钻井井控技术讲稿(一)
定向井钻井技术讲座
井身剖面的设计：
有三种：作图法、查图法、解析法 解析法：由于计算机的迅速普及且精度高，解析法为
广泛应用
第二十五页，课件共有185页
二、定向井准备
井眼轨迹的计算方法
1 定向井设计
井眼轨迹的计算方法：
直线法：正切法和平均角法 折线法：平衡正切法 曲线法：圆柱螺旋法（曲率半径法）
现场常使用的方法
第二十一页，课件共有185页
二、定向井准备
1 定向井设计
方位预留角
方位预留角（余量）
定义：实际造斜时的方位与设计方位的差值 利用地层的自然漂移趋势来预留 根据钻具组合和钻头形状而留 但丛式井对方位预留角有限制圆柱，以免井眼碰撞
第二十二页，课件共有185页
二、定向井准备
狗腿严重度
1 定向井设计
是一项多专业、多工种配合的野外流动作业，工作条件
差，安全工作难度大
团结协作、吃苦耐劳
钻井设备庞大而复杂，运动部件多，管线压力高，稍
有不慎，极易造成设备或人员伤亡事故
是一项非常隐蔽的地下工程
熟悉钻井设备
一次性完成
了解地质、研究施工经历
在钻井施工中会出技现术许和多素复质杂情况和不确定因素，容易
狗腿严重度
定义：描述井眼轨迹全角变化的尺度 公式：cos Dog-leg
=(cos(inc1)*cos(inc2)+sin(inc1)*sin(inc2)*cos(direction change))
狗腿严重度大，易产生键槽卡钻、钻具易产生疲劳破坏
第二十三页，课件共有185页
二、定向井准备
第十一页，课件共有185页
一、基本概念和要求
17、定向角——是定向工具面角的简称。在定向造斜或扭方位钻进
井控技术
H
钻井液柱压力的大小,与钻井液的密度和垂直井深成正比
第二章：井下各种压力
三、地层压力 地层压力：是指作用在地层孔隙内流体上的压力。 也称地层孔隙压力。 pp = 9.8ρH ρ－地层水的密度（g/cm3） H －地层深度 （m） 正常情况下，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，这个压力就是由某深度 以上地层流体静液压力所形成的。
不能控制住地层孔隙压力，因此井内压力失衡，地层流
体侵入井内，出现井涌，地面出现溢流，这时要依靠地
面设备和适当的井控技术排除气侵钻井液，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。这 是目前培训钻井人员掌握井控技术的重点。
第一章：绪论
（3）、三级井控是指二级井控失败，井涌量大，失去
控制，发生了井喷（地面或地下），这时使用适当的技术
第二章：井下各种压力 六、压差
压差是指井底压力与地层压力之间的差值。 △P= Pb －Pp Pb－井底压力 Pp－地层压力 当井底压力大于地层压力，△P＞0，称为正压差， 通常称为超平衡。当井底压力小于地层压力时，△P ＜0，称为负压差，通常称为欠平衡。
第二章：井下各种压力 七、压力损失
钻井液经地面管汇，沿钻柱向下，通过钻头喷嘴 沿环形空间上返，当钻井液返至地面进入钻井液罐时， 处于大气压的情况下，表压为零。数十兆帕的压力损 失到循环系统中。这个压力损失是由钻井液循环及其 与所碰到的物体发生摩擦所引起的。这些压力损失的 大小取决于钻井液密度、粘度、切力、排量和流通面 积。大部分的压力损失在钻柱内和通过钻头喷嘴时。
目
第一章 第二章 第三章
录
绪 论 井下各种压力 井涌的主要原因、预防与检测
第四章
井控技术
• 压井管汇作用
全封闸板关井时，通过压井管汇向井内强行泵入加重钻井液，实现 反循环压井或置换法压井。
发生井喷时，通过压井管汇向井内强行泵入清水，以防着火。
发生井喷着火时，通过压井管汇向井内强行泵入灭火剂，以助灭火。
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Well Control
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钻具内防喷工具：方钻杆球阀、钻杆回压凡尔、井下钻具浮阀。
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Welt of control） 井喷发生后，无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象。
井筒内压力平衡 立足于一级井控
井侵 溢流 井涌 搞好二级井控
井喷 杜绝三级井控
事 故 发 展 越 来 越 严 重
井喷失控
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Well Control
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二、井控设备组成
井口防喷器组：环形防喷器、闸板防喷器（单闸板、双闸板、剪切 闸板等）、四通、套管头。
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Well Control
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• 环形防喷器作用
