第六章 油气井压力控制
合集下载
油气井压力控制课件
解决方案
采用先进的压力控制技术和算法，如 PID控制、模糊控制等，提高压力控 制的精度和响应速度。
压力控制安全风险与防范措施
安全风险
油气井压力控制不善可能导致井喷、 管线破裂等安全事故。
防范措施
加强压力监测和预警系统建设，制定 应急预案，定期进行安全培训和演练 ，提高员工安全意识和应对能力。
06 油气井压力控制 案例分析
压力传递原理在油气井压力控制中具 有指导意义，它可以帮助我们了解地 层中压力的传递规律，从而更好地进 行压力控制。
压力波动原理
压力波动原理是指油气井中的压力会随着生产的变化而波 动。
压力波动原理在油气井压力控制中具有指导意义，它可以 帮助我们了解油气井中的压力变化规律，从而更好地进行 压力控制。
03 油气井压力控制 设备与工具
提高采收率
降低生产成本
有效的压力控制可以减少不必要的增 产措施和修井作业，从而降低生产成 本。
通过合理的压力控制，可以优化采油 采气工艺，提高油气井的采收率。
压力控制的方法与技术
01
02
03
04
节流阀控制
通过调节节流阀的开度来控制 油气井的压力。
压井作业
通过压井液调整油气井的压力 ，保持压力稳定。
案例一：某油田的压力控制实践
总结词：成功应用
详细描述：某油田通过实施压力控制技术，有效降低了油气井的套压，提高了采 收率和产能。该案例中，油田采用了合适的井口压力控制设备，优化了生产参数 ，确保了压力控制的稳定性和可靠性。
案例二：某气田的压力控制优化方案
总结词：技术升级
详细描述：某气田面临压力控制方面的挑战，通过技术升级和改进，优化了压力控制方案。该案例中 ，气田采用了先进的压力控制技术和设备，提高了压力控制的精度和稳定性，从而提高了气田的产量 和效益。
采用先进的压力控制技术和算法，如 PID控制、模糊控制等，提高压力控 制的精度和响应速度。
压力控制安全风险与防范措施
安全风险
油气井压力控制不善可能导致井喷、 管线破裂等安全事故。
防范措施
加强压力监测和预警系统建设，制定 应急预案，定期进行安全培训和演练 ，提高员工安全意识和应对能力。
06 油气井压力控制 案例分析
压力传递原理在油气井压力控制中具 有指导意义，它可以帮助我们了解地 层中压力的传递规律，从而更好地进 行压力控制。
压力波动原理
压力波动原理是指油气井中的压力会随着生产的变化而波 动。
压力波动原理在油气井压力控制中具有指导意义，它可以 帮助我们了解油气井中的压力变化规律，从而更好地进行 压力控制。
03 油气井压力控制 设备与工具
提高采收率
降低生产成本
有效的压力控制可以减少不必要的增 产措施和修井作业，从而降低生产成 本。
通过合理的压力控制，可以优化采油 采气工艺，提高油气井的采收率。
压力控制的方法与技术
01
02
03
04
节流阀控制
通过调节节流阀的开度来控制 油气井的压力。
压井作业
通过压井液调整油气井的压力 ，保持压力稳定。
案例一：某油田的压力控制实践
总结词：成功应用
详细描述：某油田通过实施压力控制技术，有效降低了油气井的套压，提高了采 收率和产能。该案例中，油田采用了合适的井口压力控制设备，优化了生产参数 ，确保了压力控制的稳定性和可靠性。
案例二：某气田的压力控制优化方案
总结词：技术升级
详细描述：某气田面临压力控制方面的挑战，通过技术升级和改进，优化了压力控制方案。该案例中 ，气田采用了先进的压力控制技术和设备，提高了压力控制的精度和稳定性，从而提高了气田的产量 和效益。
钻井工程理论与技术课后题答案
第一章 钻井的工程地质条件2.简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理。
答：异常高压的形成是多种因素综合作用的结果，对于沉积岩地层的异常高压，目前世界上公认的成因是由于沉积物快速沉降，压实不均匀造成的。
在稳定沉积过程中，若保持平衡的任意条件受到影响，正常的沉积平衡就破坏。
如沉积速度很快，岩石颗粒没有足够的时间去排列，孔隙内流体的排出受到限制，基岩无法增加它的颗粒与颗粒之间的压力，即无法增加它对上覆岩层的支撑能力。
