精品课程《钻井与完井工程》课件05井控

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钻井工程各工艺流程详细介绍ppt课件

钻井工程各工艺流程详细介绍ppt课件
清洗井底 设计井深
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井底动力钻具旋转钻井法
旁通阀
涡轮钻具 上轴转承子
定子
分 螺杆钻具 中心轴

下方轴外向承壳轴
电动钻具
主轴
定子和转子
钻头
涡螺轮杆钻来自百度文库具具
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井底动力钻具旋转钻井法
特点
①转动钻头的动力由地面移到井 下,直接接在钻头之上; ②钻柱的功能只是给钻头施加一 定的钻压、形成洗井液通路和承 受井下动力钻具外壳的反扭矩; ③井底动力钻具的动力是由电源 或地面泥浆泵提供的、通过钻柱 内孔传递到井下的具有一定动能 和压力的洗井液流体或交流电。
钻井知识及钻井技术讲座
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主要内容
前 言 第一章 油气井钻井方法及工艺 第二章 现代钻井技术发展概况
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第一章 油气钻井方法及工艺
钻井
利用一定的工具和技术在地层中 钻出一个较大孔眼的过程。
第一节 钻井方法
钻井方法
为了在地下岩层中钻出所要求 的孔眼而采用的钻孔方法。
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第一节 钻井方法

人工掘井

直流电驱动钻机 工作机用直流电动机驱动。 海上钻井普遍采用
交流电驱动钻机 工作机用交流电动机驱动
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钻机的组成及功能
1、起升系统 2、旋转系统 3、循环系统 4、驱动与传动系统 5、气控系统 6、井控系统

井控技术培训教程

井控技术培训教程

钻进过程中井控操作规范
01
02
03
井口操作规范
严格遵守井口操作程序, 避免发生井口溢流、井喷 等事故。
泥浆性能维护
定期检测泥浆性能,及时 调整泥浆密度、粘度等参 数,确保井壁稳定。
井内异常情况处理
遇到井漏、井涌等异常情 况时,及时采取相应措施 ,如起钻、关井等,防止 事故扩大。
完井阶段井控措施实施
教训三
加强地质风险评估。在钻井前对地层压力、破裂压力等 关键参数进行准确预测和评估,制定相应的井控措施和 应急预案。
预防措施制定和改进方向
预防措施一
完善井控设备配置。根据钻井需求和地质条件,合理配置 井口装置、防喷器、控制系统等关键设备,确保其满足井 控要求。
预防措施二
加强员工培训和教育。定期开展井控技术培训和应急演练 ,提高员工井控意识和操作技能水平。
完井方式选择
根据地层特性和开发需求,选择合适的完井方式,如裸眼完井、 套管完井等。
固井作业规范
进行固井作业时,确保水泥浆性能、注水泥量等参数符合设计要求 ,提高固井质量。
井口装置安装与试压
安装井口装置后,进行试压作业,检验井口装置的密封性和承压能 力。
03
CATALOGUE
压裂、酸化等增产措施中的井控技术
通过模拟演练和实际操作,熟练掌握井喷、井漏等紧急情况下的 应急处理技能。

井控管理实施细则培训课件PPT

井控管理实施细则培训课件PPT
7百度文库
4.7 钻开油气层应具备的条件 4.7.3 井控基本条件。钻台应备好与防喷器闸板尺寸一致且能有效使用的防喷单根或防喷立柱 ;“三高”气井应对全套井控装置及井口段套管进行试压,并对防喷器液缸、闸板、控制部 分作可靠性检查。“三高”气井使用顶驱钻进时必须安装手动及液动旋塞。采用双根钻进时, 立柱中单根上部应加装旋塞。 4.7.4 防喷器胶芯在每次开钻或钻开油气层之前必须试压,试压不合格的应立即更换。 4.8 进入油气层主要井控措施 4.8.3 设备检修应安排在下钻过程中,宜下至套管鞋位置进行;若起钻过程中因故不得不检修 设备,检修中应采取相应的防喷措施,检修完成后不满足安全作业时间的,立即下钻到井底循 环一周半,正常后再起钻。起钻完毕应及时下钻,严禁在空井情况下进行设备检修。 4.9 溢流和井漏处置及关井原则 4.9.1 处置溢流应执行“发现溢流立即关井,疑似溢流关井观察”的基本原则。 4.9.2 岗位发现溢流、井漏及油气显示异常时,应立即报告司钻岗位操作人员。 4.9.3 发现气侵应及时排除,钻井液未经除气不得重新入井。对气侵钻井液加重时,应首先停 止钻进,严禁边钻进边加重。
作业、电缆(钢丝)作业等试压过程应视频记录并保留试压曲线。 3.9.6 防喷器使用期满 6 个月应进行检测;使用期满仍须继续使用的,应经现场试压检验合格 ,待施工结束时,再送回专业检验维修机构检测。 3.9.7 钻完井和井下作业使用的各类高压管汇,每半年由专业检测维修机构进行检测维修。使 用期满仍须继续使用的,应经现场试压检验合格,待施工结束时,再送回专业检验维修机构 检测。 3.9.8 各类硫化氢检测仪、可燃气体检测仪、大功率声响报警器等气防器具,现场安装后应进 行可靠性检测,声光报警、数值显示等达到标准后,方可投入使用。 3.9.9 液气分离器进液管线压力等级不低于 10MPa,用法兰、钢圈连接,不允许井队在现场 擅自焊接。 3.9.10 用于“三高”气井的钻井四通每口井必须用新的或没有放喷记录并检测合格的。钢圈槽 、主侧通径等有维修记录的钻井四通不能用在“三高”气井使用。用于“三高”井段的钻井 四通必须使用一体成型式,四通本体与侧通径之间不应采用法兰连接。