井内无钻具可全封井口（封零） 井内有钻具、套管、钢丝绳、电缆时可封闭环空
ΔP取值：对于油井取1.5～3.5MPa
对于气井取3.0～5.0MPa
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Well Control
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2.井控的分级
根据井涌的规模和采取的控制方法之不同，井控作业分为三级， 即初级井控、二级井控和三级井控。 初级井控 采用合适的钻井液密度使井底压力稍大于地层压力，防止地层流 体侵入井内。 二级井控
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Well Control
井控车间井控培训教案(技术)
现行标准、细则 的条款较笼统， 现场难以执行和 实施
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江苏油田井控培训中心
第一部分 井喷的原因及危害
一、井喷的原因
概
论
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
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第一部分 井喷的原因及危害
一、井喷的原因
概
论
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
井控车间及现场 服务人员（上）
中国石化
主讲：张礼峰
江苏油田职工培训处
江苏油田井控培训中心
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第一部分 1、
概论
井控及其相关的概念
2、
3、
井喷的原因与危害
做好井控工作的对策
江苏油田井控培训中心
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第一部分 概 井控及其相关的概念：
一、井控的定义
论
井控技术实际就是油气井的压力控制技术，又称为“井涌
第一部分 井喷的原因及危害
二、井喷的危害
概
论
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。 江苏油田井控培训中心
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控制”或简称为“井控”。其核心是通过采取一定的技术方法，
保持井内压力平衡，以保证钻井工程的顺利进行。 按照 《石油与天然气井井控管理规定》的要求，石油勘探
开发生产中，需推行“大井控”的理念，因而“井控”的广义
第八章 钻井井控
3．三级井控是指二级井控失败后，井涌量大，且失去控 制，发生了井喷，这时候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，进一步恢复到初 级井控状态。
二、与井控相关的概念 1．井侵 当地层压力大于井底压力时就会侵入井内，通常称之 为井侵。 2．溢流 当井侵发生后，井口返出的钻井液的量比泵入的钻井 液的量多，停泵后井口钻井液有外溢现象，这种现象就称之为 溢流。 4．井喷 井喷是指地层流体(天然气、石油、地层水)无控制的 进入井内，使井内钻井液喷出井口。 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。这就是钻井作业中的恶性事故。
1．起下钻杆过程中溢流的发现 (1)起钻杆时，如果发现起出管柱体积大于灌注钻井液体积。 (2)下钻杆时，如果下入井内管柱体积小于钻井液返出井口的体积。 2．压井过程中溢流的发现 (1)进口排量小，出口排量大，出口液体中气泡增多。 (2)进口液体密度大，出口液体密度小，密度有下降的趋势。 (3)停泵后进口压力增高。 3．空井 ：井口有外溢钻井液的现象。 4．钻进时溢流的发现 (1)钻井液液面升高。 (2)出口钻井液流速加快。 (3)悬重下降。 (4)循环泵压下降。 5)钻井液性能发生变化： ①油侵时，密度降低，粘度降低。 ②气侵时，密度降低，粘度升高。
例 大港油田 王15—33井
• 1．基础资料 • (1)表层套管，ф339．7mm，下深 156．56m。 • (2)技术套管：ф244.5mm，下深 1695．53m。 • (3)裸眼：ф215．9mm钻头，钻深 1759．27m。 • (4)钻井液：密度1．21g／cm3。
2．工程师法压井 发生溢流先关井，待钻井液加重好后，用一个循环周完成压 井。 (1)缓慢启动泵，调节节流阀维持套压等于关井套压，直到排 量达到压井排量Qv，这时立管总压力达到Pn。 (2)泵入压井钻井液．调节节流阀使立管总压力在压井钻井液 从井口到达钻头的t，时间内，从初始循环总压力Pti，降到终了 循环总压力Ptf。 (3)当压井钻井液出钻头在环形空间上返时，调节节流阀保持 立管总压力始终等于Pif，压井钻井液返出井口时，套压降到零， 压井作业结束，可以恢复正常生产。
