第一章_井控的基本知识

二级井控：依靠井内正在使用 的压井液不足以控制地层压力，井内 压力失衡，地层流体侵入井筒内，出 现溢流和井涌，需要及时关闭井口防 喷设备，并用合理的压井液恢复井内 压力平衡，使之重新达到初级井控状 态。
第一章、井控的概念
三级井控：发生井喷， 失去控制，使用一定的技术和 设备恢复对井喷的控制，也就 是平常所说的井喷抢险，可能 需要灭火、邻近注水井停注等 各种技术措施。
化的不同严重程度。
第一章、井控的概念
第二节
井下各种压力及相互关系
第一章、井控的概念
一、井下各种压力的概念 1．压力 了解压力的概念及各种压力之间的 关系对于掌握井控技术和防止井喷是非 常重要的。 压力是指物体单位面积上所受的垂 直力。压力的单位是帕，符号是Pa。 1Pa是1m2面积上受到1N(牛顿)的力时 形成的压力，即1Pa=1N／m2。
第一章、井控的概念
(3)用流体当量密度表示地层压力。地层压力梯 度消除了地层深度的影响，如果同时消除地层 深度和重力加速度的影响，那么地层压力便可 直接用流体当量密度来表示。这个密度通常称 为压井液的当量密度。
所以ρ0= ρgh /gh= ρ 式中ρ0——压井液的当量密度，g／cm3。
又因为p=ρgh
井下作业井控技术
第一章 井控的基本知识
第一章、井控的概念
井喷失控的原因及危害 “一五”到“八五”期间，全国共钻 各类油气井160398口(进尺27788万 米)．据不完全统计，累计发生井喷失控 271口，占完成井的0．0016，其中井喷 失控后又着火的井81口，占井喷失控井 的30％．因井喷失控着火烧毁钻机和井 喷后井口周围地层塌陷埋掉钻机的共61 口．
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综观各油气田发生井喷失控 的实例，分析井喷失控的直接原因， 大体可归纳为以下14个方面： (1)起钻抽吸，造成诱喷． (2)起钻不灌钻井液或没有灌满． (3)不能及时准确地发现溢流． (4)发现溢流后处理措施不当．
第一章、井控的概念 (5)井口不安装防喷器． (6)井控设备的安装及试压不
第一章、井控的概念
4．井喷 地层流体无控制地涌入井筒，喷出地 面的现象。 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称之为井喷失控，这 是井下作业中的严重事故。
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综上所述，井侵、溢流、井
涌、井喷、井喷失控反映了地层压
力与井底压力失去平衡后井下和井 口所出现的各种现象及事故发展变
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4．压力系数 压力系数是指某深度的地层压力与该深 度的静水柱压力之比。地层压力系数无单位， 其数值等于平衡该地层压力所需修井液密度 的数值。 5．地层压力 地层压力是地下岩石孔隙内流体的压力， 也称孔隙压力。 地层压力又分为正常地层压力和异常地 层压力。
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正常地层压力是指地下某一深度的地层压 力等于地层流体作用于该处的静液压力，正常 地层压力梯度为9．8～10．496kPa／m或压 力系数为10—1．07。 异常地层压力不同于正常地层压力，它分 为异常高压和异常低压。一般情况下，地层压 力梯度小于9．8kPa／m或地层压力系数小于1 的地层即为异常低压；地层压力梯度高于 10．496kPa／m或地层压力系数大于1．07的 地层即为异常高压。
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(3)要认真对待浅气层钻井的井控工作。 (4)在注意高压油气井防喷韵同时，也要注意 中，低压油气井的防喷。 (5)井控工作要各部门密切配合，常抓不懈。 (6)要严格执行井控技术规定，在贯彻实施中， 要注意发现新情况，总结新经验，努力提高 井控工作水平。
第一章、井控的概念 XX油田搞好井控工作 的原则是： 立足于初次井控、搞好 二级井控，杜绝三次井控。 确保各种施工顺利进行。
符合《石油与天然气钻井井控 技术规定》的要求．
(7)井身结构设计不合理。
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(8)对浅气层的危害性缺乏足够的 认识。 (9)地质设计未能提供准确的地层 孔隙压力赞料。 (10)空井时间过长，又无人规察井 口，空井时间过长一般都是由于起完 钻后修理设备或是等技术措施。
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社会影响。
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例如： 1986年8月中原油田卫146井发生强烈井喷。 1989年元月青海油田台南2井取心起钻途中， 发生溢流。 1970年7月大港油田港75井循环钻井液时发生 严重井喷。 1958年，四川长植坝气田长1井，嘉陵江气藏 井喷，气量超过1000万m3／d，损失天然气达 4．61亿m3，占诙气田总储量的62％，致使该 气藏几乎失去了开采价值．
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要搞好井控工作，必须紧紧抓住思 想重视、措施正确，严格管理、技术培 训和装备配套五个环节．
思想重视是指各级领导要高度重视井控工 作． 措施正确主要指及时发现溢流和发现溢流显 示后按正确的关井程序实行有效控制并及时 组织压井作业，尽快地恢复正常的钻井工 作．
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严格管理指在整个过程中，必须认真 贯彻井控技术规定，建立和健全井控 管理系统． 井控技术培训。 装备配套。 上述五个环节是互相联系的，缺一 不可的，放松了哪一个环节都可能产 生严重的后果．