《钻井培训教材》课件

《钻井培训教材》课件

高压气井钻井实例
总结词
高压气井具有高压力、高温度的特点,需要采用特殊的钻井工艺和技术。
详细描述
高压气井钻井需要采用高强度钻杆、耐高温的钻头和密封性能好的井口设备等。同时,在钻井过程中 需要严格控制钻压、转速和泥浆性能等参数,以防止井喷、漏失等问题。
超深井钻井实例
总结词
超深井钻井技术难度大,需要采用先进 的钻井设备和工艺。
特殊钻具的应用
针对特殊钻井需求,介绍一些 特殊的钻具及其使用方法和注
意事项。
泥浆泵与钻井泵
泥浆泵概述
介绍泥浆泵的种类、结构和工作原理 ,以及泥浆泵在钻井过程中的重要性 和作用。
泥浆泵组成
详细介绍泥浆泵的各个组成部分,如 动力端、传动端、泵体等,并解释各 部分的作用和工作原理。
泥浆泵选型
根据不同的钻井需求和地质条件,指 导用户如何选择合适的泥浆泵型号和 规格。
情况选择合适的完井方式。
完井液选择
完井液是完井过程中的重要组成 部分,需要根据地质条件和工程 要求,选择合适的完井液类型和 配方,以确保完井施工的安全和
质量。
完井作业
完井作业需要严格控制完井液的 排量和压力,以及采取有效的固 井措施,以确保完井工作的安全
和质量。
04
钻井液与储层保护
钻井液的组成与性能
钻井技术的发展历程
总结词

《钻井与完井工程》课程教学方法及教学效果探讨

《钻井与完井工程》课程教学方法及教学效果探讨
验。
在教学过程 中,多媒体起到主版面的作用 ,而板书起 到副版 面的 作用。对于一些钻井工具 ,其结构 比较复杂 ,因此钻柱实物和结构 图 的演示 采用多媒体 ,对 于各类钻井工程实例可采用图片的形式 ,对钻 井工程可采用视频 的形式 的向学生演示 ,增强学生对 钻井工程 的感性 认识 ;对 多媒体 中比较关键或重要的公式 ,如井底压 力等 的计算公式 则采用板书形式 ,起到强调的作用 。 ( 3 ) 专业教育与奉献精神相结合 在教学过程 中, 注重情感教育与奉献精神相结合 。 通过 回顾铁人王进喜的感人 故事 , 介绍王进喜成为新 中国第一代 钻井_ T人 ,先后 任司钻 、队长等 职,1 9 5 6 年4 月加入 中国共产党。1 9 5 8 年9 月 ,他带领钻井 队创造 了当时月钻井进尺 的全 国最高 纪录 ,荣获 “ 钢铁钻井 队”称号 。由此可见钻井_ 丁 程是一 门技术活 ,需要掌握专 业 的知识才能从事这项工作。在教学 过程中,注意培养学生的爱国奉 献精神。
3 、教学效果研究
( 1 )研究 对 象
2 、课程教学方法
( 1 )理论 教学 与 实践教 学相 结合
该课程教学由理论教学和实践教学两部分组成。 理 论教 学共5 8 个学时 ,具体 教学内容及学时分配 为 :第 1 章绪论 ( 2 学时 )、第2 章井身结构设计 ( 6 @ 时 )、第3 - 章钻井液 ( 8 学时 )、 第4 章钻井 工艺 ( 重点 ) ( 1 0 学时 ) 、 第5 章钻井过程压 力控 制 ( 重 点 )( 6 学 时 )、第6 章井眼轨迹设计与控制 ( 1 0 学 时 )、第7 章 固井 ( 8 学时 )、第8 章完井 ( 4 学时 )、第9 章储层保护 ( 4 学时 ) 。理论教 学在1 — 8 N内进行 ,每周 时。 实验教 学共6 个学时 ,学生 可参 与水基钻井液配制及 常规 性能测

