常规压井——司钻法.
司钻法压井机理
司钻法压井当发生溢流关井后，关井立压和套压的显示有以下几种情况。
A、关井立压和套压均为零。
这种情况说明井内泥浆静液压力能平衡地层压力。
泥浆受油、气侵不严重，采用开着封井器循环除气的方法处理即可。
B、关井立压为零，套压不为零。
这说明泥浆静液压力仍能平衡地层压力，只是环空泥浆受侵污严重。
这时必须关闭封井器，通过节流阀循环，排除环空受侵污的泥浆。
循环时要通过调节节流阀的开启大小，控制立压不变。
关井立压不为零。
表明井内泥浆静液压力不能平衡地层压力。
必须提高泥浆密度进行压井。
压井时一般采用小排量压井。
主要原因是用小排量循环压井，泵压较低，可以减小循环设备和管汇的负荷。
有利于提高这些设备在压井作业中的可靠性，保证压井作业顺利进行。
否则，采用大排量压井，会使泵压增高，设备负荷增大甚至超过工作能力造成事故。
同时也易压漏地层，影响压井作业顺利进行。
因此在一般情况下，压井排量采用正常钻进时的排量的1/2-1/3。
常用的压井方法有司钻法和工程师法两种。
下面介绍司钻法压井。
司钻法又称两步法，司钻法压井分两步完成。
第一步（第一循环周），循环排除井内受侵污的泥浆。
第二步（第二循环周），用重泥浆循环压井。
压井的具体步骤是：1、计算压井所需的基本数据在压井施工前，必须迅速、准确的计算出压井所需的基本数据。
2、填写压井施工单3、压井第一步（第一循环周）基本做法是通过节流阀用原浆循环调节节流阀的开启程度，控制立压不变，以保持在井底压力不变的条件下，将环空内受侵污的泥浆排至地面。
具体步骤及操作方法：（1）缓慢启动泵并打开节流阀，使套压保持关井套压。
（2）当排量达到选定的压井排量时，保持排量不变循环。
调节节流阀使立压等于初始循环立管总压力Pt1，并在整个循环周内保持不变。
如立压超过Pt1时，应适当开大节流阀，反之，则应关小节流阀。
应该注意：在调节节流阀的开大或关小和立压呈现上升或下降之间，由于压力传递需要一定的时间，因此存在着迟滞现象。
常规压井法
•注满环形空间所需时间
1000V1 t1V1 1000 1000 V1 t1 60 Q t1 60Q
60Q
t2
1000V2 t2 1000V2 60Q
60Q
t 2 — 注满环空所需时间， min ； t1 注满钻柱内容积所需时 间， min ； t1 注满钻柱内容积所需时 间， min ； — — 3； 3； 3 V — 环空容积， m V 钻具内容积， m 2 V11 钻具内容积， m ； — — Q— —压井排量， 压井排量， LL /S Q — 压井排量， L / S。 Q /。 S。
1）判断溢流类型
hw V Va
102( p a p d ) w m hw
w 溢流密度，g / cm 3；
pa、 pd为关井套压和关井立压
hw 溢流高度，米；
Va—每确定溢流类型，选取安全附加当量钻井液密度和 安全附加压力。 w—在1.07---1.20g/cm3之间为盐水。 w—在0.12---0.36g/cm3之间为天然气。 w—在0.36---1.07g/cm3之间为油或混合气体溢流。
压井时，压井排量一般取钻进时排量的1/3—1/2。
5）计算压井循环时的立管总压力
•初始压井立管压力
ps=pd+po
ps—初始压井循环立 管压力， MPa； pd—关井立管压力， MPa； po—压井排量循环立 管压力， MPa；
•终了循环立管压力 1 PF p0 9.81( k 1 ) H 0
一、常规压井法的优点
• 常规压井法是最常用的压井方法，也是控 制井涌最合适的方法，在油田有广泛的应 用。它突出优点表现在： • 1.它是一个通用的方法，隋时使用。 • 2.能处理发生井涌时遇到的各种复杂情况。 • 3.简单而易使用。 • 4.包括了其它方法忽略的一些情况。 • 5.实用已被实践所证明。
常规压井技术
四、压井案例分析
例2:
常 规 压 井 技 术
某井用152mm钻头，密度1.15g/cm3的泥 浆钻进至井深1205米发现液面上涨1.5方，关井 后测得立压1MPa，套压2.1MPa，决定用密度
