学习任务三 司钻法压井
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四种常规压井方法四种常规压井方法1、边加重钻井液边循环压井法。
这种处置方法可以在最短的时间防喷制住溢流,使井控装置承受的压力最小、承压时间最短,可以减少钻具粘卡等井下事故,因此是最安全的,但这种处置方法计算较复杂,需要进行许多的计算。
2、继续关井,先加重钻井液,再循环压井(等待加重法或工程师法)法。
该处置可以在一个循环周完成,所需时间最短,井口压力较小,也较安全,压井多采用这种方法,但是关井时间长,对循环不利,因此该方法效果的好坏关键取决于是否能迅速加重钻井液。
以不变的泵速循环注入加重钻井液;在加重钻井液到达钻头的过程中,调节节流阀使立压由初始循环值下降到终了循环值(加重钻井液低泵冲泵压),使套压值保持不变;当加重钻井液到达钻头后向环空上返过程中,立压值保持不变,套压值逐渐下降,当加重钻井液到达井口时,套压降为零,重建起地层——井眼压力平衡,压井结束。
3、先循环排出受侵污的钻井液,关井、加重钻井液,再循环压井(两步控制法或司钻法)法。
这种处置相对来说是安全的,技术上也比较容易掌握,但需要最长的时间和最大程度的应用井口装置。
钻井液在第一个循环周内未加重,因此立压不变(或初始与终了循环压力相等),同时第一循环周结束,关闭节流阀时,套压应该等于立压。
4、先循环排出受侵污的4、先循环排出受侵污的钻井液,然后边加重钻井液边循环压井法。
这种处置方法既复杂又需要时间更长附件1-13井压井施工单年月日设计人:审批人:工程师法压井步骤1、在关井套压小于最大允许关井套压值的情况下,继续关井,先加重泥浆,再循环压井(工程师法)。
组织一切力量迅速加重配浆是关键。
2、以进入目的层后最后一次低泵冲试验的泵冲及排量,循环注入加重泥浆;在加重泥浆到达钻头的过程中,调节节流阀使立压由初始循环值下降到终了循环值(加重泥浆低泵冲泵压),使套压值保持不变。
3、当加重泥浆到达钻头后向环空上返过程中,调节节流阀使立压值保持不变,此时套压值逐渐下降,当加重泥浆到达井口时,套压降为零,重建起地层——井眼压力平衡,压井结束。
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON2008N O .12SC I ENCE &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O N工业技术1基本原理[1-2]根据地层压力的大小选择适当的压井液,用一定的工艺方法在井筒内建立一定液柱压力,以达到控制地层压力目的,这个过程叫压井。
压井的基本原理为:在压井过程中,保持泥浆泵排量不变,始终使井底压力大于地层压力且恒定不变。
当井内出现溢流后,要排出井内溢流就必须在控制井口的情况下,对井口施加一定的压力,允许井内溢流发生膨胀,才能保证井下安全,同时又能阻止地层流体再次流入井内。
2数学模型[3-4]司钻法压井的特点为:第一循环周结束,关井立压等于套压,即P d =P a ;第二循环周结束,立压等于循环压降,套压为0。
停止循环后,立压和套压等于零。
2.1套压计算2.1.1气柱从井底到井口的过程P a =P p -9.81ρm (l-l g )-P w (1)式中:P a ——地层压力,K Paρm ——原钻井液密度,g/cm 3l ——井深,m l g ——气柱长度,m P w ——气体自重,K Pa2.1.2压井液进入井内,但未进入环空压井液进入钻柱,但未进入环空时,井口套压值保持不变。
(3)2.2立压计算2.2.1当压井液未进入钻杆,立压为关井立压(5)式中:P a ——钻柱内和钻头压降,M Pa 2.2.2压井液进入钻杆,但未达到钻头时(6)式中:l m ——压井液在钻柱中的长度,m 2.2.3压井液到达钻头并进入环空(7)2.3计算框图框图见下图1。
2.4压井实例某井用密度为1.23g/c m 3的钻井液(范氏粘度仪600转和300转读数分别为45转和30转)进行钻井,当钻至井深3000m 时,发生溢流,溢流后,关井、停泵,测得关井立压1.5M Pa ,关井套压6.1M Pa ,泥浆池增量4m 3。