钻井基本知识ppt课件

钻井基本知识ppt课件
绍槐编著。
5. 《钻井工程》石油工业出版社,何庆庞编著。
4
钻井工程课件
绪论
石油钻井概述 钻井技术的发展 钻井施工工序 目前钻井技术的现状 本章需要4学时
5
一、石油钻井概述
绪论 石油钻井概述
1.石油钻井的概念
所谓石油钻井是指利用专用设备和技 术,在预先选定的地表位置处,向下或一 侧钻出一定直径的孔眼,一直达到地下油 气层的工作。
(1)人工掘井:1521年之前 (2)人力冲击钻:1521~1835
年,是靠人力、捞砂筒、特 殊钻头、悬绳、游梁等来完 成的。 实际上是利用了杠杆原理及 自由落体的下落冲击作用来 钻井的。
特点是:
1)破岩与清岩相间进行。 2)冲击力小,破碎效率低。 3)设备简单,起下钻方便。
绪论 钻井技术的发展
支游 架梁
6
一、石油钻井概述
绪论 石油钻井概述
2.石油钻井的种类 (1)把钻井按钻井的目的进行分类:
区域普查井 :基准井、剖面井、 参数井、构造井
探井:预探井、详探井、边探井 开发井:生产井(油井、气井)、
注入井(注水井、注气井) 特殊用途井:检查井、观察井、调整井、
救援井等。
7
绪论
绪论 钻井技术的发展
工作。 2005年9月渤海石油职业学院从事钻井工程理论与钻井实习
教学。

井控标准参考ppt课件

井控标准参考ppt课件
(5) 检验:产品的出厂检验和型式检验。 (6) 质量记录、产品标志、表面防护、包装和储存。 (7) 附录:防喷器功能试验。 2.SY5053.2-91“地面防喷器及控制装置” 本标准规定了地面防喷器控制装置的产品分类、技术要求、试验方法、检验方法、检验规则、标志、包装和储存。其主要内容有: (1) 术语:解释了地面防喷器控制装置、关闭时间、蓄能器的可用液量、控制滞后时间等技术术语。 (2) 产品的分类、系列和型号。 (3) 技术要求:公称压力、关闭时间、对泵组、
释,井场及钻机设备的布置,硫化氢的监测,井控设备的安装和材质,钻井设计的特殊要求,钻井安全操作,钻井人员的安全钻井培训和一个附录《硫化氢防护术培训内容》。附件内容包括硫化氢的理化性质、对人体的危害、对金属材料、非金属材料和钻井液的影响等。 4.SY5089-85“钻井井史及班报表格式” 本标准对钻井队的井控工作提出了文字、资料记载要求,如井身结构资料、各次开钻井口装置及液压防喷器控制系统资料,地层孔隙压力测试数据,地层破裂压力测试数据,溢流或井喷复杂情况的发生、处理资料等。
4.SY5279.1-91“石油井口装置额定工作压力与公称通径系列” 本标准规定了石油井口装置的额定工作压力与公称通径、法兰、卡箍公称通径与管子公称直径的选配,套管头、油管头的相关尺寸。标准适用于石油天然气井井口装置。主要内容有: (1) 术语解释:额定工作压力和公称通径。 (2) 压力、通径、管子选配和相关尺寸:钻井防喷器、套管头、固井水泥头、采油(气)树、油管头以及酸化压裂、注水和不压井作业等井口装置的额定工作压力与公称通径,井口装置法兰、卡箍的公称通径和管子公称直径的选配;套管头、油管头的相关尺寸等。

井控培训教材井控技术

井控培训教材井控技术
2024/1/24
工程因素
钻井液密度不合适、井口 装置失效、固井质量不合 格等工程问题也是引发井 喷的重要原因。
人为因素
操作失误、违章作业、监 管不力等人为因素同样可 能导致井喷事故的发生。
16
预防措施制定和执行情况回顾
建立健全井控管理体系
严格监管和检查
制定完善的井控管理制度和操作规程 ,明确各级人员职责,确保井控工作 的有效开展。
失败案例剖析
2024/1/24
案例背景
01
某气田在钻井过程中发生井喷事故,造成人员伤亡和财产损失

事故原因
02
经调查发现,事故主要是由于井控措施不到位、人员操作失误
Hale Waihona Puke Baidu
等原因造成的。
反思与教训
03
从事故中应深刻反思,加强井控技术的培训和实践,提高人员
的安全意识和操作技能,避免类似事故的再次发生。
21
经验教训总结及改进方向探讨
数据分析与优化
利用大数据和人工智能技术,对井控数据进行实 时分析和优化,为决策提供支持,降低事故风险 。
智能化钻井技术
结合地质、工程、机械等多学科知识,发展智能 化钻井技术,提高钻井效率和质量。
2024/1/24
26
绿色环保理念在井控技术中体现
清洁能源利用
积极推广使用清洁能源,减少对传统能源的依赖,降低碳排放和 环境污染。

井控知识与应急条件下的关井(05)

井控知识与应急条件下的关井(05)

