井控模拟训练手册解析

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。

司钻法压井：又称二次循环法，压井过程中需要循环两次钻井液。

工程师法压井：又称一次循环法，压井过程中需要循环一周钻井液。

配制压
井液，用压井液将环空中井侵流体及原浆顶替到地面，直
到重钻井液返出地面。

立压变化规律：1、当重泥浆到达井底之前，立管总压力是变化的。

为保持井底压力不变, 应调节阻流阀使立管总压力按计算的P二值变化。

2、当重泥浆到达井底之后, 为保持井底压力不变, 应调节阻流阀使立管
总压力始终保持P二计算值不变。

待重泥浆返出地面后, 停泵关井, 如
果Pc=Pd=0 则压井完成。

.
套压变化规律：套压变化没有绝对的规律，因为钻井液和气体的混合物在环形空间里的流动是个错综复杂的过程。

溢流量较小时，压井泥浆进入环空初期，套压值
下降，溢流量越小，套压下降越大；若溢流量较大，初期套压值不下降或
下降不多。

若溢流量很大，套压值会上升。

不论溢流量大小，当溢流接近
井口时，套压值都会急剧上升。

由于天然气和盐水的性质不同，所以在环空对套压的影响不同，在前两个
阶段，1、1、在顶替液柱内轻泥浆阶段，天然气溢流上升膨胀，使套压增
加，而盐水不膨胀，所以不使套压增加。

2、在压井泥浆顶替环空轻泥浆时，
天然气溢流柱膨胀的影响大于压井泥浆的影响，套压不断上升，而盐水溢
流不膨胀就会使套压不断下降。

钻井、井控模拟器沈亚明编重庆科技学院井控培训中心目录模拟训练一：正常钻井接钻杆操作训练 2 模拟训练二：正常起钻操作训练 2 模拟训练三：正常下钻操作训练 3 模拟训练四：井下事故处理模拟训练综述 4 模拟训练五：钻具事故 5 模拟训练六：起钻粘附卡钻、沉砂卡钻操作训练 6 模拟训练七：泥包卡钻的判断及处理操作训练 6 模拟训练八：公锥打捞钻具操作训练7 模拟训练九：落物的磨铣操作训练8 模拟训练十：正常钻进与关井训练9 模拟训练十一：起钻杆与关井训练9 模拟训练十二：起钻铤与关井训练10 模拟训练十三：空井与关井训练11 模拟训练十四：司钻法压井训练12 模拟训练十五：工程师法压井训练13 模拟训练十六：超重泥浆司钻法压井训练13 模拟训练十七：空井压井法训练14模拟训练一正常钻井接钻杆操作训练一、训练目的：1、掌握正常钻井司钻操作方法。

2、熟悉钻压、转速、排量调节操作方法。

3、了解钻压、转速、排量与钻速的关系。

二、操作要点：1、在主控计算机和图形计算机上选择相应程序，调节适当的运行速度。

2、在泥浆管汇上，把闸门调节为正循环状态。

3、在司钻台按开始按钮。

松刹把，下钻至钻头距井底二米处，刹刹把，开泵。

开泵，调排量，指重表调零。

调整泥浆密度。

4、启动转盘轻压跑合。

先合转盘离合器，松刹把，加钻压：20~50KN。

跑合：20~30min。

5、正常钻进。

按规定钻压和转速，使钻速最快，钻到大钩距转盘二米时，刹刹把。

6、停钻卸方钻杆。

按8号按钮发信号，停转盘，停泵，摘转盘和泵离合器。

合绞车离合器，松刹把，踩油门，上提钻柱。

钻杆接头提出转盘面0.5~0.7米，刹刹把，按6号按钮放吊卡。

轻放钻柱稳座吊卡(转盘)，继续放2~3秒，合外钳，松卸扣。

7、接单根。

上提方钻杆与小鼠洞单根对扣。

合内钳上紧扣。

合绞车离合器，上提方钻杆，单根余1/3摘离合器。

单根对扣。

合内钳上紧扣。

边松刹把边上扣。

上提钻柱0.2~0.3m，按6号按钮去吊卡，开泵及调整排量。

重庆科技学院井控技术模拟训练手册沈亚明编重庆科技学院石油工程实验中心2014 年2 月1、训练一、正常钻进接钻杆训练------------------------------------------- 21、训练二、正常钻进与关井训练------------------------------------------- 42、训练三、起钻铤与关井训练------------------------------------------- 63、训练四、司钻法压井训练--------------------------------------------- 8训练一、正常钻井接钻杆操作训练一、训练目的：1、掌握正常钻井司钻操作方法。

