防溢管与顶盖的密封用密封垫环或专用橡胶圈，防喷器上部安装挡泥伞。

具有手动锁紧机构的闸板防喷器应装齐手动操作杆，操作手轮原则上接到井架底座外，靠手轮端应支撑牢固，其中心与锁紧轴之间的夹角不大于30°。挂牌标明开、关方向和到底的圈数及闸板类型。

双闸板防喷器采用上半封闸板，下全封闸板。①井控设备安装要求

防喷器组安装要求

套管头的安装

套管头的安装应符合SY/T5127的规定，套管头的安装应保证四通与防喷管线在各次开钻中的位置不变。

下套管前，准确计算联顶节长度，保证生产层套管头顶面高出地面的高度在0.2m~0.3m之间。

把套管头吊平、摆正下放，下放时注意套管头的密封部位，以免损坏。下放到位后校正出口方位及水平度。

对套管头进行注塑、试压。试压压力为套管抗挤强度的80%与套管头额定工作压力二者中的最小值，稳压30min，压降不大于0.5MPa。①井控设备安装要求

防喷管线应使用经探伤检验合格的专用管材，通径不小于78mm，采用焊接法兰连接或螺纹法兰连接，不允许现场焊接。

安装完毕的节流管汇、压井管汇、防喷管线和钻井四通应达到平直，不允许防喷管线拐弯。

压井管汇接两条压井管线，一条与远程泵连接，配有单向阀，末端有

52mm高压油壬（公头），另一条也配有单向阀，用外径

73mm的油管与钻井泵高压管线连接，在地面管汇处有球阀。

节流管汇、压井管汇、钻井四通两侧的每个闸阀要按照标准编号挂牌，并处于标准的开关状态，节流阀开度1/3~1/2。

节流管汇的钻井液回收管线使用经探伤检验合格、通径不小于

78mm的专用管线，出口处必须固定牢，进入1号罐。拐弯角度不小于120°，不得在井场焊接，螺纹连接余扣不大于一扣。

井控管汇安装要求①井控设备安装要求

节流管汇和压井管汇各接一条放喷管线。放喷管线用法兰连接的通径不小于78mm的专用管线或使用

127mm钻杆并且外螺纹向外，放喷管线长度距井口不小于75m，出口保持平直，距各种设施不小于50m。

放喷管线要平直，螺纹连接紧固牢靠，不得焊接。如遇特殊情况管线需要转弯时，要用铸（锻）钢弯头连接，其角度不小于120°。放喷管线每隔10～15m、转弯处用水泥基墩地角螺栓或地锚固定，其中距放喷口0.5m~2.0m之间必须有双基墩。地脚螺栓直径不小于20mm，埋入长度不小于0.5m。放喷管线需要悬空安装时，悬空处要支撑固定，支撑点间距控制在10m之内。对于活动基墩，必须有不小于1/3高度埋入地下。

放喷口前应挖放喷坑。主放喷坑为3m（宽）×5m（长）×1.5m（深）或体积不小于15m3的回收罐，副放喷坑规格为2m（宽）×3m（长）×1.5m（深）或体积不小于6m3的回收罐挖取的土堆放在放喷坑前方，形成土墙。

在放喷口处有固定或人工点火装置，人工点火点在出口上风方向不小于15m

井控管汇安装要求①井控设备安装要求

远程控制台安装在面对井架大门左侧、距井口不少于25m，距放喷管线或压井管线应有2m以上距离，并在周围留有宽度不少于2m的人行通道，周围10m内不得堆放易燃、易爆、腐蚀物品。