司钻法压井机理司钻法压井当发生溢流关井后,关井立压和套压的显示有以下几种情况。
A、关井立压和套压均为零。
这种情况说明井内泥浆静液压力能平衡地层压力。
泥浆受油、气侵不严重,采用开着封井器循环除气的方法处理即可。
B、关井立压为零,套压不为零。
这说明泥浆静液压力仍能平衡地层压力,只是环空泥浆受侵污严重。
这时必须关闭封井器,通过节流阀循环,排除环空受侵污的泥浆。
循环时要通过调节节流阀的开启大小,控制立压不变。
关井立压不为零。
表明井内泥浆静液压力不能平衡地层压力。
必须提高泥浆密度进行压井。
压井时一般采用小排量压井。
主要原因是用小排量循环压井,泵压较低,可以减小循环设备和管汇的负荷。
有利于提高这些设备在压井作业中的可靠性,保证压井作业顺利进行。
否则,采用大排量压井,会使泵压增高,设备负荷增大甚至超过工作能力造成事故。
同时也易压漏地层,影响压井作业顺利进行。
因此在一般情况下,压井排量采用正常钻进时的排量的1/2-1/3。
常用的压井方法有司钻法和工程师法两种。
下面介绍司钻法压井。
司钻法又称两步法,司钻法压井分两步完成。
第一步(第一循环周),循环排除井内受侵污的泥浆。
第二步(第二循环周),用重泥浆循环压井。
压井的具体步骤是:1、计算压井所需的基本数据在压井施工前,必须迅速、准确的计算出压井所需的基本数据。
2、填写压井施工单3、压井第一步(第一循环周)基本做法是通过节流阀用原浆循环调节节流阀的开启程度,控制立压不变,以保持在井底压力不变的条件下,将环空内受侵污的泥浆排至地面。
具体步骤及操作方法:(1)缓慢启动泵并打开节流阀,使套压保持关井套压。
(2)当排量达到选定的压井排量时,保持排量不变循环。
调节节流阀使立压等于初始循环立管总压力Pt1,并在整个循环周内保持不变。
如立压超过Pt1时,应适当开大节流阀,反之,则应关小节流阀。
应该注意:在调节节流阀的开大或关小和立压呈现上升或下降之间,由于压力传递需要一定的时间,因此存在着迟滞现象。
司钻法压井施工设计一、基本情况1、井号:培训1井2、井身结构:244.5mm套管×2000米 215.9mm钻头×3000米3、井口井控装置:FH28-35环形+FZ28-70单闸板+ FZ28-70双闸板。
节流压井管汇YG/JG-70,环形防喷器试压24MPa,30分钟未降;全封、半封防喷器及节流压井管汇均试压49MPa,30分钟未降;放喷管线试压10MPa,30分钟未降。
4、地质分层(略)。
5、显示情况显示类别:溢流,井深3000米,层位:飞仙关,灰岩。
用钻井液密度1.20g/cm3,钻至井深3000m,发生溢流,关井立压3 MPa,关井套压4.5 MPa,钻井液罐增量3 m3。
二、有关计算压井思路:采用司钻法进行压井作业,首先用原浆控压循环排出环空受污染的气侵泥浆,再用注入压井液实施压井作业,重建井内压力平衡。
压井排量控制在10L/S,附加安全压力3 Mpa。
1)钻具内容积:钻杆段+钻铤段2)环空容积:裸眼钻铤段+裸眼钻杆段+套管钻杆段3)井筒容积:(忽略钻头以下5米)4)最大允许关井压力:2000米处的破裂压力-2000米以上液柱压力5)溢流距离井底高度(只计算环空也认为合理,即138.5米高度也正确)6)地层压力:地层压力=关井立管压力+泥浆柱静压力7)压井泥浆密度:压井泥浆密度=地层压力当量密度+附加密度8)初始循环压力:循环压力与排量的平方成正比9)终了循环压力:10)初始立管总压力:压井排量下的循环压力+关井立压+附加压力11)压井液到达钻头时间:钻具内容积除以压井排量12)计算压井液从钻头到达套管鞋时间:裸眼钻铤段与裸眼钻杆段的容积和除以压井排量13)计算压井液从钻头到达地面时间:环空总容积除以压井排量压井作业单压井作业中立压变化曲线P10 MPa4.7 MPa178分133分t311分三、组织分工职责1.指挥组①负责制定施工技术方案和安全措施。
②负责实施压井全过程的组织、指挥和决策,按设计要求和工程需要组织调度人员、器材,贯彻、落实各项工艺技术措施和安全工作。