由于上覆岩层继续沉积，负荷增加，而下面基岩的支撑能力没增加，孔隙中的流体必然开始部分地支撑本来应的岩石颗粒所支撑的那部分上覆岩层压力，从而导致了异常高压。
3.简述在正常压实的地层中岩石的密度、强度、孔隙度、声波时差和d c 指数随井深变化的规律。
答：在正常压实的地层中岩石的密度随井深的增加而增加；强度随井深的增加而增加；孔隙度随井深的增加而减小；声波时差随井深的增加而减小；d c 指数随井深的增加而增大。
5.某井井深2000m ，地层压力25MPa ，求地层压力当量密度。
解： ()()0.00981250.009812000 1.276h h P H ρ==⨯=(g/cm 3)答：地层压力当量密度是1.276 g/cm 36.某井垂深2500m ，井内钻井液密度为1.18 g/cm 3，若地层压力为27.5MPa ，求井底压差。
解：()27.52500 1.180.0098127.5 1.44b h P P P gh MPa ρ∆=-=-=⨯⨯-=答：井底压差是1.44MPa 。
7.某井井深3200m ，产层压力为23.1MPa ，求产层的地层压力梯度。
解： ()23.132000.0072/h h G P H MPa m ===答：产层的地层压力梯度0.0072MPa/m 。
9.岩石硬度与抗压强度有何区别？答：岩石硬度是岩石表面的局部抵抗外力压入的能力，抗压强度则是岩石整体抗压的能力。
10.岩石的塑性系数是怎么样定义的吗？简述脆性、塑脆性和塑性岩石在压入破碎时的特性。
第六章油气井压力控制
求取地层孔隙压力的方法：
Pp=Psp+Phi=Psp+0.00981dD (Mpa)
注意: 不能用Pp=Pa+Pha计算地层压力，因环空钻井液受地层流体污 染严重，其密度难以确定。 关井立管压力的求取，需根据不同情况采取不同的方法才能 求准。 根据U形管原理，可以理解关井后的套压Pa比立压Psp要高。
2、地层流体侵入井眼的检测方法 （1）泥浆池液面检测
利用泥浆池液面传感器。 （2）钻井液返出流量检测
利用泥浆出口流量计。
（3）声波气侵早期检测 根据声波在液体、气体和气液两相流中传播速度的不同检测 气侵的程度。 声波在水中的传播速度为1500m/s，在空气中的传播速度为 340m/s，在气液两相流中的传播速度可以低于每秒几十米。
三、地层流体侵入的检测
1、地层流体侵入的征兆 （1）钻速加快、蹩跳钻、钻进放空； （2）泥浆池液面升高； （3）钻井液返出量多于泵排量；
（4）钻井液性能发生变化； 密度降低； 粘度上升或下降； 气泡、氯根离子、气测烃类含量增加； 油花增多，油味、天然气味、硫化氢味增浓； 温度升高。
（5）泵压上升或下降，悬重减小或增大； 钻遇高压层时，井底压力突然升高，导致悬重减小，泵 压升高；地层流体侵入钻井液后，钻井液密度降低，浮力减 小，悬重增大，泵压减小。 （6）起钻时灌不进泥浆或泥浆灌入量少于正常值； （7）停止循环时，井口仍有泥浆外溢。
第二节 地层流体的侵入与检测
溢流：地层流体（油、气、水）侵入井内，井口返出的钻井液 量大于泵入量，或停泵后钻井液从井口自动外溢的现象。
一、地层流体侵入的原因
1、地层压力掌握不准，使设计的钻井液密度偏低； 2、地层流体（油、气、水）侵入，使钻井液密度降低； 3、起钻未按规定灌泥浆，或井漏使井内液面降低； 4、起钻抽吸作用使井底压力减小； 5、停止循环时，环空循环压降消失，使井底压力减小。
Pp=Psp+Phi=Psp+0.00981dD (Mpa)
注意: 不能用Pp=Pa+Pha计算地层压力，因环空钻井液受地层流体污 染严重，其密度难以确定。 关井立管压力的求取，需根据不同情况采取不同的方法才能 求准。 根据U形管原理，可以理解关井后的套压Pa比立压Psp要高。
2、地层流体侵入井眼的检测方法 （1）泥浆池液面检测
利用泥浆池液面传感器。 （2）钻井液返出流量检测
利用泥浆出口流量计。
（3）声波气侵早期检测 根据声波在液体、气体和气液两相流中传播速度的不同检测 气侵的程度。 声波在水中的传播速度为1500m/s，在空气中的传播速度为 340m/s，在气液两相流中的传播速度可以低于每秒几十米。
三、地层流体侵入的检测