2、熟悉钻压、转速、排量调节操作方法。

3、了解钻压、转速、排量与钻速的关系。

二、训练设备：DS-2、DS-7 钻井模拟器各一套三、操作要点：1、在主控计算机和图形计算机上选择正常钻井程序，打开环形闸板，上半封闸板，全封闸板，下半封闸板；关闭放喷阀。

2、在泥浆管汇上，把闸门调节为单泵立管正循环状态。

3、下钻，开泵。

在司钻台按1 开始按钮，启动绞车步骤：首先将右侧“驻车制动”向下拉到刹车位置，然后选择交流电机。

注意：将电机启动后，需要将“驻车制动”恢复到中间位置才可使钻具活动。

松刹把，下钻至钻头距井底2-3米2997处，刹刹把。

开泵，启动泥浆泵步骤：首先将MP1 REF旋钮调整至最小，然后将MP1开关打至“ ON”状态。

最后调节MP1 REF旋钮可调整泵冲，调排量30L/S。

指重表调零。

调整泥浆密度。

4、开转盘，下钻井底，加钻压。

首先将RT REF旋钮调整至最小，然后将RT开关打至“FWD ” 状态。

最后调节RT REF旋钮可调整转速80r/min。

松刹把，下钻至钻头距井底3000米，刹刹把加钻压，看指重表，慢慢向前推刹把加钻压12T，钻压不能超过20 T。

5、正常钻进，控制钻压。

第七章井控模拟训练第一节模拟器简介井控培训主要有井控装备、井控技术及井控模拟操作培训，井控模拟装置主要用于初级井控培训时的防喷演习。

该设备安装的传感器、投影、触摸屏等设备，能使图形、图像和声音根据现场模拟操作而变化。

通过模拟器,学员可以看到有关钻井的信息；利用计算机和一系列传感辅助设施，操作虚拟的设备, 获得相应的体验及技能，如图7-1所示。

图7-1 井控模拟装置钻井模拟器包括：司钻操作台、远控台、司控台、立管管汇、节流管汇、节流控制箱、主控计算机、投影及相关仪器等硬件设施。

教师可以通过计算机记录查看学生的操作情况, 并及时地向他们提供建议，当然也可以设置故障，教授学生排除的技巧及原理。

该系统是基于Windows xp开发的应用软件，具有：硬件自检、参数设置、实时显示、二十三个固定题目训练、数据管理、成绩查询等多个功能。

参数包括：地质参数、井身结构参数、钻井设备参数、钻柱参数、钻井液参数、参数极限控制六个方面。

学生学习档案等可以进行输入、修改、查询、备份和打印等操作。

1．司钻操作台（1）钻机、泥浆泵控制面板。

如图7-2、7-3所示。

1）泥浆泵MP1、MP2、MP3控制开关：控制P1、P2、P3启停。

2）泥浆泵MP1 REF、MP2 REF、MP3 REF速度调节旋钮：调节P1、P2、P3速度（泵冲）。

3）PLC选择开关：1或2，选择PLC1或PLC2。

4）PLC选择指示灯PLC1及PLC2：指示PLC状态。

5）动力选择MOTOR SELECT：DWM/OFF/ADM。

6）动力选择指示DWM。

（2）主控触摸屏。

（3）机械参数面板、指重表。

（4）液压钳、手工钳旋钮。

（5）报警喇叭开关。

（6）绞车控制手柄。

（7）十九参数仪。

（8）手刹手柄。

（9）驻停手柄。

（10）泥浆参数控制输入按钮及数显表。

（11）八个钻工（外钳工）动作控制按钮。

图7-2 钻机、泥浆泵控制面板、十九参数仪图7-3 钻工操作面板、动力控制单元2．远控台模拟5个控制对象的远控台，5个控制手柄均带传感器，如图7-4所示。

井控技术培训教程一、引言随着我国经济的快速发展，石油、天然气等能源需求不断增长，油气勘探开发力度不断加大，井控技术在油气钻井作业中的重要性日益凸显。

井控技术是指通过一系列技术手段，对油气井的压力、流量、温度等参数进行有效控制，确保钻井作业的安全、高效进行。

本教程旨在为从事油气钻井作业的工程技术人员提供系统的井控技术培训，提高井控技术水平，保障油气钻井作业的安全、顺利进行。

二、井控技术基础知识1.井控技术概述井控技术是指在油气钻井作业过程中，通过控制井口装置、井身结构、钻井液性能等参数，实现对井底压力、流量、温度等参数的有效控制，确保钻井作业的安全、高效进行。