1.08g/cm3,关井等待15天后,风31-15井注水井压力
13.7MPa降低到6.5Mpa,密度提高到1.40g/cm3压井成功。
大港油田集团第二钻井工程公司
溢流是井喷的前兆,所以必须及时发现溢流、及时
通知司钻。坐岗人员的责任十分巨大。
什么是井控工作关键环节?
及早发现溢流,迅速正确关井。
大港油田集团第二钻井工程公司
大港油田集团第二钻井工程公司
第一部分 溢流(井涌)产生的原因
第二部分 井喷及井喷失控的主要原因
第三部分 如何判断溢流 第四部分 如何采取措施以及正确关井 第五部分 如何做好井控工作
第六部分 硫化氢知识及防护措施
大港油田集团第二钻井工程公司
第三部分 如何判断溢流
一、起钻时发生溢流的显示是: 1、灌入井内环空的泥浆体积小于起出钻 柱的体积(钻头水眼堵时为排替体积); 2、不灌泥浆,出口槽有泥浆流出;
泥浆密度低溢流案例
官60-48井溢流原因:钻至井深2858米,发生严重油
气侵,将设计之外的邻井注水井官58-44加快卸压到11Mpa 后,将密度从1.27g/cm3提高到1.49g/cm3,压井成功。 枣75-11L井溢流原因:钻至井深1877米,钻开设计 之外注水层,发生严重水侵,密度从1.20g/cm3降到
大港油田集团第二钻井工程公司
万能封方钻杆试验数据

井控培训知识ppt课件

井控培训知识ppt课件
井控培训知识ppt课件
目录
• 井控基本概念与原理 • 钻井过程中的井控技术 • 井下作业过程中的井控技术 • 应急处理与事故案例分析
目录
• 现场安全管理与风险评估 • 总结回顾与展望未来发展
01
井控基本概念与原理
井控定义及重要性
井控定义:井控是石油与天然气勘探开 发过程中,确保井筒内压力平衡与安全 的重要技术措施。
降滤失和破胶性能。
酸化液选择与使用
根据储层特性和酸化需求,选择合 适的酸化液类型和浓度,确保酸化 液能够有效地解除地层堵塞,提高 储层渗透率。
施工参数优化
通过对施工排量、压力、时间等参 数的优化调整,实现增产措施的最 佳效果,同时降低对储层的伤害。
修井作业中井控技术应用
井筒清洗与压井
在修井作业前,对井筒进行彻底的清 洗和压井处理,确保井筒内无杂质和 污染物,为后续作业提供安全的环境 。
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
组织人员撤离
按照撤离路线,组织人员安全撤 离。

钻井与完井工程教材第五章压力控制

钻井与完井工程教材第五章压力控制

第五章 钻井过程压力控制

钻井过程井筒压力控制理论是压力控制钻井(平衡压力钻井、近平衡压力钻井、欠平衡压力钻井)和油气井溢流、井喷控制的重要理论论据和应用范围。本章主要介绍稳态井内波动压力预测模型及计算方法;溢流及井喷过程井筒压力变化规律及控制方法。欠平衡钻井井内压力系统分析、控制及欠平衡钻井涉及的主要技术问题;

第一节 压力控制钻井中的几个概念

压力控制钻井包括过平衡钻井、平衡钻井、近平衡钻井及近年发展极快的欠平衡钻井、低压头钻井。

平衡钻井是科学化阶段后10年的主要技术成果,这项技术是基于压差对钻速影响的理论发展起来的。平衡钻井、近平衡钻井、欠平衡钻井及低压头钻井虽然都是几个不同的概念和具有其独特的理论、技术特征,但它们都能不同程度地达到以下目的:

⑴有效地保护储层产能,据国外某油田调查资料表明:当钻开储层时压差小于10.3Mpa 时,储层产量接近638m 3/d ,而压差大于10.3 Mpa 时,储层产量仅为318m 3/d 。美国阿拉斯加普鲁德霍湾油田针对油井产量递减问题进行了三年调查研究,分析了多个环节对油层损害的影响,结论为过平衡条件下钻井促使液相与固相侵入地层,损害地层的渗透率10%~75%。薄片鉴定和扫描电镜分析证明,微粒侵入地层是储层损害的主要原因。

⑵明显提高钻速,理论及室内实验表明,钻速本质上受压力差影响,当孔隙压力与井筒有效液柱压力相等时钻速最高。1959年坎宁安和尹英克(Eeoink )在室内用微型钻头在渗透性Berea 砂岩、Indina 灰岩和松散砂岩上试验,压差由0增至6.889Mpa ,钻速下降60~70%。

第四讲--井控技术

第四讲--井控技术

⑼ 地质设计未能提供准确的地层孔隙压力资料,造成使用的钻井液密度低于 地层孔隙压力。
⑽ 空井不能时间过长,又无人观察井口。 ⑾ 钻遇漏失层段发生井漏未能及时处理或处理措施不当。 ⑿ 相邻注水井不停注或未减压。 ⒀ 钻井液中混油过量或混油不均匀,造成液柱压力低于地层孔隙压力。 ⒁ 思想麻痹,违章操作。
地面立管压力,MPa 0 泵入量,L
通常表层套管取安全附加压力Sf=0.06 g/cm3,技术套管 Sf=0.12 g/cm3,则: 表层套管以下:ρmmax=ρf-0.06,g/cm3 技术套管以下:ρmmax=ρf-0.12,g/cm3
5、波动压力 (1)波动压力的定义 它是激动压力和抽吸压力的总称。 抽吸压力是指:当井内钻柱向上运动时,钻井液应向下流 动,但由于钻井液的特性致使它与井壁、钻柱壁均有一定 的粘滞作用而产生流动阻力,这个力方向向上,其结果是 使井底压力降低。钻头泥包时,抽吸压力最大。 激动压力是指:当钻柱向下运动时,钻井液被挤向上行, 它与井壁和钻柱壁产生流动阻力,这个力的方向向下, 致使井底压力增加。
总之,井侵、溢流、井涌、井喷、 井喷失控反应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化的不同严 重程度。
三、井喷失控的原因及危害
井喷失控的原因:
⑴ 起钻抽吸,造成诱喷。
⑵ 起钻不灌钻井液或没有灌满。 ⑶ 不能及时准确的发现溢流。 ⑷ 发现溢流后处理措施不当。比如有的井发现溢流后不是及时正确的关井, 而是继续循环观察,致使气侵段钻井液或气柱迅速上移,再想关井,为时已晚。 ⑸ 井口不安装防喷器。 ⑹ 井控设备的安装及试压不符合《石油与天然气钻井井控技术规定》 的要求。 ⑺ 井身结构设计不合理。 ⑻ 对浅气层的危害性缺乏足够的认识。