1、地层流体侵入的征兆 （1）钻速加快、蹩跳钻、钻进放空； （2）泥浆池液面升高； （3）钻井液返出量多于泵排量；
（4）钻井液性能发生变化； 密度降低； 粘度上升或下降； 气泡、氯根离子、气测烃类含量增加； 油花增多，油味、天然气味、硫化氢味增浓； 温度升高。
（5）泵压上升或下降，悬重减小或增大； 钻遇高压层时，井底压力突然升高，导致悬重减小，泵 压升高；地层流体侵入钻井液后，钻井液密度降低，浮力减 小，悬重增大，泵压减小。 （6）起钻时灌不进泥浆或泥浆灌入量少于正常值； （7）停止循环时，井口仍有泥浆外溢。
第二节 地层流体的侵入与检测
溢流：地层流体（油、气、水）侵入井内，井口返出的钻井液 量大于泵入量，或停泵后钻井液从井口自动外溢的现象。
一、地层流体侵入的原因
1、地层压力掌握不准，使设计的钻井液密度偏低； 2、地层流体（油、气、水）侵入，使钻井液密度降低； 3、起钻未按规定灌泥浆，或井漏使井内液面降低； 4、起钻抽吸作用使井底压力减小； 5、停止循环时，环空循环压降消失，使井底压力减小。
油气井压力控制
11.1地层压力、破裂压力及坍塌压力
• 一、地层压力的有关概念
(the Concept of Formation Pressure) 1、静液压力:渗透性地层中液体液柱重量引起 的静液柱压力
Ph g H
式中 Ph——深Ｈ处的静液压力，Pa； ρ——液体密度，kg/ m3 ； 地层水密度：1.3×103～1.07×103 原油密度：0.88×103 泥浆密度：1.04×103～2.35×103 水泥浆密度：1.8×103～1.9×103 H——液柱垂直高度，m。
（1）地震资料（地震层速度法）
（2）钻井资料 (dc指数法) （3）测井资料 （声波时差法）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、地层破裂压力(Formation Fracture Pressure)
•
1、定义：使地层受压破裂的最低压
力（1.6～2.4 07g/cm3 ）
•
2、因素：埋藏深度，地质年代，覆 盖压力，地层压力，岩石性质，岩石应 力状态，岩石压实程度
受侵，钻井液静止不流动
Ｐ钻＝0； Ｐ套＝0；
Ｐ底＝Ｐ钻静＝Ｐ环静＝9.81Ｈρ ；
Ｐ鞋＝9.81Ｈ’ρ ；
（2）标准循环状态
—— 未钻入油、气、水高压层，钻 井液未受侵，井口敞开 Ｐ钻＝Ｐ循＝Ｐ泵＝Ｐ立管；
Ｐ套＝0；
Ｐ底＝Ｐ环静＋Ｐ环循；
Ｐ鞋＝Ｐ鞋静＋Ｐ鞋循；
（3）大排量循环状态
钻入高压油、气层，环空一段钻井液受侵，
二、失去压力平衡的原因
（一）压力组成
1、洗井液液柱静压力 2、抽吸压力（拔活塞） 影响因素：上提速度 ↑ 、钻井液粘度 和切力↑、钻头泥包↑→抽吸压力↑
3、激动压力
（1）下钻激动压力 因素：下钻速度↑、钻井液粘度和切力↑、 井径↓→激动压力↑ （2）开泵激动压力 因素：钻井液流变性，静止时间，钻具、 井眼几何尺寸，温度、压力。
• 一、地层压力的有关概念
(the Concept of Formation Pressure) 1、静液压力:渗透性地层中液体液柱重量引起 的静液柱压力
Ph g H
式中 Ph——深Ｈ处的静液压力，Pa； ρ——液体密度，kg/ m3 ； 地层水密度：1.3×103～1.07×103 原油密度：0.88×103 泥浆密度：1.04×103～2.35×103 水泥浆密度：1.8×103～1.9×103 H——液柱垂直高度，m。
（1）地震资料（地震层速度法）
（2）钻井资料 (dc指数法) （3）测井资料 （声波时差法）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、地层破裂压力(Formation Fracture Pressure)
•
1、定义：使地层受压破裂的最低压
力（1.6～2.4 07g/cm3 ）
•
2、因素：埋藏深度，地质年代，覆 盖压力，地层压力，岩石性质，岩石应 力状态，岩石压实程度
受侵，钻井液静止不流动
Ｐ钻＝0； Ｐ套＝0；
Ｐ底＝Ｐ钻静＝Ｐ环静＝9.81Ｈρ ；
Ｐ鞋＝9.81Ｈ’ρ ；
（2）标准循环状态
—— 未钻入油、气、水高压层，钻 井液未受侵，井口敞开 Ｐ钻＝Ｐ循＝Ｐ泵＝Ｐ立管；
