第六章 油气井压力控制
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钻井实施细则
第一章 总 则
第一条 为贯彻公司《XX与油气钻井规定》和相关标准规范,确保公司工作的有效开展,防止井喷失控事故的发生,结合公司实际,制定本细则。
第二条 井喷是钻井事故,井喷失控是灾难性事故。一旦发生井喷失控或着火爆炸,将会打乱正常的生产和工作秩序,造成人员伤亡、设备毁坏、油气井报废、油气资源破坏和环境污染等严重后果。
第三条 钻井工作是一项要求严格的系统工程,涉及到开发、钻井工程、安全环保和教育培训等部门。各单位各部门必须认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,牢固树立“井喷是可以预防的、井喷失控是可以避免的”、“井喷失控是责任事故”的理念,坚持“、环保,联防联治”的原则,构建完善“积极”长效机制,加强基础工作,坚决杜绝井喷失控事故的发生。
第四条 钻井技术是保证油气XX钻井安全的关键技术。做好工作,既有利于发现和保护油气层,又可有效地防止钻井井喷、井喷失控事故的发生。
第五条 本细则规定了公司钻井风险分级和管理、设计、装置、钻开油气层前的准备和检查验收、油气层钻井过程中的作业、防火、防爆、防硫化氢措施和井喷失控的处理、管理制度等九个方面的内容。
第六条 本细则适用于公司钻井作业的管理。公司有关部门、单位及进入公司区域作业的钻井和专业技术服务单位必须执行本细则。
第二章 风险分级与管理
第七条 井位踏勘、钻前准备和编制钻井设计时,必须进行风险识别,针对主要危害和重要环境因素,制定有针对性和可操作性的防控措施和应急措施。
第八条 根据公司实际,从设计井的地质条件、地面环境和工艺技术难度等入手,钻井风险分为三级:
一级风险井:区域探井、油气井、高压油气井、高含硫油气井、深层潜山井、欠平衡钻井和海洋钻井平台施工井。
二级风险井:探井、评价井、含硫油气井、水平井、侧钻及中途测试等特殊工艺井,NP1-1人工端岛和NP1-2 、NP1-3、 NP4-1、NP 4-2人工岛上施工的其它井。
第6节 常规压井技术
常规压井技术是指管柱在井底的常规压井法,简称井底常压法压井。主要包括一次循环法、二次循环法和边循环边加重法等。
6.1 溢流控制原理
若井内压力受到控制便不会形成溢流、井涌。发生溢流迅速关井是井控的第一步,也是最重要的一步。即便把井安全关住了,控制也是暂时的。没有排除油气侵,井液密度不能平衡地层压力,不可能实现开井恢复生产。
6.1.1 井底常压法压井原理
井底常压法压井是一种保持井底压力保持恒定并始终等于或略大于地层压力,而排出井内受油气侵修(压)井液的压井方法。
6.1.1.1 压井的概念
压井是井下作业施工过程中最常见最基本的作业环节,往往是实施其他作业的前提。压井是将一定量的符合性能要求的修(压)液泵入井内利用其液柱压力平衡地层压力的过程,或者说是利用专门的井控设备和技术向井内注入一定密度和性能的修(压)井液建立井内压力平衡的过程。
压井的成败会直接影响到后续施工作业。正确地确定地层压力,正确地选用符合性能要求的修(压)井液,制定合理的施工方案,动用有效的井控装备是压井作业的关键。
6.1.1.2 井底常压法原理
井底常压法的基本原理是在实施压井过程中始终保持井底压力与地层压力的平衡,不使新的地层流体流入井内,同时又不使控制压力过高,危及地层与设备。
6.1.1.3 井底常压法的优点
井底常压法计算简单,操作方便,容易在现场实现。井底常压法的优点可以概括为:
1.它是一个通用的方法,包括大多数作为特殊情况的现有方法。
2.能处理井涌时遇到的各种情况。
3.简单而易为油田井下作业人员使用。
4.包括了现用方法所忽略的一些情况。
5.适用于油田井下作业且为实践所证明。
井底常压法是排除油气侵的一种合乎逻辑的概念。通过一步一步的程序,在压井过程中即使遇到偶然的复杂情况,也能使你正确地操作泵和控制节流压力。
6.1.2 “U”形管原理