1.35g/cm3泥浆压井，压井过程中发现无法控
制立压，立压比计算高4MPa，开大节流阀至全 开，立压不降。 分析原因应如何对该井进行处理。
例
二、压井基本数据计算
2、地层压力及压井钻井液密度 常 计算地层压力 Ｐ ＝0.0098ρ Ｈ＋Ｐ p m d 规 计算压井液密度 ρ ＝102Ｐ /H＋ρ mk p e 压 式中 ρmk——压井液密度，g/cm3 井 ρm——原钻井液密度， g/cm3 ； 技 ρe——钻井液密度附加安全值，g/cm3 3 一般取：油井ρ ＝ 0.05 ～ 0.10 g/cm 术 e
Ｌ2 ＋…＋（Ｄhn2—Ｄpn2）Ｌn ）]/4
总容积：Ｖ＝Ｖ1＋Ｖ2
二、压井基本数据计算
3、钻柱内外容积及压井泥浆量 常 规 压 井 技 术
式中：Ｄ——钻具内径，m； Ｄh——井径或套管内径，m； Ｄp——钻具外径，m； Ｌ——钻具或井段长度，m。 所需压井液量一般取总容积的1.5～2 倍。
例
二、压井基本数据计算
建立起新的压力平衡，压井成功。
三、常用压井方法
1、司钻法压井 常 规 压 井 技 术
第二步（第二循环周）：
步骤8：开井检查溢流，如果井口有流体流出，重复 压井程序。如果井口没有流体流出，调整钻井液密度 性能。
三、常用压井方法
1、司钻法压井 常 规 压 井 技 术
压井中立管和套管压力的变化规律
三、常用压井方法
常 规 压 井 技 术
（１）初始循环总立压PTi 压井液刚开始泵入钻柱时的立管压力。 PTi=Pd+Pci 式中：Pd－关井立压 Pci－原浆在压井排量下的循环压耗
压井方法优选与存在的问题
压井方法优选与存在的问题压井是利用井控设备和压井方法向井内注入一定比重和性能的压井液，重新建立井下压力平衡的过程。
选取合适、有效的压井方法关系到压井是否成功的关键，一旦发生井喷失控，将会造成重大损失，甚至巨大社会影响，因此，发生溢流或井涌后编制压井方案,选择最优的压井方法是压井成功的前提。
一、压井方法及优缺点压井方法包括常规压井法和非常规压井法，常规压井法含司钻法、工程师法、边循环边加重法；非常规压井法含平推压井法、置换压井法、低节流压井法、体积控制压井法。
1.常规压井法⑴司钻法压井。
司钻法又称二次循环法，是指当溢流发生时并且完成关井工作后，考虑先利用钻井液循环将溢流排除，然后再结合钻井液压井的方法。
这种方法的优点在于比较容易掌握，并且最关键的是操作时间短。
缺点是设备承压高，风险相对较大。
⑵工程师法压井。
工程师法又称一次循环法，是指当发生溢流时，要实现迅速的关井行为并记录重要的溢流数据，通过计算填写压井施工单，然后利用加重钻井液，保证全部工作的实现在一个循环内完成。
工程师法压井的最大优势是装置所承受的压力小，相对风险小，经济效益高。
缺点是：①精确控制井底压力难，影响因素多，一旦控制不好，容易引起油气侵，造成反复压井。
比如：井眼轨迹、井身质量、泥浆密度与循环压降的精确计算困难，高密度泥浆差距大，另外，地面装置在压井过程中，地层砂子反出堵塞通道，需要反复开大、关小节流阀。
因此，立管压力的控制难度大。
②在压井过程中井底漏失量不好掌握，若漏失严重，压井泥浆不够用，也会造成压井失败。
⑶边循环边加重法压井。
边循环边加重法又称同步法或循环加重法。
是指当溢流关井求得地层压力之后，采用边循环边加重的办法压井。
它的优点是在重浆储备不足，边远地区能够很快的开展压井作业。
但是，这种方法的最大缺点是压力的计算比较复杂，因此在实践中很少采用。
2.非常规法压井⑴平推法压井。
平推法又称压回地层法、挤压法或顶回法，是指从地面管汇向井内注入钻井液将进入井内的地层流体压回地层的压井方法。
四种常规压井方法
四种常规压井方法四种常规压井方法1、边加重钻井液边循环压井法。
这种处置方法可以在最短的时间防喷制住溢流，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，但这种处置方法计算较复杂，需要进行许多的计算。
