油气井压力控制

平衡压力钻井；
pb p f ,
压裂地层，发生井漏；
pp pb p f , 过平衡压力钻井，
pb pp ,
地层流体有控制入井眼，欠平衡压力钻井
二、井眼—地层系统压力基本关系
Pb min Ph Psb Pp max Ph Pp P
d p
P —安全附加压力；
—安全附加密度； 油井： P = 1.5~3.5 Mpa
井底有效压力： 正常钻进时： 起钻时： 下钻时：
pb ph pa pb ph psb pb ph psg
最大井底压力：
pbmax ph pa psg
最小井底压力：
pbmin ph psb
安全钻井的压力平衡条件： p p pb p f
pb pp ,
地层流体侵入井眼；
pb pp ,
井控的技术内容： 1、地层压力的预测和监测 2、钻井液密度的控制 3、合理井身结构的设计 4、防喷器装置的配置 5、溢流后的正确处理
• 起钻抽吸，起钻过程中不及时灌泥浆。 • 起完钻后空井时间过长； • 未及时发现溢流，或发现溢流后处理措施不当； • 井口未安装防喷器，或承压能力太低； • 防喷器及管汇安装不符合要求 • 井身结构设计不合理 • 对浅气层缺乏足够的认识 • 地层压力预测不准，泥浆密度偏低 • 在发生井漏后，没有预防可能发生的井喷 • 思想麻痹，违章操作。
第一节 井眼—地层系统的压力平衡
一、井眼内的各种压力
1、 地层孔隙压力
Pp 9.81*103 p D
2、地层破裂压力
Pf 9.81*103 f D
3、钻井液静液柱压力 4、环空循环压降 5、井内波动压力
Ph 9.81*103 d D
Pa
抽吸压力： Psb 9.81*103 sbD, sb 0.036 ~ 0.08g / cm3 激动压力： Psg 9.81*103 sg D, sg 0.024 ~ 0.1g / cm3
过程中。
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。
量大于泵入量，或停泵后钻井液从井口自动外溢的现象。 井喷：地层流体失去控制地喷出地面。
二、地层流体侵入井内的原因 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，或井漏井内液面降低 4、起钻速度过快，引起抽过大，地层流体侵入井内 5、停止循环时，环空循环压降消失，使井底压力减小。 统计表明，近70% 的井涌或井喷发生在起钻（起完钻）
（4）在井口关闭的情况下，气体在滑脱上升中保持体 积不变，因此，其压力亦保持不变，此情况下，井口 和井底压力都会逐渐增加，当气体达到井口时，井口 承受的压力为地层压力，井底的压力为2倍地层压力， 此情况下可能压漏地层，发生井下井喷。
因此，在井内气体上升过程中，应逐渐有效控制 地放压，使套压小于允许套压。
3、 H2S 的危害
H2S 属剧毒性气体，对人体有极强的损害和设备有较强 的腐蚀性，在含 H2S 地层进行施工作业时，为了确保人 身和设备的安全，井控要求具有一定的特殊性 。
（1）H2S 的物理化学性质 硫化氢是一种无色、剧毒、强酸性气体。低浓度的硫
化氢有臭蛋味，其相对密度为 1.176 ，硫化氢燃点 250 摄氏 度，燃烧时呈蓝色火焰，产生有毒的二氧化硫，硫化氢与 空气混合，浓度达4.3%~46%时就形成一种爆炸性混合物。
（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。
（3）当井底气体形成气柱时， 随着气柱的 上升（滑脱上升或 循环上升），在井口未关闭的情 况下，环境压力降低，体积膨胀
变大，替代的钻井液液量越来越 多，使井底压力大大降低，更多 的气体以更快的速度侵入井内， 最终导致井喷。
第六章 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 发生井喷的失控的原因 关井方式与关井程序 侵入流体性质的判别 压井—恢复井内压力平衡方法
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、wenku.baidu.com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
气井： P = 3.5~5.0 Mpa
= 0.05~ 0.1
= 0.07~0.15
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： 地层压力的准确预测
合理钻井液密度的确定
2、欠平衡压力钻井
（1）概念：
所谓欠平衡压力钻井，即在钻井过程中允许地层流体进 入井内，循环出井，并在地面得到控制。
在井底有效压力低于地层 压力的条件下进行钻井作业。 在井下，允许地层流体进入井内，在井口，利用专门的井控 装置对循环出的流体进行控制和处理，这样可及时发现和有 效的保护油气层，同时可显著提高钻进速度。
（4）欠平衡钻井方式（ 欠平衡产生条件） 1、流钻：常规钻井液密度，边喷边钻 2、气体钻井：人工诱导产生欠平衡， 包括：（1）空气钻井； （2）雾化钻井； （3）泡沫钻井； （4）充气钻井。
第二节 溢流的侵入及其检测
一、有关溢流和井喷的概念 溢流（又称为井涌、静侵）： 地层流体（油、气、水 ）侵入井内，井口返出的钻井液
（2）技术关键： 1）地层孔隙压力和破裂压力的准确预测 2）钻井液类型选择和密度等性能的控制 3）井口压力控制和循环出井流体的处理 4）起下钻过程的欠平衡 5）井底有效压力的计算与监测 6）井壁稳定 7）完井
（3）欠平衡钻井适用的储层： 1、高渗透固结砂岩和碳酸岩油气藏 2、裂缝性油气藏 3、致密性（低孔低渗）油气藏 4、压力衰竭的低压油气藏