司钻法压井

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。

压井方法优选与存在的问题压井是利用井控设备和压井方法向井内注入一定比重和性能的压井液，重新建立井下压力平衡的过程。

选取合适、有效的压井方法关系到压井是否成功的关键，一旦发生井喷失控，将会造成重大损失，甚至巨大社会影响，因此，发生溢流或井涌后编制压井方案, 选择最优的压井方法是压井成功的前提。

一、压井方法及优缺点压井方法包括常规压井法和非常规压井法，常规压井法含司钻法、工程师法、边循环边加重法；非常规压井法含平推压井法、置换压井法、低节流压井法、体积控制压井法。

1. 常规压井法⑴司钻法压井。

司钻法又称二次循环法，是指当溢流发生时并且完成关井工作后，考虑先利用钻井液循环将溢流排除，然后再结合钻井液压井的方法。

这种方法的优点在于比较容易掌握，并且最关键的是操作时间短。

缺点是设备承压高，风险相对较大⑵工程师法压井。

工程师法又称一次循环法，是指当发生溢流时，要实现迅速的关井行为并记录重要的溢流数据，通过计算填写压井施工单，然后利用加重钻井液，保证全部工作的实现在一个循环内完成。

工程师法压井的最大优势是装置所承受的压力小，相对风险小，经济效益高。

缺点是：①精确控制井底压力难，影响因素多，一旦控制不好，容易引起油气侵，造成反复压井。

比如：井眼轨迹、井身质量、泥浆密度与循环压降的精确计算困难，高密度泥浆差距大，另外，地面装置在压井过程中，地层砂子反出堵塞通道，需要反复开大、关小节流阀。

因此，立管压力的控制难度大。

②在压井过程中井底漏失量不好掌握，若漏失严重，压井泥浆不够用，也会造成压井失败。

⑶边循环边加重法压井。

边循环边加重法又称同步法或循环加重法。

是指当溢流关井求得地层压力之后，采用边循环边加重的办法压井。

它的优点是在重浆储备不足，边远地区能够很快的开展压井作业。

但是，这种方法的最大缺点是压力的计算比较复杂，因此在实践中很少采用。

2. 非常规法压井⑴平推法压井。

平推法又称压回地层法、挤压法或顶回法，是指从地面管汇向井内注入钻井液将进入井内的地层流体压回地层的压井方法。

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：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。

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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。

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。

1 常规井控压井方法常规压井方法，就是当溢流发生后，能正常实施关井程序并在井底建立循环，在向井内泵入压井液过程中，始终保持井底压力略大于地层压力，完成压井作业的方法。

本文主要对常规压井方法中的司钻法压井和工程师法压井进行研究。

1.1 司钻法压井司钻法是发生溢流关井求压后，第一循环周用原密度钻井液循环，排除环空中已被地层流体污染的钻井液，第二循环周再将压井液泵入井内，用两个循环周完成压井，压井过程中保持井底压力不变。

其具体操作步骤如下：（1）录取关井资料，计算压井所需数据，填写压井施工单，绘出压力控制进度表，作为压井施工的依据。

（2）第一步用原钻井液循环排除溢流。

（3）第二步泵入压井液压井，重建井内压力平衡。

A．缓慢开泵，迅速开节流阀平板阀，调节节流阀、保持关井套压不变。

B．排量逐渐达到压井排量并保持不变。

在压井液从井口到钻头这段时间内，调节节流阀，控制套压等于关井套压并保持不变（也可以控制立管压力由初始循环压力逐渐下降到终了循环压力）。

C．压井液出钻头沿环空上返，调节节流阀，控制立管压力等于终了循环压力，并保持不变。

当压井液返出井口后停泵关井，关井立管压力、套管压力应皆为零。

然后开井，井口无外溢，则说明压井成功；如果立压、套压相同但大于零，则说明有圈闭压力或压井作业流体密度计算不准确，测试应打开节流阀适当排放作业流体；如果立压不降，作业流体不停地流动，则说明压井作业密度偏低，应继续压井。

1.2 工程师法压井工程师法压井是在关井后等待加重作业流体、压井和排除遗留在一个循环周内完成，因此也叫一次循环法或等待加重法。

在整个循环过程中，要保持井底压力等于或稍大于地层压力。

压井的基本作法仍是通过调节节流阀的开启程度，控制立管压力，保持井底压力不变的原则下，用压井液循环压井。

其具体操作步骤如下：（1）缓慢启动泵并打开节流阀，使套压等于关井时的套压值。

当排量达到选定的排量时，保持排量不变，调节节流阀的开启程度使立管压力等于初始循环立管总压力。

司钻压井法操作步骤及说明标题：详解司钻压井法操作步骤及说明引言：司钻压井法是一种重要的油井工艺，用于控制井口的井筒流体。

本文将深入探讨司钻压井法的操作步骤和相应的说明，以帮助读者更好地理解这一关键工艺。

一、司钻压井法的基本概念和原理1.1 司钻压井法的定义1.2 司钻压井法的原理1.3 司钻压井法的应用领域二、司钻压井法的操作步骤2.1 井筒准备和装备2.2 井口准备和安全措施2.3 钻具的位置和操作注意事项2.4 安全套管的设置和检查2.5 压井液的准备和注入2.6 压井过程的监控和调整2.7 压井结束和相关操作记录三、司钻压井法的关键技术要点和注意事项3.1 压井时的井底压力控制3.2 气体溢流和异常情况处理3.3 压井液的选择和性能要求3.4 环境保护和安全生产要求四、司钻压井法的优缺点及其改进措施4.1 优点4.2 缺点4.3 改进措施和发展趋势总结：通过本文对司钻压井法的操作步骤和说明的详细阐述，读者能够全面了解这一重要的油井工艺。

同时，本文也介绍了司钻压井法的优缺点以及改进措施，对读者的实际工作具有指导意义。

观点和理解：司钻压井法作为一种重要的油井工艺，在油井施工和生产中扮演着关键的角色。

其通过控制井口流体，维持井口稳定和安全，避免井喷和其他不良情况的发生。

在操作步骤中，井筒和井口的准备是关键，确保井口的安全是至关重要的。

同时，钻具的位置和操作、安全套管的设置和压井液的准备与注入等环节也需要严格掌握。

在实际操作中，对井底压力的控制、气体溢流和异常情况的处理、压井液的选择和环保要求等都需要全面考虑。

司钻压井法具有操作简便、效果显著等优点，但也存在一些不足之处，如压力控制难度较大等。

未来，我们可以通过技术创新和设备改进来进一步完善司钻压井法。

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