Ｐ套＝0；
Ｐ底＝Ｐ环静＋Ｐ环循；
Ｐ鞋＝Ｐ鞋静＋Ｐ鞋循；
（3）大排量循环状态
钻入高压油、气层，环空一段钻井液受侵，
二、失去压力平衡的原因
（一）压力组成
1、洗井液液柱静压力 2、抽吸压力（拔活塞） 影响因素：上提速度 ↑ 、钻井液粘度 和切力↑、钻头泥包↑→抽吸压力↑
3、激动压力
（1）下钻激动压力 因素：下钻速度↑、钻井液粘度和切力↑、 井径↓→激动压力↑ （2）开泵激动压力 因素：钻井液流变性，静止时间，钻具、 井眼几何尺寸，温度、压力。
油气井压力控制
“12.23”事故发生前，井控相关标准制定时的主要出发点是规范油气井钻井 作业中的井控工作，保护作业人员的人身安全和避免油气资源及钻井设备受损 失，但对井场周边的公共设施及居民等的安全关注较少，以为危险很少有机会 或不太可能降临在井场周边群众的头上。
0.8 d
Q 0.2 1.8
Lp
pv
( dh d p )3 ( dh d p )1.8
Lc ( dh dc )3 ( dh dc )1.8
9.81103 a D
三、钻井工程设计方法－油气井压力控制
5. 波动压力
抽吸压力： Psb 9.81103 sb D，sb 0.036 ~ 0.08g / cm3
（四）重钻井液及加重剂储备
高压井储备的重钻井液密度比在用钻井液高0.2g/cm3以上，重钻井液 储备量不少于井简容积，加重剂储备量应能满足提高在用钻井液密度 0.3g/cm3以上的需要。
三、钻井工程设计方法－油气井压力控制
井控设计
（五）井控设计应用的标准
行业标准《钻井井控技术规程》是石油天然气钻井井控技术的主体标准，其 支撑标准主要有SY/T5964—2005《钻井井控装置组合配套、安装调试与维护》、 SY/T5087—2005《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》等。
行业标准SY/T6426—2005《钻井井控技术规程》经近两年的修订，终于在 2005年3月19日由国家发改委正式批准发布，本标准推迟发布的原因主要是罗家 16H井灾难性的含硫天然气井喷事故后，涉及油气井钻井井控标准中与井控安全相 关的一些参数和技术措施，经标准起草人和石油天然气行业的专家反复论证、酌 商、达成较统一的认识后才得以敲定。这些参数和技术措施既关系到井控安全， 也关系到生产成本和责任的落实，因而非常敏感、难以定夺，比如油气井井口距 周边公共设施和人口密集性、高危险性场所的距离、含硫天然气的界定、含硫油 气井应急撤离措施、油气层钻井作业时钻柱中是否安装止回阀等等。
0.8 d
Q 0.2 1.8
Lp
pv
( dh d p )3 ( dh d p )1.8
Lc ( dh dc )3 ( dh dc )1.8
9.81103 a D
三、钻井工程设计方法－油气井压力控制
5. 波动压力
抽吸压力： Psb 9.81103 sb D，sb 0.036 ~ 0.08g / cm3
（四）重钻井液及加重剂储备
高压井储备的重钻井液密度比在用钻井液高0.2g/cm3以上，重钻井液 储备量不少于井简容积，加重剂储备量应能满足提高在用钻井液密度 0.3g/cm3以上的需要。
三、钻井工程设计方法－油气井压力控制
井控设计
（五）井控设计应用的标准
行业标准《钻井井控技术规程》是石油天然气钻井井控技术的主体标准，其 支撑标准主要有SY/T5964—2005《钻井井控装置组合配套、安装调试与维护》、 SY/T5087—2005《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》等。
行业标准SY/T6426—2005《钻井井控技术规程》经近两年的修订，终于在 2005年3月19日由国家发改委正式批准发布，本标准推迟发布的原因主要是罗家 16H井灾难性的含硫天然气井喷事故后，涉及油气井钻井井控标准中与井控安全相 关的一些参数和技术措施，经标准起草人和石油天然气行业的专家反复论证、酌 商、达成较统一的认识后才得以敲定。这些参数和技术措施既关系到井控安全， 也关系到生产成本和责任的落实，因而非常敏感、难以定夺，比如油气井井口距 周边公共设施和人口密集性、高危险性场所的距离、含硫天然气的界定、含硫油 气井应急撤离措施、油气层钻井作业时钻柱中是否安装止回阀等等。