2.井控技术分类根据控制参数的不同，井控技术可分为压力控制、流量控制、温度控制等类型。

在实际钻井作业中，通常需要综合运用多种井控技术，以满足不同工况的需求。

3.井控技术的基本原理井控技术的基本原理是利用井口装置、井身结构、钻井液性能等参数，改变井底压力、流量、温度等参数，实现对油气井的有效控制。

具体包括：（1）井口装置：通过调节井口装置（如防喷器、节流阀等）的开度，控制井口压力、流量等参数。

（2）井身结构：通过调整井身结构（如套管、筛管等）的尺寸、位置等，改变井底压力、流量等参数。

（3）钻井液性能：通过调节钻井液的密度、粘度、切力等性能参数，影响井底压力、流量等参数。

三、井控技术操作要点1.井口装置操作要点（1）防喷器操作：在钻井作业过程中，要根据井口压力的变化，及时调整防喷器的开度，防止井涌、井喷等事故的发生。

（2）节流阀操作：通过调节节流阀的开度，控制井口压力、流量等参数，保持井底压力稳定。

2.井身结构操作要点（1）套管操作：在钻井作业过程中，要根据地层压力、井深等参数，合理选择套管尺寸、壁厚等，确保井身结构的稳定性。

（2）筛管操作：在完井作业中，要根据油气层特性、井深等参数，选择合适的筛管类型、尺寸等，提高油气井产能。

3.钻井液性能操作要点（1）密度控制：通过调整钻井液的密度，控制井底压力，防止井涌、井喷等事故的发生。

井控培训教案及井控题库全教案章节一：井控基础知识1.1 井控概述解释井控的概念和重要性介绍井控的基本原理和流程1.2 井控设备介绍井控设备的主要组成部分及其功能解释井控设备的工作原理和操作方法教案章节二：井控技术操作2.1 井控技术概述介绍井控技术的基本原理和操作流程解释井控技术的关键参数和控制方法2.2 井控技术操作步骤详细解释井控技术操作的具体步骤提供井控技术操作的实践指导和注意事项教案章节三：井控设备维护与故障处理3.1 井控设备维护介绍井控设备的日常维护和保养方法解释井控设备维护的重要性及其对安全生产的影响3.2 井控设备故障处理介绍井控设备常见故障及其原因提供井控设备故障处理的步骤和方法教案章节四：井控安全与环境保护4.1 井控安全知识介绍井控安全的基本知识和原则解释井控安全的重要性和井控事故的预防措施4.2 井控环境保护介绍井控环境保护的基本知识和要求解释井控环境保护的重要性及其对环境的影响教案章节五：井控题库全解析5.1 井控题目解析提供井控题库的详细解析和答案解释井控题目的出题意图和考察点5.2 井控题目练习与复习提供井控题目的练习和复习资料指导学生如何通过井控题库提高井控知识和技能水平教案章节六：井控设备操作模拟训练6.1 井控设备操作模拟系统介绍解释井控设备操作模拟系统的作用和功能介绍井控设备操作模拟系统的操作界面和操作方法6.2 井控设备操作模拟训练提供井控设备操作模拟训练的具体内容和流程指导学生如何通过模拟训练提高井控设备操作技能教案章节七：井控现场实战训练7.1 井控现场实战训练概述介绍井控现场实战训练的目的和重要性解释井控现场实战训练的基本流程和注意事项7.2 井控现场实战训练内容详细介绍井控现场实战训练的具体内容和步骤提供井控现场实战训练的实践指导和注意事项教案章节八：井控技术考核与评估8.1 井控技术考核概述解释井控技术考核的目的和重要性介绍井控技术考核的基本要求和流程8.2 井控技术考核评估介绍井控技术考核的评估方法和标准提供井控技术考核评估的实践指导和注意事项教案章节九：井控技术创新与发展9.1 井控技术创新介绍井控技术的创新发展和新技术应用解释井控技术创新的重要性和对井控技术的影响9.2 井控技术发展趋势分析井控技术的发展趋势和未来展望提供井控技术发展趋势的相关文献和资料供学生参考分析井控培训的效果和改进方向10.2 井控培训展望展望井控技术的未来发展和应用前景提供井控培训的相关资源和建议供学生继续学习和提升井控技能重点和难点解析教案章节六：井控设备操作模拟训练补充和说明：学生需要掌握井控设备操作模拟系统的操作界面和操作流程，通过模拟训练提高井控设备操作技能。