钻井工程课件

钻井工程课件

绪 论
二、钻井技术的发展
1、钻井的发展史
钻井技术的发展
2100多年前,中国就开始了钻井, 2100多年前,中国就开始了钻井,应用的是顿钻钻井 多年前 方法,这是在四川自贡,目的是为了获得地下的盐。 方法,这是在四川自贡,目的是为了获得地下的盐。 1521年钻盐井偶得石油 这是我国的第一口油井。 1521年钻盐井偶得石油,这是我国的第一口油井。 年钻盐井偶得石油, 1835年在四川钻成了一口天然气井 1835年在四川钻成了一口天然气井——兴海井,井深 年在四川钻成了一口天然气井——兴海井 兴海井, 1200m, 达1200m,是当时世界上最深的井 到1820年,及鸦片战争前夕,钻井深度突破1000米, 1820年 及鸦片战争前夕,钻井深度突破1000 1000米 中国第一口油井在陕西延长油矿。目前日产量还有200 中国第一口油井在陕西延长油矿。目前日产量还有200 公斤 美国1859年 美国1859年8月在宾夕法尼亚洲泰特斯维尔小镇才打了 一口20m深的油井 深的油井, 一口20m深的油井,也就是所谓的世界上的第一口油 井; 前苏联在1863年才打出 年才打出20m深的井 深的井。 前苏联在1863年才打出20m深的井。
钻井工程课件
主要参考书: 主要参考书:
1.《钻井工艺原理》(上、中、下),石油工业 钻井工艺原理》 出版社,刘希圣教授主编。 出版社,刘希圣教授主编。 2.《钻井工程理论与技术》石油大学出版社,陈 钻井工程理论与技术》石油大学出版社, 庭根与管志川教授编著。 庭根与管志川教授编著。 3. 《钻井工程》 郝瑞主编(中等专业用书)。 钻井工程》 郝瑞主编(中等专业用书) 4. 《喷射钻井理论与计算》石油工业出版社,张 喷射钻井理论与计算》石油工业出版社, 绍槐编著。 绍槐编著。 5. 《 钻井工程 》 石油工业出版社 , 何庆庞编著 。 钻井工程》 石油工业出版社,

钻井工程PPT课件

钻井工程PPT课件

基准井:在区域普查阶段,为了了解地层的沉积特征和 含油气情况、验证物探成果而钻的井。
剖面井:是为了研究地层岩性、岩相变化,为寻找含油 气构造而钻的井。
参数井:为了解区域构造,提供岩石物性参数而钻的井。 构造井:为了了解地质构造特征、验证物探成果,并编
制地下某一标准层的构造图。 探井:为了确定油气藏是否存在及其埋藏位置(预探
三、钻井施工工序
绪论 钻井的基本工艺过程
1. 定井位 2. 道路勘察 3. 基础施工 4. 安装井架(塔型井架) 5. 搬家 6. 安装设备
7. 一次开钻 8. 二次开钻 9. 钻进 10.起钻 11.换钻头 12.下钻
钻井施工
钻前施工
13.完井电 测 14.下套管固井
完井施工
井口防 溢管
封井器
常规取心工艺、密 闭取心、 保压密闭取心、 定向取心
第五章 固井 :井身结构、套管柱、油井水泥 第六章 完井技术: 钻开储集层、完井方法、完井井口装置 第七章:钻井事故处理
Leabharlann Baidu
钻井工程课件
主要参考书:
1.《钻井工艺原理》(上、中、下),石油工业 出版社,刘希圣教授主编。 2.《钻井工程理论与技术》石油大学出版社,陈 庭根与管志川教授编著。 3. 《钻井工程》 郝瑞主编(中等专业用书)。 4. 《喷射钻井理论与计算》石油工业出版社,张 绍槐编著。