油气井压力控制课件
目的
通过地面压力控制，可以防止地层流体过度开采，保持地层压力的平衡，提高油气井的产 量和效率。
基本原理
地面压力控制通过改变地层压力来影响地下流体的流动，从而控制油气井的产量。当地面 压力高于地层压力时，地层流体受到压迫，形成向上的流动；反之，当地面压力低于地层 压力时，地层流体受到的压迫减少，形成向下的流动。
持平衡。
节流阀控制法
通过在油管或套管上安 装节流阀来控制油气井 的产液量，从而控制井
底压力。
采油速度控制法
通过控制采油速度，即 单位时间内采出的油量 ，来控制井底压力。
油气井压力控制技术的发展
早期手动控制
早期油气井压力控制主要依靠手动控制的节流阀和采油速度，难以实现精细控制。
现代电子控制
现代电子技术的发展使得油气井压力控制更加精确和自动化，可以通过电子控制系统实时监测和 控制油气井的压力。
地面压力控制方法
压井法
通过向井筒内注入液体，增加地 面压力，以控制地层流体的流动
。
采油法பைடு நூலகம்
通过采油设备将地层流体采出地 面，降低地面压力，以控制地层
流体的流动。
注水法
通过向地层内注入水，增加地层 压力，以控制地层流体的流动。
气举法
通过向井筒内注入气体，增加地 面压力，以控制地层流体的流动
。
地面压力控制设备与工具
测井法
通过测量地层电阻、声波 等参数，结合地层岩性、 物性等资料，估算地层压 力。
地层压力评估流程
01
资料收集
收集油气井的钻井
、测井、试油等资
02
料。
初步判断
根据收集的资料， 对地层压力进行初
步判断。
04
结果校验
通过地面压力控制，可以防止地层流体过度开采，保持地层压力的平衡，提高油气井的产 量和效率。
基本原理
地面压力控制通过改变地层压力来影响地下流体的流动，从而控制油气井的产量。当地面 压力高于地层压力时，地层流体受到压迫，形成向上的流动；反之，当地面压力低于地层 压力时，地层流体受到的压迫减少，形成向下的流动。
持平衡。
节流阀控制法
通过在油管或套管上安 装节流阀来控制油气井 的产液量，从而控制井
底压力。
采油速度控制法
通过控制采油速度，即 单位时间内采出的油量 ，来控制井底压力。
油气井压力控制技术的发展
早期手动控制
早期油气井压力控制主要依靠手动控制的节流阀和采油速度，难以实现精细控制。
现代电子控制
现代电子技术的发展使得油气井压力控制更加精确和自动化，可以通过电子控制系统实时监测和 控制油气井的压力。
地面压力控制方法
压井法
通过向井筒内注入液体，增加地 面压力，以控制地层流体的流动
。
采油法பைடு நூலகம்
通过采油设备将地层流体采出地 面，降低地面压力，以控制地层
流体的流动。
注水法
通过向地层内注入水，增加地层 压力，以控制地层流体的流动。
气举法
通过向井筒内注入气体，增加地 面压力，以控制地层流体的流动
。
地面压力控制设备与工具
测井法
通过测量地层电阻、声波 等参数，结合地层岩性、 物性等资料，估算地层压 力。
地层压力评估流程
01
资料收集
收集油气井的钻井
、测井、试油等资
02
料。
初步判断
根据收集的资料， 对地层压力进行初
步判断。
04
结果校验
第六章油气井压力控制
释放“圈闭压力”。
开启节流阀，释放40 ～80升钻井液后，关闭节流阀并观察
立管压力变化。
若立管压力无变化或略有增高，表明无圈闭压力。此时记
录的立管压力即是关井立管压力。
若立管压力下降，则继续释放钻井液，直到立管压力不再
下降。此时圈闭压力已释放掉，所读取的立管压力就是真实
的关井立管压力。
（2）钻柱内装有回压凡尔时关井立管压力的确定
D --井深，m。
（2）地层破裂压力
p f p p ( 12 K ss )( po p p ) S rt
0.00981 f D
f----地层破裂压力的当量泥浆密度， g/cm3。
（3）钻井液液柱压力
ph 0.0098 d h1
h1----环空液柱垂直高度，m。
空泥浆液柱压力之和平衡地层压力，阻止地层流体的继续侵入。
1、关井方式