井喷是地层流体（油、气和水）无控制地涌入井筒，喷出地面的现象。

钻井过程中，井喷是危及海上作业安全的恶性事故，井喷失控是重大恶性事故，井喷失控着火更是灾难性的恶性事故。

溢流失控导致井喷或井喷失控，使井下情况复杂，无法进行钻井作业。

如果井喷失控着火将会造成船毁人亡、井眼报废、破坏油气资源、污染自然环境等严重后果，给国家和企业带来巨大损失。

因此，切实加强防喷工作，掌握和实施井控技术，杜绝井喷事故的发生，确保海上钻井作业安全，是我们海上钻井工作者的头等大事。

溢流和井喷的根本原因是地层和井眼系统的压力失去平衡。

当我们对地层孔隙压力掌握不清，或由于某些外力及人为因素造成钻井液柱压力降低，使静液柱压力小于地层孔隙压力较多时，将导致溢流和井喷。

为了保持地层与井眼系统的压力平衡，在现场作业中，应使钻井液柱压力略大于地层孔隙压力，防止地层流体侵入井眼内。

当溢流发生后，则要利用具有不同功能的各种先进的井控设备控制溢流。

在平台上钻井和地质监督、平台经理、高级队长和司钻等高岗位人员是实施井控技术的关键人物，参加平台钻井作业的人员必须了解井喷的征兆和预防措施，熟悉现代井控装置的功能和特性，掌握和井喷作斗争的原理和方法，而且具有在紧急情况下能够制服溢流和井喷的过硬本领，这就是我们研究和掌握井控技术的根本任务。

异常地层压力的预报和监测要搞好井控，必须准确掌握地层压力，特别是异常高压地层。

为此就要搞好地层异常压力的预告和检测。

目前异常地层压力的预报和监测方法大致有以下几种：1．钻前预报：包括地震法、重力勘探、磁法勘探、电法勘探等地球物理方法以及利用井底以上的电测资料预报井底以下尚未钻开地层的孔隙压力和对邻井资料的综合分析。

2．随钻监测：（1）根据钻井参数的变化进行监测。

其中有根据机械钻速增加、d指数下降、d c指数下降、钻速方程、随钻测井以及扭矩、卡阻增加等现象来判断高压地层的出现。

（2）根据钻井液参数的变化来监测。

钻井液气侵、出口钻井液密度下降、出口钻井液温度上升、钻井液中氯化物含量增加、钻井液的电阻率下降、钻井液性能的突变、泥浆池液面上升、钻井液总量和钻井液出口管流量增加、钻井液灌不进或灌进量减少等现象都可能是异常高压地层出现的征兆。