要正确实施井底常压法压井,就必须充分了解井底压力、油(立)管压力和套管压力之间的关系。而能够描述三者关系的最好方法就是U形管原理。
1 井控基本知识
1、 井控:指对油气井压力的控制;分为初级井控、二级井控、三级井控。
2、 初级井控(又称一级井控):仅用修井液液柱压力就能平衡地层压力的控制;此级井控状态的表现是:没有地层流体侵入井内,井涌量为零,自然也无溢流产生。
3、 二级井控:是指仅靠井内修井液液柱压力不能控制住地层压力,井内压力失去平衡,此级井控状态的表现是:地层流体侵入井内,出现井涌,地面出现溢流,此时要依靠关闭地面井控设备建立的回压和井内液柱压力共同平衡地层压力,依靠井控技术排除气侵修井液,处理掉井涌,恢复井内压力平衡,使之重新达到初级井控状态。
4、 三级井控:是指二级井控失败后,井涌量大且失去控制而发生的井喷(即:井喷失控),此时,要利用专门的设备和技术重新恢复对井的控制,使其达到二级井控状态,然后再进一步恢复到初级井控状态。三级井控就是平常说的井喷抢险。
5、 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,井喷失控就是井下作业中恶性事故,在实际工作中必须予以杜绝。
6、 井侵:井底压力小于地层压力时,地层流体(油、气、水)进入井筒的现象。
7、 溢流:当井侵发生后,井口返出的修井液比泵入的量多,停泵后井口修井液有外溢的现象。
8、 井涌:溢流进一步发展,钻井液或压井液涌出井口的现象。
9、 井喷:地层流体(油、气、水)无控制地进入井内,使井内流体喷出井
2 口。
10、软关井:发现溢流后,先打开放喷阀(套管闸门),然后关闭防喷器,再关节流阀。
11、硬关井:发现溢流后,立即关闭防喷器。
12、井喷失控的危害:①打乱全面的正常生产、工作秩序,影响全局生产。②极易引起火灾和地层坍塌,造成机毁人亡、油气井报废等严重事故,带来巨大的经济损失。③使修井事故复杂化。④严重伤害油气层、破坏地下油气资源。⑤油气无控制喷出地面进入空中,造成环境污染,影响周围人民的生命财产。⑥在国际、国内造成不良的社会影响,对企业的生存与发展极为不利。
天津工程职业技术学院毕业实践
1 井控技术
射孔工艺:
射孔完井时目前国内外使用最广泛的完井方法。在射孔完井的油气井中,射孔孔眼时沟通产层和井筒的唯一通道。如果采用恰当的射孔工艺和正确的射孔设计,就可以使射孔对产层的伤害最小,完善系数高,从而获得理想的产能。
射孔工艺可分为正压和负压工艺,用高密度射孔液使液柱压力高于地层压力的射孔为正压射孔;将井筒液面降低到一定深度,形成低于地层压力建立适当负压的射孔为负压射孔。
一、井控设备
井控设备系指实施油气井压力控制所需的一整套设备、仪器仪表和专用工具。
(一)油气钻井井控设备的安全配套标准
为了满足油气井压力控制的要求,井控设备必须能在钻井过程中对地层压力、地层流体、钻井主要参数、钻井液参数等进行准确地监测和预报;当发生溢流、井喷时,能迅速控制井口、节制井眼中流体的排放,并及时泵人压井钻井液使之在维持稳定的井底压力条件下重建井底与地层之间的压力平衡。即使发生井喷失控乃至着火事故,也具备有效的处理条件。因此,标准配套的井控设备应由以下主要部分组成。
1. 以液压防喷器为主体的钻井井口,又称防喷器组合。其主要包括:
1)液压防喷器;
2)套管头;
3)四通;
4)过渡法兰。
2. 液压防喷器控制系统。其主要包括:
1)司钻控制台;
2)远程控制台;
3)辅助遥控控制台。
3. 以节流管汇为主的井控管汇。其主要包括:
1)节流管汇及液动节流阀控制箱;
2)放喷管线;
3)压井管汇; 毕业时间报告
2 4)注水管线;
5)灭火管线;
6)反循环管线。
4. 钻具内防喷工具。其中包括:
1)钻具止回阀;
2)方钻杆上、下旋塞;
3)投入式止回阀;
4)旁通阀。
5. 以检测和预报地层压力异常为主的井控仪表。其主要包括:
1)钻井液返出温度监测报警仪;
2)钻井液密度监测报警仪;
3)钻井液返出流量监测报警仪;