精品课程钻井与完井工程-课件05井控

精品课程钻井与完井工程-课件05井控

井控——波动压力计算
减少抽吸作用的方法
平衡地层压力的合适泥浆密度,并附加安全 系数
尽可能小的泥浆粘度和切力 井内有许多钻具时,降低起钻速度 钻杆与井眼间应有适当有间隙
井控——溢流及井喷控制
地层-井眼系统的压力平衡
正常情况下
Gp<ECD<Gf, GST<ECD<Gf
Qs
(d2
4
di2)VP
环空平均流速
Qi:进入运动管柱内的液 体流量, m3/s
d:运动管柱的外径,m
di:运动管柱内径,m
V1D d2 h2 ddi22VP(D 4h2Q i d2)
Vp:运动管柱的速度,m/s Dh:井眼直径,m
Qi是一个未知数,需要进行迭代计算
井控——波动压力计算
计算环空流速
井喷失火
概述
一、油气井压力控制的基本概念
气侵:指井内的天然气以渗漏(透)的形式钻井液中。 井涌:指井口泥浆有外溢的现象。 严重井涌:井涌比较强烈的情况。 井喷:指地层流体无控制入井。 井喷失控:利用封井器也无法控制的井喷。
概述
一、油气井压力控制的基本概念(续)
井控技术:主要是及时发现溢流并在保证井底压力
井壁不稳定
井控——波动压力计算
循环时井底压力
PbcPmPla
停止循环
P la 0 ,P bc P m

钻井工程PPT课件

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(二)钻井液粘度、切力与钻井的关系 1、粘度、切力过大有以下害处。 ⑴流动阻力大,能量消耗多,功率低,钻速慢; ⑵净化不良(固控设备不易充分发挥效力),易引起井下复杂情况; ⑶易泥包钻头,压力波动大,易引起卡、喷、漏和井塌等事故; ⑷脱气较难,影响气测并易造成气侵。
2、粘度和切力过低也不利于钻井,如: ⑴洗井不良,井眼净化效果差; ⑵冲刷井壁加剧,引起井塌等井下事故; ⑶岩屑过细影响录井。
(三)方钻杆 方钻杆位于钻杆柱最上端,上接水龙头,它承受全部入井 钻具的重力。主要作用是传递扭矩。
(四)接头 1、钻杆接头类型 分为内平接头、贯眼接头、正规接头三类。 2、接头类型表示方法 我国现场用三位数字来表示钻杆接头扣型。第一位数表示 钻杆本体的公称尺寸的整数部分。第二位数用1、2、3分 别表示内平、贯眼、正规扣。第三位用1、0分别表示公母 扣。
(四)传动系统 包括减速箱、变速箱、液压变矩器、三角皮带、链条。 (五)控制系统 包括牙嵌、齿式、气动离合器,司钻控制台、控制阀件等。 (六)制动系统 即刹车系统、包括刹把、刹车带、主刹车、辅助刹车等。 (七)井控系统 由井口液压防喷器、节流与压井管汇、液压控制系统 (八)钻井仪表 包括大钩指重表、转盘扭矩表、转盘转速表、泵压表泥浆出口流量表、大钳扭矩表、井深 钻速表以及记录仪等。
(一)钻井液密度与钻井的关系 密度过大有以下害处: 1、损害油气层; 2、降低钻井速度; 3、过大压差造成压差卡钻; 4、易憋漏地层; 5、易引起过高的粘切;
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停止循环
Pla 0 ,Pbc Pm
Pla
Pm
2/10/2020
井控——波动压力计算
波动压力计算方法
稳态波动压力分析:认为流体是不可压缩的,压力 变化与时间无关。
瞬态波动压力分析:认为流体是弹性体,压力变化 与时间有关。
产生波动压力的原因
管柱从静止状态到运动状态,因克服井内钻井液的 静切力引起的井内压力激动。
d2 Dh2
di2 d2
VP


4Qi (Dh2 d 2 )
Qs:开口管排开液体的流 量,m3/s
Qi:进入运动管柱内的液 体流量, m3/s
d:运动管柱的外径,m di:运动管柱内径,m Vp:运动管柱的速度,m/s Dh:井眼直径,m
Qi是一个未知数,需要进行迭代计算
=1289
3 0.737
同理钻杆段也是层流。
第二节 井内波动压力预测方法
波动压力计算例题
解 1.钻头水眼全部堵死,即运动管柱为堵口管。 计算摩阻系数f
钻铤段 fc=24/1369=0.0175 钻杆段 fp=24/1289=0.0186 计算起钻时,钻头处的抽汲压力Psw

Psw

0.196
Qs:堵口管排开液体的流量 ,m3/s
d:运动管柱的外径,m Vp:运动管柱的速度,m/s
V1

d2 Dh2 d 2
VP

V1:环空平均流速,m/s Dh:井眼直径,m
井控——波动压力计算
计算环空流速
开口管(关泵)
Qs


4
(d 2
di2 )VP
环空平均流速
V1

量。若P环P内,需重新选Qi,直到: P环 P内
(0.02)

为简化,可采用下式近似计算:
V

VP
(
D
d2 2
di2 d2
di2
Kc)
(5-16)
第二节 井内波动压力预测方法
波动压力计算例题
解 2.钻头水眼未堵,即运动管柱为开口管。

J
J12

J
2 2

J
2 3

(1)钻头水眼全部堵死,钻头处井壁所受波动压力值 Psw;
(2)钻头水眼未堵,钻头处井壁所受波动压力值Psw 。
第二节 井内波动压力预测方法
波动压力计算例题
解 1.钻头水眼全部堵死,即运动管柱为堵口管。先求环空平均流速

