准确求取地层压力

一,准确求取地层压力
发现溢流显示应立即按关井程序迅速关井;关井后应及时,准确求得关井立压,关井套压,并观察,记录溢流量.
1.压力传递时间.当溢流发生时,井底周围地层液体已开始进入井内,这时地层液体压力下降,在关井后的一段时间内,井底压力并不等于地层压力.在一段时间以后,井底压力将由于地层压力而升高,直至等于地层压力.对于具有良好渗透率的地层,井底压力与地层压力间建立起平衡需10～15分钟,因此,关井后在套压不超过允许关井最高压力的情况下,关井时间不少于15分钟,求取立压,套压以准确的计算地层压力,为压井计算提供依据.
2.接回压凡尔时立压求取方法：慢慢的启动泵并继续泵入,到泵压有一突然升高时留心观察套压,当套压开始升高时停泵,读出套压即将升高时的立管压力即得关井立管压力.如套压升高到关井套压以上某个值,则从读出的立管压力值中减去套压升高值即得关井立管压力.
3.不同工况下的应急措施：
(1)起,下钻中发生溢流,应尽快抢接回压凡尔.只要条件允许,控制溢流量在允许的范围内,尽可能多下钻具,然后关井.
(2)电测时发生溢流应尽快起出电缆.若溢流量将超过关井规定值,则立即砍断电缆并按空井溢流处理.
(3)任何情况下关井,其最大允许关井套压不得超过井口装置额定工作压力,套管抗内压强度的80%和薄弱地层破裂压力所允许关井套压三
者中的最小值.在允许关井套压值范围内严禁放喷.
4.相关计算：
(1)地层压力PP
PP=Pd+0.0098γH
Pd:关井立管压力,MPa.
γ:钻柱内未受油气侵泥浆密度,g/cm3.
H:井深,m.
(2)压井泥浆密度γ1
γ1= PP/(0.0098*H) (g/cm3) 或
Δγ= Pd/(0.0098*H) (g/cm3)
Δγ:平衡溢流时所需的泥浆密度增值.
(3)不同密度下关井允许最大套压值P2
P2=P-0.0098γ2H=P1-0.0098(γ2-γ)H (MPa)
P=0.0098γH+P1 (MPa)
P:套管角或井漏堵漏承压试验时该处所承受的最大压力.
P1:关井试压时套压值,MPa.
γ:试压时泥浆密度,g/cm3.
γ2:溢流关井时的泥浆密度,g/cm3.
(4)低泵冲试验或计算求取低泵冲循环泵压PCI.
使用排量大约为正常钻进的1/3～1/2排量循环,测得其泵压值;其对应泵压值约为正常钻进时的1/9～1/4泵压(Q∝P2).
(5)压井初始循环压力PTi
PTi=Pd+PCi (MPa)
PCi:低泵冲循环时的泵压,MPa.
(6)压井终了循环压力PTf
PTf= PCi*γ1/γ (MPa)
(6)加重泥浆到达钻头所需的时间T
T=VdH1/(60*Q) (分)
Vd:钻杆内容积,升/米.
H1:钻头所在井深,米.
Q:压井时的排量,升/秒.
(7)加重泥浆充满环空(到达井口)所需的时间T1
T1=VaH1/(60*Q) (分)
Va:环空容积,升/米.
(8)压井后钻进所需的泥浆密度γ2
γ2=γ1+γe (g/cm3)
γe:附加泥浆密度,g/cm3.
(9)钻进中所需的加重泥浆量V
一般加重泥浆量按井筒容积的2倍计算.
V=2*1000D2/H (m3)
D:井眼直径,〃.
二,关井后处理方法及措施
关井后应根据关井立管压力和套压的不同情况,分别采取相应的处理措施:
1.关井立管压力为零时,溢流发生是因抽汲,井壁扩散气,钻屑气等使泥浆静液柱压力降低所致:
(1)当关井套压也为零时,说明环形空间污染并不严重;应保持原钻进时的流量,泵压,以原泥浆敞开井口循环,排除侵污泥浆即可.
(2)当关井套压不为零时,应在控制回压维持原钻进流量和泵压条件下排除溢流,恢复井内压力平衡;再用短程起下钻检验,决定是否调整泥浆密度,然后恢复正常作业.循环中应注意勤测量泥浆密度,同时不能将受侵污的泥浆重新泵入井内.在达到对溢流的控制以后,可以适当的提高泥浆密度,使井内压力得到更好的平衡.
2.关井立管压力不为零时,表明由未侵污的泥浆液柱压力不足以防止地层液体侵入井眼,所以必须提高泥浆密度;可采用工程师法,司钻法,边循环边加重法等常规压井方法压井:
(1)所有常规压井方法应遵循在压井作业中始终控制井底压力略大于地层压力的原则.
(2)根据计算的压井参数和本井的具体条件(溢流类型,泥浆和加重剂的储备情况,井壁稳定性,井口装置的额定工作压力等),结合常规压井方法的优缺点选择其压井方法.
3.天然气溢流不允许长时间关井而不作处理.在等候加重材料或在加重过程中,视情况间隔一段时间向井内灌注加重泥浆,同时用节流管汇控制回压,保持井底压力略大于地层压力,排放井口附近含气泥浆.若等候时间长,则应及时实施司钻法第一步排除溢流,防止井口压力过高.
4.空井溢流关井后,根据溢流的严重程度,可采用强行下钻分段压井法,
置换法,压回法等方法进行处理.
5.压井作业应有详细的计算和设计,压井施工前应进行技术交底,设备安全检查,人员操作岗位落实等工作.施工中安排专人详细记录立管压力,套压,泥浆泵入量,泥浆性能等压井参数,对照压井作业单进行压井.压井结束后,认真整理填写压井作业单.
6.加重泥浆要慎重,预防密度太高导致井漏,密度太高压漏地层带来的危险比低密度压井更大.加重时要适量加入降失水剂,稀释剂,以降低失水,改善泥浆的流动性和泥饼质量,并加入烧碱水将PH值提高到9-10.
7.压井过程中发生井漏时,应定时定量向环空灌入泥浆以降低漏速.维持一定液面,保持井内压力平衡,然后堵漏.
8.压井方法
关井后在压井处置上有四种方法:
(1)边加重泥浆边循环压井法.这种处置方法可以在最短的时间内控制住溢流,使井控装置承受的压力最小,承压时间最短,可以减少钻具粘卡等井下事故,因此是最安全的;但这种处置方法由于压井过程中钻柱内的压井泥浆密度不同,给控制立管压力以维持稳定的井底压力带来困难,计算较多较复杂;若压井泥浆密度等差递增,并均按钻具内容积配制每种密度的泥浆量,则立管循环压力也就等差递减,易于控制. (2)继续关井,先加重泥浆,再循环压井法(等待加重法或工程师法).该处置可以在一个循环周完成,所需时间较短,井口压力较小,也较安全,压井多采用这种方法,但是关井时间长,对循环不利,因此该方法效果的
好坏关键取决于是否能迅速加重泥浆.以不变的泵速循环注入加重泥浆;在加重泥浆到达钻头的过程中,调节节流阀使立压由初始循环值下降到终了循环值(加重泥浆低泵冲泵压),使套压值保持不变;当加重泥浆到达钻头后向环空上返过程中,立压值保持不变,套压值逐渐下降,当加重泥浆到达井口时,套压降为零,重建起地层---井眼压力平衡,压井结束.
(3)先循环排出受侵污的泥浆,关井,加重泥浆,再循环压井法(两步控制法或司钻法).这种处置相对来说是安全的,技术上也比较容易掌握,但需要最长的时间和最大限度的应用井口装置.泥浆在第一个循环周内未加重,因此套压不变(等于低泵冲泵压或初始与终了套压相等). (4)先循环排出受侵污的泥浆,然后边加重泥浆边循环压井法.这种处置方法既复杂又需要时间更长.