井下作业中的井控技术
井下作业中的井控技术井下作业中的井控技术1.1 起下管柱作业时的井控1.1.1 起下管柱作业前，相关作业⼈员应弄清井下管柱结构、⼯具性质及与起下管柱有关的井下情况。
1.1.2起下管柱作业前应对设备、⼯具进⾏检查保养。
1.1.3起下管柱作业时井⼝应配套安装相应压⼒等级的防喷器，防喷器的闸板应与井内管柱外径尺⼨相匹配，内防喷⼯具及其附件、油管悬挂器、配合接头等⼯具应备齐置于钻台（边）上。
1.1.4安全起下管柱作业的基本要求1.1.4.1循环时，⼯作液进出⼝密度差不⼤于0.02 g/cm3；1.1.4.2 下列情况起钻前需进⾏静⽌观察或短程起下钻检查油⽓侵和溢流；a）射开油⽓层后和储层改造、井内压井介质改变后第⼀次起钻前；b）溢流压井后起钻前；c）井漏堵漏后或尚未完全堵住起钻前；d）井内发⽣严重油⽓侵但未溢流起钻前；e）需长时间停⽌循环进⾏其他作业（下桥塞、测井、换装井⼝等）起钻前。
1）静⽌观察时间宜超过下⼀作业周期的时间，才能进⾏起下钻作业；2）在录井设备在场的情况下，可进⾏短程起下钻检查油⽓侵和溢流。
短程起下钻基本做法：①⼀般情况下可试起10-15柱管柱，再下⼊井底循环⼀周，若⽆油⽓侵，则可正式起钻；②特殊情况下（长时间⽆法循环或井下复杂）时，可将管柱起⾄安全井段，停泵检查⼀个起下钻周期或停泵需要时间，在下⾄井底循环⼀周观察。
3）起钻前循环井内⼯作液不应少于2周。
1.1.5在⽔平井、⼤斜度井、⾼产井等产层已打开的井进⾏起下管柱作业时应控制起下钻速度，在距产层300 m内，起下管柱速度不超过5 m/min，全程起下管柱控制速度，减⼩压⼒波动。
1.1.6作业队应严格执⾏液⾯坐岗观察制度并做好坐岗记录（见附录C），观察出⼝及液⾯的变化，对⼯作液的进、出量进⾏计量，循环⼯况时每隔15 min记录⼀次液量变化，遇特殊情况应加密观察并记录。
1.1.7每起下6-10根钻杆、2根钻铤或10-15根油管应记录⼯作液灌⼊或返出量⼀次，并及时校核累计灌⼊或返出量与起下管柱的本体体积是否⼀致，若发现实际量与理论量不符，应先停⽌作业，⽴即关井，查明原因，整改确认井内正常后⽅可继续进⾏作业。
钻井井控技术
第一章1.井控：采取一定的方法控制地层孔隙压力2.井侵：地层孔隙压力大于井底压力，地层孔隙中流体侵入井内3.溢流：井口返处的钻井液大于泵入量，停泵后井口钻井液自动外溢4.井喷：底层流体无控制地涌入井筒，喷出地面的现象叫井喷5.井控分为三个级别一级井控（初级井控），二级井控，三级井控6.做好初级井控关键在于：钻前准确预测地层压力和底层破裂压力，从而确定合理的钻井液密度和完善的井深结构7.井喷失控原因（大题，出例分析）（1）起钻抽吸，造成诱喷（2）起钻不灌钻井液汉语哦没有灌满（3）不能及时准确的发现溢流（4）发现一流后处理措施不当（5）井口不安装防喷器（6）惊恐设备的安装及试压不符合《是由与天然气钻井井控技术规定》的要求（7）井深设计不合理（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资料，导致钻井液密度低于地层压力。
（10）空井时间过长，又无人观察井口。
（11）钻遇漏失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）钻井液中混油过量或混油不均匀，造成井内液柱压力低于地层孔隙压力。
（14）思想麻痹，违章操作。
8.井喷失控其危害可概括为以下6个方面（重点大题）（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）井喷失控极易造成环境污染，危害周围居民生命安全，影响周围施工建设。
（4）伤害油气层，破坏地下油气资源。
（5）造成机毁人亡，油气井的报废，以及巨大的经济损失。
（6）涉及面广，在国际国内造成不良的社会影响。
井侵T溢流T井涌T井喷T井喷失控第二章公式：P=F/SlMpa=10人6pa1000psi=6.895Mpa静液压力公式：P=P gh（g=0.00981）地层压力：地下岩石孔隙内的流体压力，即孔隙压力地层压力的四种表示方法。
1.压力单位2.压力梯度（每米井深压力的变换值）G=P/H3.当量钻井液密度（为工程方法计算出）P=p/gh4.压力系数等于该点当量钻井液密度值（单位:g/c m3）地层压力分类：1.正常地层压力=9.8kpa/m10.5kpa/m2.异常高压＞10.5kpa/m3.异常低压v9.8kpa/m上覆岩层压力：指某深度以上的岩石和其中流体总重量对该深度所形成的压力.上覆岩层压力=岩石压力+地层压力地层破裂压力：指某一深度地层发生破裂或裂缝所能承受的压力.地层压力＜钻井液密度＜地层破裂压力做底层破裂压力试验的目的（大题,必考）1.实测底层破裂压力2.确定下部井段钻进时所用的钻井液密度的上限值3.确定最大关井套压4.检查套管鞋处水泥封固质量地层破裂压力当量密度公式：P e=P/0.00981*H+P me+mH：井内破裂深度P：地表压力P m：井内钻井液密度井底压力：地面和井内各种压力作用在井底总压力。
井控培训知识ppt课件
详细介绍了井控设备的种类、结构、工作原理和使用方法，包括防 喷器、井口装置、控制系统等。