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对井控工作的正确认识：
其一，由于过去井控装备简陋， 不能有效地关井，特别是对高压油气 层的井． 其二，使用低于油气层压力的 低密度钻井液钻井，试图用井喷发现 油气藏．
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做好井控工作的对策
(1)各级领导必须高度重视井控
工作． (2)搞好井控工作，必须全面系 统地抓好五个环节．
(11)钻进滑失层段发生井漏未能及时 处理或处理措施不当． (12)相邻注水井不停注或未减压．
(13)钻井液中含油过量或混油不均匀，
造成液柱压力低于地层孔隙压力．
(14)思想麻痹，违章操作．
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大量的实例告诉我们，井喷失控是工程中性
质严重、损失巨大的灾难性事故，其危害可概括为
以下6个方面：
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根据需要，压力的单位通常用千帕(kPa)或兆帕 (MPa)。 2. 静液压力是由静止液体重力产生的压力，其大 小取决于液柱密度和垂直高度。 静液压力的计算公式为：
P=ρgH
式中 P——静液压力，Pa； ρ ——液体密度，kg／m3； g —— 重力加速度，9．81m／s； H——液柱垂直高度，m。
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如2km深度的地层压力为 20．972MPa，相同深度的淡 水静液柱压力为1×9．8× 2=19．6MPa，则 地层压力系数 =20.972/19.6=1．07
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7．上覆岩层压力
上覆岩层压力是某深度以上的岩石和
其中流体对该深度所形成的压力。地下某
一深处的上覆岩层压力就是指该点以上至
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(4)用地层压力系数表示地层压力。当用地 层流体当量密度表示地层压力时，人们在 叙述时要说某地区正常地层压力为1．07g ／cm3，为了叙述方便起见，人们往往把 单位去掉，而说某地层压力为1．07，这 就是地层压力系数。 地层压力系数是指某地层深度的地层 压力与该深度处的静水柱压力之比。地层 压力系数无单位，其数值等于平衡该地层 压力所需压井液密度的数值。
因为ρ0=p/gh
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例4 地层深度为2km时，地层压力为 20．972MPa，问地层流体当量密度为多少? 解：ρ0=p/gh=20.972/9.8×2=1.07g/cm3. 由于各地区的地层水矿化度各不相同，有的是 淡水，有的是含有不同量各种盐分的盐水，因此， 各地区的地层水密度也不相同。所以，各地区的 正常地层流体当量密度也各不相同。例如，胜利 油田为1．02g／cm3，东南亚为103g／cm3，墨 西哥为1．07g／cm3。
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6．地层压力的表示方法 目前在井下作业现场有四种压力表 示方法： (1)用压力的具体数值表示地层压力， 如：I0MPa，20MPa等。 (2)用地层压力梯度表示地层压力。 说到某点的压力时，可直接说该点的 压力梯度。
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例1 某地区3500m以上为正常地层压力，测得地层深度为2500m 的地层压力为26．215MPa，求该地区的正常地层压力梯度。 解：G=p/H=26.215/2.5=10．486kPa／m。 例2 某地区地层水密度为1．05g／cm3，求该地区的正常地层压 力梯度。 解：G=ρg=1.05X9．81=10．3kPa／m。 在井下作业施工前，如果已经了解本地区的正常地层压力梯度， 那么在井下作业过程中，要想知道某地层深度地层压力的具体数值， 只要将正常地层压力梯度乘以地层深度即可。 例3 某地区正常地层压力梯度为11.8kPa／m，当井深为2km时， 地层压力为多少? 解：p=GH=11．8X2=23．6MPa。
地面岩石的重力和岩石孔隙内所含流体的 重力之总和施加于该点的压力。
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上覆岩层压力与地层孔隙压力的关系是
式中 Po——上覆岩层压力，MPa； M——基体岩石重力，MPa； Pp——地层孔隙压力，MPa。 上式也可写成：
(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；
(3)井喷失控极易引起火灾和地层塌陷，影响周围
林场建设．
干家万户的生命安全，影响农田水利、渔场、牧场、
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(4)伤害油气层、破坏地下油气资源；
(5)造成机毁人亡和油气井报废，带来巨
大的经济损失； (6)涉及面广，在国际、国内造成不良的
防止发生井涌、井喷、井喷失控和着
火事故。
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二、井控的分级 根据井涌的规模和采取 的控制方法不同，把井下作 业井控分为三级，即初级井 控(一级井控)、二级井控、 三级井控。
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初级井控：依靠井内液柱 压力来平衡地层压力，使得没 有地层流体侵入井筒内，无溢