三,未安装防喷器时发生溢流的处置
目前部分油井在压力较低或稳定区块施工,未安装防喷器,但这些区块的井控工作仍然是重中之重.
1.井控安全风险大.
对于未安装防喷器的井及油气比较高的井,其潜在的井控危险更大,因井控硬件无保障,一旦发生溢流则处理手段有限,如果处理不当就会发生井口失控,着火烧毁设备,环境污染,人员中毒或伤亡等重大事故.因此:
(1)井控工作更要立足于一次井控,严格执行井控技术措施,进入目的层前适当提高泥浆密度平衡钻井.
(2)坚持井控坐岗及时发现油气侵等迹象,坚持干部跟班制度,出现油气侵等迹象时及时组织加重泥浆,避免发生溢流.
(3)井控应急资源准备充分,完好,按要求储备加重材料.
(4)加重配浆装置要及时检查,确保使用正确.
(5)备有能够吸入高密度,高粘度的排污泵.
(6)机泵房,钻台井架,循环罐,探照灯,照明等电路必须按要求专线架设和控制.
2.发生溢流时的措施及要求
(1)在发生溢流情况下,及时启动井控应急预案,要根据溢流程度不同采取相应的措施.
(2)发生间断性溢流,且溢流程度小的情况下,井内有钻具时,及时坚持循环,排出受污染的泥浆.井内无钻具时,及时抢下部分钻具,建立循环并排出受污染的泥浆,再继续尽可能多下钻具,循环观察并适当提高泥浆密度,直至建立压力平衡.
(3)发生连续溢流时,及时建立循环排出污染泥浆并及时加重.
(4)发生溢流时,及时断开井架,钻台,机房,震动筛电源,1#柴油机停机,开探照灯.
(5)做好防火,防爆及人员中毒防护等工作,及时检测H2S,CO有毒有害气体含量,必要时工作人员要佩戴正压呼吸器作业.
(6)尽可能多的抢下钻具(压井钻具结构简化),建立循环,分段循环排出污染泥浆,为加重泥浆压井创造条件.
(7)利用消防枪或消防车,连续向井口喷水,防止着火.
(8)组织加重材料,井控装备,配浆设施,水源,清理钻台周围两侧设施,做好加重泥浆及抢着防喷器等准备.
(9)根据溢流情况测算安全周期,起钻或倒开钻具抢装防喷器,再实施压井.
3.短程起下钻测算安全周期的基本作法
(1)一般情况下试起10～15柱钻具,再下入井底循环观察一个循环周,若泥浆无油气侵,则可起钻;否则,应循环排除受侵污泥浆并适当调整泥浆密度后再起钻.
(2)特殊情况时(需长时间停止循环或井下复杂时),将钻具起至套管角内或安全井段,停泵观察一个起下钻周期或停泵所需的等值时间,再下回井底循环一周,观察一个循环周.若有油气侵,应调整处理泥浆;若无油气侵,便可起钻.
T+T1
T+T1
压井过程中套压变化图
T
压力(MPa)
时间(分)
Pa
压井过程中立压变化图
T
PTi
压力(MPa)
时间(分)
PTf
井喷失控的紧急处理措施：
1、立即停车、停炉、断电，并设置警戒线，一切火源。

2、尽快由四通向井口连续注水，用消防水枪向油气喷流和井口周围大量喷水。

迅速做好储水、供水工作。

并将氧气瓶油罐等易然易爆品拖离危险区。

3、成立有领导班干部参加的现场抢险组，迅速制定抢险方案，集中统一
领导负责现场施工指挥。

4、测定井口周围及附近的天然气和硫化氢气体含量，划分安全范围。

5、清除井口周围和抢险通道上的障碍物。

已着火的井带火清障。

6、换新井口前必须进行技术交底和演习。

7、尽量不在夜间进行井喷失控处理施工。

8、做好人身安全防护工作，避免烧伤、中毒、噪音等伤害。