井控操作规程和应急处置
重点讲解了井控操作规程，包括日常检查、维护保养、操作程序等 ，以及应急处置措施和案例分析。
学员心得体会分享交流
学员们表示通过本次培训，对井控知识有了更深入的了解和认识，掌握了基本的井 控操作技能和应急处置能力。
严格遵守国家和地方安全生产法律法规 ，确保安全生产条件符合规定。
对现场作业人员进行安全教育和培训， 提高员工的安全意识和技能水平。
建立健全现场安全管理制度，包括安全 生产责任制、安全检查制度、事故报告 和处理制度等。
配备齐全的安全设施和装备，如消防器 材、安全防护用品等，并定期进行检查 和维护。
风险评估方法和工具应用
学员们认为本次培训内容丰富、实用性强，对于今后的工作和学习有很大的帮助。
部分学员还分享了自己在工作中遇到的井控问题和解决方案，为大家提供了宝贵的 经验和启示。
未来发展趋势预测
随着石油勘探和开发技术的不断 进步，井控技术将面临更高的要 求和挑战，需要不断创新和发展自动化和远程控制等方面的发 展，提高井控系统的安全性和可
组织人员撤离
按照撤离路线，组织人员安全撤 离。
典型事故案例剖析
案例一
01
某油田井喷事故
事故经过
02
钻井过程中发生井喷，大量流体喷出，造成人员伤亡和设备损
坏。
原因分析
03
地质因素导致异常高压，工程因素中钻井液密度不足，人为因
素中操作失误。
典型事故案例剖析
教训与启示
加强地质预测和工程措施，提高操作人员技能水平和应急处理能 力。
根据地层变化和井内情况，及 时调整钻井液密度、粘度等性 能参数，确保钻井液具有良好
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2020年8月3日
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井控技术概述
井控的概念 井控 井控是油气井压力控制的简称。 油气侵 油气侵是指在井底压力大于地层压力的情况下，岩屑
中的油、气或地层气经扩散作用侵入钻井液的现象。 溢流 地层压力大于井底压力时，地层中的流体在压差的作
用下向井内流动，使井内的液体增加，停泵后井口钻 井液自动外溢的现象，这种现象称为溢流或井涌。
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2020年8月3日
长庆培训中心
井控技术概述
井喷
溢流喷出地面的现象称为井喷。井喷分为地面 井喷和地下井喷两种。
地下井喷
地层流体侵入井内后从井下流入到其它地层的 现象。地下井喷是无法控制的，地下井喷后的 流体可沿地层缝隙向上推进，经井场周围的松 软地表向外喷出，遇到火源后使井场会变成一 片火海。
钻井井控技术
概述
一级井控
二级井控
井
溢
二
长 庆 井 控 特 点
井 喷 危 害
井 控 概 念
井 控 的 重 要 性
眼 内 各 种 压 力 的 计 算
钻 井 液 密 度 的 确 定
溢 流 发 生 的 原 因
一 级 井 控 的 技 术 措
施
流 的 及 时 发 现 与 关 井
天 然 气 溢 流 的 特 点
压 井 工 艺
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2020年8月3日
长庆培训中心
长庆气田主要层位压力系数
苏格里气田
榆林气田
乌审旗气田 靖边气田 神木地区气田
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盒8 盒9 山1 盒4 山2 盒8/山 山2 盒8 马家沟 石盒子： 石盒子
2020年8月3日
0.851～0.889 0.782～0.912 0.692～0.935 0.792 1.001～1.028 1：0.840 0.752～0.957 0.798 0.821～0.970 0.799～0.993 0.830～1.015
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井控技术概述
井队分散，远离指挥基地
一旦发生井喷，物资供应及井控干部很难及时到 达现场。要求井队独立作战能力强。
产层的产能和压力特点：属低压、低渗、中低产、 低孔隙度气田，易造成钻井人员大意。
同一层位处于相近的压力系统
地层压力当量密度受到上覆岩层厚度的影响，气 田南北地层压力系数差异较大。北部易出浅层水， 南部易发生漏失，给钻井液密度控制和压井作业 都带来一定困难。
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2020年8月3日
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井控技术概述
井喷失控的危害性可概括为以下八个方面：
打乱全局的正常工作程序，影响全局生产；
使钻井事故复杂化；
极易引起火灾；
影响周围群众的生命安全；
污染周围环境，影响农田=水利和鱼牧业等；
伤害油气层，破坏地下油气资源；
涉及面广，造成不良的社会影响；
严重时造成机毁人亡和油气井报案，经济损失巨大。
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井控技术概述