（1）硬关井 发现溢流后，在节流阀未打开的情况下关闭防喷器。关井 时间短，可以尽快阻止地层流体侵入。 易产生水击、易损坏井口装置或压漏薄弱地层； 适用于井涌速度不高、井口装置承压能力高的情况。
（2）软关井
发现并涌后，先打开节流阀，再关闭防喷器，然后再关闭节流阀。 关井时间长，地层流体侵入量多。
使用于井涌速度较高、井口装置承压能力较低、裸眼井段有薄弱
地层的情况。 （3）半软关井
发现井涌后，先适当打开节流阀，再关防喷器。或边开节流阀边
关防喷器。
使用于井涌速度较高、井口装置承压能力较低、裸眼井段有薄弱
地层的情况。
2、关井程序
（1）钻进时发生井涌
（2）起下钻杆时发生井涌 （3）起下钻铤时发生井涌 （4）空井时发生井涌
石油与天然气钻井井控实施细则(2014版)
长庆油田石油与天然气钻井井控实施细则第一章总则第一条为有效地预防井喷、井喷失控、井喷着火事故的发生，保证人民生命财产安全，保护环境和油气资源不受破坏，依据中国石油天然气集团公司《石油与天然气钻井井控规定》，结合长庆油田特点，特制定本细则。
第二条各单位应高度重视井控工作，贯彻集团公司“警钟长鸣、分级管理、明晰责任、强化监管、根治隐患”的井控工作方针，树立“以人为本”、“积极井控”的理念，严格细致，常抓不懈地搞好井控工作，实现钻井生产安全。
第三条井控工作是一项系统工程。
长庆油田公司的勘探开发、工程技术、安全环保、消防保卫、物资装备和教育培训等部门，钻井承包商工程技术及其他对应的主管部门都必须各司其职，齐抓共管。
第四条长庆油田石油与天然气钻井井控工作的原则是“立足一级井控、强化二级井控、做好三级井控预案”。
井控工作“关键在领导、重点在基层、要害在岗位”。
第五条本细则规定了长庆油田井控设计；井控装臵配套、安装、试压、使用和管理；钻S、防CO等有毒开油气层前准备和检查验收；油气层钻进过程中的井控作业；防火防爆、防H2有害气体安全措施；井喷应急救援处臵；井控技术培训；井控管理组织及职责；井控管理制度等九个方面内容。
适用于长庆油田公司及在长庆油田施工的钻井承包商。
第六条欠平衡钻井作业中的井控技术和管理，执行《中国石油天然气集团公司关于加强欠平衡钻井井控技术管理的意见》、《欠平衡钻井技术规范》（SY/T 6543.1、SY/T 6543.2、SY/T 6543.3）和本细则。
第二章井控设计第七条每口井进行地质、钻井工程设计时，要根据长庆油田钻井井控风险分级，制定相应的井控装备配臵、技术及监管措施。
长庆油田钻井井控风险分级如下：1.气田：一级风险井：“三高”井、区域探井、气体欠平衡井、水平井。
二级风险井：一级风险井以外的气井。
2.油田：一级风险井：“三高”井、欠平衡井、水平井。
二级风险井：探井、评价井、调整更新井、老井侧钻井、原始气油比大于100m3/t的井。
油气井压力控制(PPT 66张)
pb ph pa p b p h p sb p b p h p sg p b max p h p a p sg p b min p h p sb
p p p b p f
下钻时：
最大井底压力： 最小井底压力： 安全钻井的压力平衡条件：
p p p p p
章油气井压力控制
本章主要内容:
井眼与地层压力系统
欠平衡压力钻井
井涌的原因、征兆与检测方法
概述
油气井压力控制——在钻井过程中对地层压力进行控制。 井控的基本要求： 1、有效地控制地层压力，防止井喷。 2、防止井漏、井塌和缩径等复杂情况的发生 3、有效的保护油气层 井控的技术内容： 1、地层压力的预测和监测
d p
P—安全附加压力；
—安全附加密度；
油井： P = 1.5~3.5 Mpa
= 0.05~ 0.1
= 0.07~0.15
气井：
P
= 3.5~5.0 Mpa
三、平衡与欠平衡压力钻井
1、平衡压力钻井 （1）概念： 在有效的控制地层压力和维持井壁稳定的前提下， 尽可能降低钻井液密度，使钻井液液柱压力刚好等于 或略大于地层压力，达到解放钻速和保护油气层的目 的，这种钻井方法称为平衡压力钻井。 （2）技术关键：
三、气侵的特点
1、气侵的途径与方式 • 岩石孔隙内的气体随钻碎的岩屑进入井内钻井液
• 气层中的气体由于浓度差通过泥饼向井内扩散