,由环空直径比 钻铤外环空流速

0

177.8 215.90

0.824
井控——基本概念
井内有效液柱压力
PmE Pm Pco
Pm :钻井液静液柱压力 Pco:环空循环压力,裸眼
和套管内分开计算。
PP
PmE
井控——基本概念
与压力有关的钻井方式
平衡钻井(Balanced Drilling)
在钻井时,井内有效液柱压 力刚好能够平衡地层压力的 钻井技术
近平衡钻井技术
在钻井时,井内有效液柱压
力略高于地层压力,起钻时
井内有效液柱压力等于地层
压力的钻井技术
PP
PmE
井控——基本概念
与压力有关的钻井方式
欠平衡钻井(UnderBalanced Drilling)
在钻井时,井内有效液柱压 力小于地层压力的钻井技术
过平衡钻井技术(OverBalanced Drilling)
件,研究方法是预测。 (2)主观对象:控制方法 如何发现和控制液流 (3)研究目的 a.揭示各种压力关系 b.阐述控制方法
概述
二、井控技术的基本内容(续)
2.井控理论:2个原理、1个原则 (1)“U”型管原理:把地层压力、立管压力、套管
压力和井口压力视为一个“U”型管系统。 (2)理想气体方程:把井内气体的体积、压力、
在钻井时,井内有效液柱压 力大于地层压力的钻井技术
PP
PmE
井控——波动压力计算
波动压力
激动压力:下放管柱过程中所产生的附加压力。 激动压力会使井内压力增加。
抽吸压力:上提管柱过程中所产生的附加压力。 抽吸压力会使井内压力减少。
为什么要研究波动压力?
由于起钻速度过高导致井喷 下钻速度过快压漏地层,导致井塌、卡钻等井下
复杂事故。 激动压力是导致产层损害的因素之一。
井控——波动压力计算
波动压力对钻井工程的影响
抽汲减少井眼中压力引起井喷 抽汲导致地层流体进入井眼污
染泥浆 下钻、下套管引起过高的激动
压力而发生井漏 抽汲和压力激动交替变化,使
井壁不稳定
井控——波动压力计算
循环时井底压力
Pbc Pm Pla
管柱运动引起的钻井液动量变化 运动管柱排开的井内流体在环空中产生与管柱运动
方向相反的流动,为此需要克服环空的沿程阻力, 从而产生井内波动压力。
井控——波动压力计算
计算波动压力时管柱的两种状态
堵口管
开口管
井控——波动压力计算
计算环空流速
堵口管(关泵)
Qs

4
d 2VP
环空平均流速
Dh d
Psw:波动压力,Pa
V1:钻井液环空流速,m/s
d:运动管柱的外径,m
Dh:井眼直径,m
f:范宁摩阻系数,具体计算见水力 参数设计
ρm:钻井液密度,kg/m3。
第二节 井内波动压力预测方法
二、波动压力计算
环空流速求出后,即可进行波动压力计算,计算步骤为:
(1)计算环空流速;
第五章
钻井过程中压力控制 Well Control
第五章 钻井过程压力控制
概述 第一节 压力控制钻井中的几个概念 第二节 井内波动压力预测方法 第三节 溢流及井喷控制
油井井喷 (美国)
井喷结冰(克拉玛依)
井喷失火
概述
一、油气井压力控制的基本概念
气侵:指井内的天然气以渗漏(透)的形式钻井液中。 井涌:指井口泥浆有外溢的现象。 严重井涌:井涌比较强烈的情况。 井喷:指地层流体无控制入井。 井喷失控:利用封井器也无法控制的井喷。
井控——波动压力计算
计算环空流速
开(堵)口管开泵
Qs:开口管排开液体的流
QC


4
d 2VP
Qp
量,m3/s Qp:泵的排量, m3/s Vp:运动管柱的速度,m/s
d:运动管柱的外径,m
Dh:井眼直径,m
V1
百度文库
d2 Dh2 d 2
VP


(
4Qp Dh2
d
1.50 [0.0175 200 1.62 21.59 17.8

0.0186
(4000 200) 0.922 21.59 12.7
]
=2.71MPa
同样步骤计算下钻时激动压力Psg=14.6MPa
第二节 井内波动压力预测方法
波动压力计算例题
解 2.钻头水眼未堵,即运动管柱为开口管。
n 3.322 lg 600 300
K

0.511 300
(511)n
第二节 井内波动压力预测方法
波动压力计算例题
例1 某井215.9mm钻头钻至井深4500m,钻柱组合 : 215.9mm+177.8mm 钻 铤 ( 内 径 78mm ) 200m+127mm钻杆(内径108.6mm)。井内钻井 液性能:m=1.50g/cm3,600=100,300=60。起 钻 最 大 瞬 时 速 度 Vp=0.6m/s , 下 钻 最 大 瞬 时 速 度 Vp=2.25m/s 。 喷 嘴组 合 : J1=J2=12mm , J3=13mm 。试求钻头在井深4000m处起钻(下钻)时:
3 0.737
=1369
因3470-13700.737=2460,Rec=1369<2460,所以钻铤环空钻井液 为层流。