2、继续关井，先加重钻井液，再循环压井（等待加重法或工程师法）法。
该处置可以在一个循环周完成，所需时间最短，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钻井液。
以不变的泵速循环注入加重钻井液；在加重钻井液到达钻头的过程中，调节节流阀使立压由初始循环值下降到终了循环值（加重钻井液低泵冲泵压），使套压值保持不变；当加重钻井液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，当加重钻井液到达井口时，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钻井液，关井、加重钻井液，再循环压井（两步控制法或司钻法）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程度的应用井口装置。
钻井液在第一个循环周内未加重，因此立压不变（或初始与终了循环压力相等），同时第一循环周结束，关闭节流阀时，套压应该等于立压。
4、先循环排出受侵污的4、先循环排出受侵污的钻井液，然后边加重钻井液边循环压井法。
这种处置方法既复杂又需要时间更长附件1-13井压井施工单年月日设计人：审批人：工程师法压井步骤1、在关井套压小于最大允许关井套压值的情况下，继续关井，先加重泥浆，再循环压井（工程师法）。
组织一切力量迅速加重配浆是关键。
2、以进入目的层后最后一次低泵冲试验的泵冲及排量，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。
3、当加重泥浆到达钻头后向环空上返过程中，调节节流阀使立压值保持不变，此时套压值逐渐下降，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。
学习任务三 司钻法压井
L2
• 总容积
V=V1+V2
V1——钻柱内容积(m3); V2 ——环空容积(m3);
D ——钻具内径(m);
Dh ——井眼直径或套管内径(m);
DP ——钻具外径(m); L ——钻具或井段长(m);
所需加重钻井液（或压井液）量一般取总容积之和的1.5---2倍。
4）计算注入加重钻井液的时间
p — 关井立管压力，MPa。
d
e — 安全附加值，g / cm3。
3）计算钻柱内、外容积及加重钻井液量
• 钻V柱1 内 容4 积DV121L1 D2 2 L2 Dn 2 Ln
• 环空容积
V2 4
Dh12
D
2 p1
L1
Dh2 2 D p2 2
V2 — 环空容积，m3；
QQ——压压井 井排 排量量，，LL/ S/ 。 S。
Q — 压井排量，L / S。
压井时，压井排量一般取钻进时排量的1/3—1/2。
5）计算压井循环时的立管总压力
•初始压井立管压力
ps=pd+po
ps—初始压井循环立 管压力， MPa ；
pd—关井立管压力 ， MPa；
po—压井排量循环 立管压力， MPa；
•终了循环立管压力
PF
1 0
p0
9.81(k
1)H
PF---最终立管压力Mpa； 1---最新钻井液密度g/cm3
。
0---原钻井液密度g/cm3。 k---压井浆密度 g/cm3。 P0---原低泵速泵压。 H---井深，km。
6) 计算最大允许关井套压
• 将钻井液密度按规定附加值增大，可以边循环边加重， 直至整个井内的钻井液密度符合近平衡钻井的要求后再恢 复正常的钻进。
常规压井
第九节常规压井压井是发现溢流关井后，泵入能平衡地层压力的重钻井液，并始终控制井底压力略大于地层孔隙压力，以排除溢流，重建井眼与地层系统的压力平衡关系。
压井过程中，控制井底压力略大于地层压力是借助节流管汇上的节流阀控制一定的回压来实现的。
一、压井原理压井是以“Ｕ“形管原理为依据，在压井施工过程中，保持井底压力为一恒定值，即略大于地层压力。
1、“Ｕ形管原理钻具与井眼所建立的循环系统可视为一个“Ｕ形管，钻具和环形空间分别为“Ｕ形管的连通管。