• 当井底压力小于地层压力时，气层中的气体大量 流入或深入井内 2、气侵的特点及危害 （1）侵入井内的气体由井底向井口运移，体积逐渐 膨胀，越接近地面，膨胀越快，因此，在地面看起来气 侵很严重的钻井液，在井底只有少量气体侵入。 （2）一般情况下，气体侵入钻井液呈分散状态，井 底泥桨液柱压力的降低是非常有限的，只要及时有效的 除气，就能有效的避免井喷。
油气井压力的控制
根据钻速与转速、钻压及钻头直径之间的关系， 并考虑保持d的数值与英制单位时相同，则可得
第五章 第一节 地层压力及其预测
因为0.0547vpe/n的值总 是小于1，所以lg （0.0547vpe/n）的绝对 值与vpe成反比。因此， d指数与vpe成反比。
在正常压力条件下，随着深度加大，vpe下降，d指 数增大，且d与D之间呈一条正常趋势线。在压力过渡 带和异常高压地层，由于地层欠压实和井底压差减小， vpe加大，d指数下降，通过其与正常趋势线偏离值的大
这种方法一般用在钻井施工前的初步预测。
第五章 第一节 地层压力及其预测
(2) 声波测井法
1)
声波传播速度主要是孔隙度和岩性的函数。
如果岩性为泥页岩时，则声波测井主要反映孔隙度的变
化。
在正常压力地层中，
随深度增大，地层压实
程度增强，孔隙度下降，
则声波传播速度加快， 传播时间减少。深度D 与传播时间Δtn的对数 之间呈一条正常趋势线。
正常压力段深度De的 σe易于求出：
第五章 第一节 地层压力及其预测
由于深度Da处的σa=σe，则a点处的地层压力计算式为
Δto，C——正常压实趋势线的截距和斜率 (3)
电阻率测井法的预测原理：在正常压力地层中，随 深度增大，地层压实程度加大，孔隙度减小，导电流体 也减少，页岩电阻率加大。在一定的地区，页岩电阻率 (对数)与井深之间存在一条正常趋势线；在异常压力地 层中，由于地层欠压实，孔隙度增大，地层流体多，地 温高，页岩电阻率向着低于正常电阻率的一侧偏离正常
第五章 第一节 地层压力及其预测
d指数法的前提之一是保持钻井液密度不变，但这 在生产中难以达到，尤其在进入压力过渡带后，为了安 全起见，需增加钻井液密度，这样，d指数便随之升高， 影响了它的正常显示。为了消除此影响，于是提出了修 正的d指数，即dc指数法，表达式为
第五章 第一节 地层压力及其预测
因为0.0547vpe/n的值总 是小于1，所以lg （0.0547vpe/n）的绝对 值与vpe成反比。因此， d指数与vpe成反比。
在正常压力条件下，随着深度加大，vpe下降，d指 数增大，且d与D之间呈一条正常趋势线。在压力过渡 带和异常高压地层，由于地层欠压实和井底压差减小， vpe加大，d指数下降，通过其与正常趋势线偏离值的大
这种方法一般用在钻井施工前的初步预测。
第五章 第一节 地层压力及其预测
(2) 声波测井法
1)
声波传播速度主要是孔隙度和岩性的函数。
如果岩性为泥页岩时，则声波测井主要反映孔隙度的变
化。
在正常压力地层中，
随深度增大，地层压实
程度增强，孔隙度下降，
则声波传播速度加快， 传播时间减少。深度D 与传播时间Δtn的对数 之间呈一条正常趋势线。
正常压力段深度De的 σe易于求出：
第五章 第一节 地层压力及其预测
由于深度Da处的σa=σe，则a点处的地层压力计算式为
Δto，C——正常压实趋势线的截距和斜率 (3)
电阻率测井法的预测原理：在正常压力地层中，随 深度增大，地层压实程度加大，孔隙度减小，导电流体 也减少，页岩电阻率加大。在一定的地区，页岩电阻率 (对数)与井深之间存在一条正常趋势线；在异常压力地 层中，由于地层欠压实，孔隙度增大，地层流体多，地 温高，页岩电阻率向着低于正常电阻率的一侧偏离正常
第五章 第一节 地层压力及其预测
d指数法的前提之一是保持钻井液密度不变，但这 在生产中难以达到，尤其在进入压力过渡带后，为了安 全起见，需增加钻井液密度，这样，d指数便随之升高， 影响了它的正常显示。为了消除此影响，于是提出了修 正的d指数，即dc指数法，表达式为
4学时--- 第六章 油气井压力控制
气体钻井技术优势
——红台215井
国内第一口采用氮气钻井钻过油气层，测试日产天然气6-8万方， 日产油50m3，平均机械钻速13m/h同比提高8倍以上。 红台构造首次发现工业油流，由此打破了吐哈红台区块单井日产 油量不足1吨的沉闷局面，取得了油气当量日产110 方的显著增产 效果。