井喷的危害
在钻井作业中，一旦发生井喷，就会使井 下情况更加复杂化，不仅无法正常钻井， 而且油气井也有可能造成火灾等重大事故。 被迫进行的压井作业，对油气层将造成不 同程度的损害。井喷失控后，将使油气资 源受到严重破坏，油气井报废，自然环境 受到污染。所以，井喷失控是钻井工程中 性质严重、损失巨大的灾难性事故。
二级井控是指及早发现溢流，迅速实现对 井口的控制，用压井工艺重建井内压力平 衡的井控工艺。
三级井控是指井喷失控后，重新恢复对井 的控制。
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2020年8月3日
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井控技术概述
井控工作中“三早”的内容：早发现、早关 井和早处理。
早发现：溢流被发现得越早越便于关井控制， 越安全。国内现场一般将溢流量控制在12m3之前发现。这是安全、顺利关井的前提。
级 井 控 的 技 术 措 施
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2020年8月3日
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2020年8月3日
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2020年8月3日
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井控技术概述
长庆局井控工作的特点
地貌特点
陕甘宁盆地，地域辽阔，地貌复杂，北面是沙漠或 沼泽，南面是黄土高原，水源缺乏，一旦发生井喷， 所需大量水难以满足。
地下特点
二是用井喷的方法发现油气层。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。虽然其 主观愿望很好，但其结果却相反。井喷后，不仅不能 进行正常的钻井作业，而且井喷后的压井作业，不可 避免的对油气层造成严重损害。
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2020年8月3日
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井控技术概述
井控技术是实现近平衡压力钻井的必要条件
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2020年8月3日
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井控技术概述
井喷失控
井喷发生后，无法用常规方法控制井口和 压井而出现井口敞喷的现象称之为井喷失 控。
井喷失火
井喷后失去控制的地层流体在地面遇到火 源着火的现象称为井喷失火。
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2020年8月3日
段
一级井控是指以合理的钻井液密度，满足 近平衡压力钻井的要求，防止发生溢流， 实现安全钻井的井控工艺。
气层埋深一般在3200～3800m左右，个别井在4000m 以上；目的层有压力较高的上古生界砂岩孔隙层、 灰岩裂缝层和压力较低的下古生界灰岩裂缝、孔洞 发育层，两层在同一裸眼打开，钻井液密度控制范 围要求严格。
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2020年8月3日
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井控技术概述
井身结构简化
同一直径钻头要钻经多层不同压力地 层，裸眼段长，一旦发生井喷失控， 易导致既喷又漏、井壁跨塌、卡钻等 多种复杂事故的发生，且表层较浅， 关井允许套压低，给井底常压法压井 带来困难。
早关并：在发现溢流或预兆不明显、怀疑有溢 流时，应停止一切其它作业，立即按关井程 序关井。
早处理：在准确录取溢流数据和填写压井施工 单后，就应节流循环排出溢流和进行压井作 业。
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2020年8月3日
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井控技术概述
井控在钻井中的重要性
过去曾存在的两种错误认识和做法
一是用超重钻井液把油气层压死来防止井喷。由于过去 井控设备简陋，不能有效地关井。特别是高压油气井、 为了防止井喷，使用超重钻井液钻井。只要不井喷， 就片面地认为井控工作做好了，至于是否污染油气层、 枪毙油气层，则考虑甚少。
大量事实使人们认识到，只有实施 近平衡压力钻井和采用先进的井控 技术，才是发现和保护油气层的唯 一正确途径，才是提高钻井速度、 提高钻井效益、实现安全钻井的重 要途径。
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