钻杆段
Rep

10120010.737 (21.59 12.7)0.737 0.9220.737 0.309( 2 0.737 1)0.737
1.50
(2)流态判别 幂律流体
Re

1012001n (D d )nV K ( 2n 1)n
2n m
3n
塑性流体
Re

10(D d )V m
s
[1

0(D d 800sV
)
]
幂律流体,当Re(3470-1370n)时,为紊流。
塑性流体,当Re2000时,为紊流。

0.309Pa s
第二节 井内波动压力预测方法
波动压力计算例题
解 1.钻头水眼全部堵死,即运动管柱为堵口管。 流态判别:钻铤段
Rec

10120010.737 (21.59 17.8)0.737 1.620.737 0.309( 2 0.737 1)0.737
1.50
井控——波动压力计算
计算环空流速
开口管(关泵,续) 可近似地开口管管内外的流速相等,则:
V1

Qs Aa Ai

d
2

d
2 i
Dh2

d
2

d
2 i
VP
Qs:开口管排开液体的流量 ,m3/s
d:运动管柱的外径,m di:运动管柱内径,m Vp:运动管柱的速度,m/s Dh:井眼直径,m
这种情况在求环空钻井液流速时,由于被排开的流体一部分进入环 空算法,求另解一。部其分步进骤入如运下动:管柱内。式(5-11)中Qi是未知数,可用试
a.用任意一Qi值代入(5-11)式,求出环空和管内钻井液流速。
b.由力V平和衡Vi,分钻别井计液算分环成空两和路井流内动压,降则P所环和选PQ内i,即若为P进环入=P钻内柱,内钻的柱钻底井部液压
概述
一、油气井压力控制的基本概念(续)
井控技术:主要是及时发现溢流并在保证井底压力
略高于地层压力的条件下,有效地排除溢流的技术 。具体措施包括:
如何用钻井液的液柱压力平衡地层压力? 当平衡被破坏,又怎样恢复井内压力平衡?
概述
二、井控技术的基本内容
1.研究对象和目的: (1)客观对象:地层 地层压力和地层破裂压力是造成井喷的客观条
堵口管(关泵)
V1

d2 ( Dh2 d 2

Kc)VP
开口管(关泵)
V1

(
d2 Dh2
di2 d2
di2

Kc )VP

开(堵)口管(开泵)
V1

d2 ( Dh2 d 2

Kc )VP


4Qp (Dh2 d
2)
井控——波动压力计算
波动压力计算
PSW

2 fV12L
2
)
第二节 井内波动压力预测方法
钻井液粘滞力引起的附加流速
V 粘附力引起的环空流速
与管柱运动速度Vp、流体流变性、流
道几何尺寸有关,即 2
V2 KcVp
紊流Kc=0.5,幂律流体层流时,Kc从下图查得
井控——波动压力计算
考虑流体的粘滞效应,产生一个附加的流速, 附加流速的大小为:
第二节 井内波动压力预测方法
二、波动压力计算 (3)计算波动压力Psw
摩阻系数f的计算: 层流(环空) f=24/Re
PSW

2 fV12L
Dh d
紊流:塑性流体
0.0791
f
R 0.25 e
幂律流体 f a / Reb
a (lg n 3.93) / 50
b (1.75 lg n) / 7
,由图查得Kc=0.48。
Vc

0.60
(
21
17 .59 2
.82 17
.82
0.48)
1.60m /
s
钻杆外环空流速
V

0.60(
21
17.82 .592 12.72
0.48) 0.92m / s
钻井液流变参数
n 3.322lg 100 0.737 60
K

0511 60 5110.737
(1)以液压防喷器为主的井口装置; (2)以节流器、压井管线为主的井控管汇; (3)以钻具回压凡尔为主的钻具内防喷工具; (4)以监测地层压力为主的仪器; (5)以起钻自动灌泥浆装置为主的平衡压力设备; (6)以强行下钻为主的灭火装置.
5.井控操作规程及法规
概述
三、井控技术发展的三个阶段
1.经验阶段:60年代以前 2.理论化阶段:60年代初至70年代初 3.现代化阶段:70年代中期到现在
温度用理想气体方程联系起来。 (3)原则:任何时候井底压力大于或略大于地层压
力。
概述
二、井控技术的基本内容(续)
3.井控工艺 (1)初次井控:利用泥浆柱压力平衡地层压力 (2)二次井控:使用适当设备井控控制地层压力(
常规井控技术) (3)三次控制:井喷失控后进行的处理(非常规井控
技术)
概述
4.井控设备:实现对油气井压力控制的手段
2122 132 21.4mm
起钻时环空钻井液流速:
Vc

0.60

(
21
17 .59 2
.82 2.14 17.82
2
2.14
2
0.48)
=1.54m/s
1.54 (21.59 2 17.82 ) V 21.592 12.72 0.744 m / s Rec=1304<2460应为层流,fc=0.0184,Rep=983<2460应为层流, fp=0.0244。
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