50
50
常规钻井
25
油井 气井
P 1.5 ~ 3.5MPa P 3.0 ~ 5.0MPa
当量密度 当量密度
0.05 ~ 0.1g / cm3 0.07 ~ 0.15g / cm3
井控——基本概念
• 与压力有关的钻井方式
–欠平衡钻井（Under-Balanced Drilling）
• 在钻井时，井内有效液柱压力小于地层压力的钻井技术
气体钻井技术
气体钻井概念
指用纯气体作为循环介质进行钻井的工艺技
术。气体介质种类可能是空气、氮气、天然气柴
油机尾气等。
广义的气体钻井概念还包括雾化钻井、泡沫 钻井和充气泥浆钻井。 a.纯气体钻井：气体体积为混合物体积的100％；
34
气体钻井技术分类
b.雾化钻井
指在空气钻井过程中有地层水进入井眼并影响了空气钻 井携岩，采用加大气体流量和加入化学药剂的方式，将水进 行雾化，实现正常钻进的钻井方式。
30
（一）欠平衡压力钻井方式 1.空气钻井
设备：大功率压缩机，井口防喷器，旋转控
制头及有关仪表 适用：干燥、低渗透地层，硬质胶结长页岩 井段；水敏性低压地层；硬石灰
岩层；
硬石膏层；易漏失层；严重缺水 优点：钻速越快，损害越小，无井漏，保护油气层。 缺点：易着火，携带岩屑困难
2.雾化钻井
水、轻质钻井液+发泡剂 3.泡沫钻井 气相：天然气、空气、氮气、二氧化碳 液相：水基、醇基、烃基 发泡剂 4.充气钻井 钻井液必须易充气，易脱气，气液不分层 5.边喷边钻
第6章油气井压力控制
1、关井方式
（1）硬关井
发现溢流后，在节流阀未打开的情况下关闭防喷器。 关井时间短，可以尽快阻止地层流体侵入。
易产生水击、易损坏井口装置或压漏薄弱地层；
适用于井涌速度不高、井口装置承压能力高的情况。
16
（2）软关井
发现并涌后，先打开节流阀，再关闭防喷器，然后再关闭 节流阀。 关井时间长，地层流体侵入量多。 适用于井涌速度较高、井口装置承压能力较低、裸眼井段 有薄弱地层的情况。
出后形成雾状流体，冲洗井底和携带岩屑。
主要优点：不易着火和爆炸；有少量地层水进入井眼也能 有效携带岩屑。
（3）泡沫钻井
主要特点：采用稳定泡沫作为循环介质进行钻井。稳定泡
沫由气体（氮气或co2）、液体和表面活性剂配制。
主要优点：密度低，粘度和切力高，携岩能力强。来自8（4）充气钻井
主要特点：在钻井液中掺入气体，从而降低钻井液密度。充气 钻井液密度可控制在0.45 ～1.20g/cm3范围内。 主要优点：密度可调范围大；能消除空气钻井可能引起的井下 爆炸；较一次性的泡沫钻井经济；可用于易出水地层。
23
循环法：
关井后等待套压相对稳定，记录下套压pa； 启动泵，以压井泵速泵入钻井液，同时调节节流阀 保持套压不变，记录此时立管压力psp´； 停泵，关闭节流阀；
计算关井立管压力： psp= psp´- pci
适用于已知压井泵速和相应循环压耗pci的情况。
24
3、关井套压的最大允许值
14
第三节
溢流的控制----压井
控制溢流主要包括两个步骤：
阻止地层流体继续侵入井眼----关井；
用具有合适密度的钻井液将受污染的钻井液循
环出井眼，重新建立地层与井眼系统的压力平 衡----压井。
油气井压力控制共38页PPT
油气井压力控制
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
ENDBiblioteka 60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
ENDBiblioteka 60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
钻井工程 6 油气井压力控制共102页PPT
谢谢你的阅读
Hale Waihona Puke ❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
钻井工程 6 油气井压力控制
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。