远程控制台总气源应与司钻控制台气源分开连接，并配置气源排水分离器。严禁强行弯曲和压折气管束。

远程控制台电源应从配电板总开关处直接引出，并用单独的开关控制，不得与照明或其它用电器线路串接。

司钻控制台安装在钻台的左侧，即司钻工作位置后面便于操作的地方。

液压管线的连接。连接井口部位井控设备的液压管线用外敷防火花材料的高压耐火隔热软管。节流控制箱安装在钻台的右侧，操作节流控制箱的同时能观察到液动节流阀。

需要标明控制对象的控制闸阀挂牌。①井控设备安装要求

控制装置安装要求

除气器安装在1号罐上，排气管线接出距除气器15m以外。

液气分离器的钻井液排出管线要使用“U”型管，“U”型管高度不小于3m，进入罐或钻井液槽的管线高度要低于液气分离器1/3高度。

液气分离器入口管线用通径不小于78mm的高压耐火隔热软管或专用管线，用法兰连接，不允许现场焊接，每隔4m用水泥基墩或地锚固定。

液气分离器用16mm钢丝绳三角或四角在地面用地锚固定。

液气分离器排污阀用蝶形阀门，并接有排污管线。

液气分离器安装量程为0~4MPa的压力表，在压力表前安装截止阀。

安全阀出口方向指向排污坑或主放喷管线一侧。

液气分离器排气管线外径不小于φ152.4mm，接出距井口不小于50m；在出口处有固定或人工点火装置，人工点火点在出口上风方向不小于15m；固定方式与放喷管线的固定方式相同。①井控设备安装要求

除气设备安装要求

钻具内防喷工具的额定工作压力不小于防喷器额定工作压力。

钻具接方钻杆上旋塞、方钻杆下旋塞，备用钻具止回阀和旋塞。旋塞开关扳手放在钻台工具箱上，有专人管理。

备用一根防喷钻杆，旋塞处于常开状态，上有提环，下有螺纹保护器，钻台上有旋塞扳手。在钻进时放置在滑道左侧的钻杆支架上，其它工况放置在大门坡道上。

钻具组合中的钻铤只有一种螺纹类型，且与钻杆螺纹不相同，要在防喷钻杆外螺纹端连接钻杆与钻铤内螺纹的转换接头，并紧扣；钻具组合中的钻铤有两种或两种以上的螺纹类型，要在钻台上准备与不同螺纹类型钻铤内螺纹匹配的专用转换接头。

在钻台上再备用一只能够与防喷钻杆中旋塞连接的钻具止回阀。

防喷钻杆、钻具止回阀、专用转换接头等内防喷工具表面全部涂红漆。

钻具内防喷工具要求①井控设备安装要求

井控监测仪器及钻井液处理装置

在密闭罐内装钻井液量标尺，按每小格1m3

、每大格5m3设计。走地面池循环时，在池内应有钻井液量标尺，每小格在1.0~2.0m3

。

配备钻井液循环池液面监测与报警装置。

加重装置处于随时可用的良好状态。

按照钻井安全标准配备有毒有害气体监测仪器、仪表。

冬季施工，井架底座围布及循环罐保温棚应留有通风口。①井控设备安装要求②井控技术培训要求

对工人的培训，要以能及时发现溢流、正确实施关井操作程序、及时关井、会对井控装备进行日常维护和保养为重点。

对钻井队干部的培训，要以正确判断溢流、正确关井、迅速建立井内压力平衡、能正确判断井控装备故障、具有实施井喷及井喷失控处理能力为重点。

对井控车间技术干部、现场服务人员的培训，要以懂井控装备的结构、原理，会安装、调试，能正确判断和排除故障为重点。

对钻井公司经理和总工程师的培训，要以井控工作的全面监督管理、复杂情况下的二次控制及组织处理井喷失控事故为重点。⑸井控要求③防喷演习要求

在一个月内对每个现场钻井班按不同钻井工况至少各进行一次防喷演习，但要保证每个现场钻井班在施工井都能按不同钻井工况至少各进行一次防喷演习。演习中，要求井场内施工相关方进行联合演习。

钻井队每个在现场施工的生产班组都能正确进行不同工况下的防喷演习时，方可钻开油气层。

钻进和空井状态应在3min内控制住井口，起下钻作业状态应在5min内控制住井口。

防喷演习由司钻组织进行。演习结束后，司钻、值班干部、技术员讲评并进行记录。⑸井控要求④坐岗要求

由钻井液工（无钻井液工由副司钻）从二开开始担任坐岗。加强溢流预兆及溢流显示的观察，做到及时发现溢流。发现溢流、井漏及油气显示等异常情况，应立即报告司钻。

严格执行报警、关井的溢流