“Ｕ形管的基本原理是“Ｕ形和的底部为一个压力平衡点，此处的压力只能有一个值，这个值可以通过分析连通管的任意一条管的压力而获得。
以“Ｕ形管原理可以分析井内的各种压力平衡关系。
⑴静止状态井底压力＝钻柱水眼内静液柱压力＝环空静液桩压力⑵静止关井条件井底压力＝关井管压力＋钻柱水眼内静液柱压力＝关井套管压力＋环空静液柱压力⑶动态条件井底压力＝环空静液柱压力＋环空和节流管线压力损失＝套管压力2、井底常压原理了解了“Ｕ形管原理后，对压井过程中的井底常压原理的理解和井底压力的控制就容易得多了。
二次井控有两个重要的条件：一是要使井底压力高于地层压力，否则地层内的各种流体就会更多地流入井内。
若对流入井内的流要完全失去控制，就会发生井喷。
二是在超平衡地层压力时决不能使井口压力过高，回压过大，将破坏地层、套管或防喷设备。
也就是说，既要把溢流控制住，不使其发展成井喷，又不能把地层压破导致井漏或地下井喷。
基于以上考虑，惟一正确的方法是使井底压力保持为一个恒定值。
其基本原理是在初稿压井过程中始终保持井底压力与地层压力相平衡。
任何基于以上考虑的技术都属于井控的井底常压法。
最常用的压蝇方法有司钻法、等待加重法、循环法、循环加重法。
二、最大允许关井套压和关井立压的确定1、最大允许关井套压的确定中华人民共和国石油天然气行业标准钻井井控技术规范规定：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、套管抗内压强度的和薄弱地层破裂压力所允许关井套压三者中的最小值；一般情况下，地层通常是最薄弱的。
压井
现象：立管压力和套管压力均要下降，
处理：此时不能用控制地面压力的方法进行压井作 业。
①发现小漏，可适当地减小压井排量，适当地降 低压井钻井液密度，继续施工；
②如发现大漏，可以起钻至适当位置，再循环钻 井液；
如漏，再起，再试循环，一直起到能建立起循 环的井深为止，调整好钻井液性能，再分段下钻循 环，将井压稳；
第二循环周：用重钻井液将环空中的钻井液，顶替到 地面，恢复井内压力平衡。 （2）工程师法压井（又称一次循环法压井，循环一周完成 压井）
用重钻井液将受污染的钻井液顶替出井，恢复井内压 力平衡。
（3）、边循环边加重压井法
溢流量较小使用。（一般不采用此法）
1、只有在下列情况下才被迫使用：
a、未安装井控装置；
2、调整泵排量到压井排量，并保持不变，原浆进行循环， 直到环空受污染的钻井液被排出地面； 要求：在此过程中，调节节流阀保证立管压力为初始 循环立管压力。
3、环空受污染的钻井液被排完后，停泵、关节流阀，观 察关井套管压力是否等于关井立压。
（相等、则排污顺利，配置井眼容积1.5-2倍的重钻井液； 若关井套压>关井立压，则需继续以上工作）
如在下钻的过程中，井涌加剧，在条件许可时，可 利用防喷器在关井的情况 下强行下钻。
强行下钻的方法：
a、利用多效能防喷器，在钻杆接头通过防喷器时，要控 制好防喷器的关闭压力，使密封胶皮有一个轻微的“呼 吸”动作，钻杆接头要非常缓慢地通过防喷器心子，通 过钻杆本体时，防喷器心子不能发生泄漏。
b、交替使用多效能防喷器和管子闸板防喷器 强行下钻，当钻杆接头通过多效能防喷器时， 打开多效能防喷器。关闭管子闸板防喷器；
b、虽安装了井控装置，但表层套管下得太浅，不敢关 井，只能导流放喷。
压井方法优选与存在的问题
压井方法优选与存在的问题压井是利用井控设备和压井方法向井内注入一定比重和性能的压井液，重新建立井下压力平衡的过程。
选取合适、有效的压井方法关系到压井是否成功的关键，一旦发生井喷失控，将会造成重大损失，甚至巨大社会影响，因此，发生溢流或井涌后编制压井方案, 选择最优的压井方法是压井成功的前提。
一、压井方法及优缺点压井方法包括常规压井法和非常规压井法，常规压井法含司钻法、工程师法、边循环边加重法；非常规压井法含平推压井法、置换压井法、低节流压井法、体积控制压井法。
1. 常规压井法⑴司钻法压井。
司钻法又称二次循环法，是指当溢流发生时并且完成关井工作后，考虑先利用钻井液循环将溢流排除，然后再结合钻井液压井的方法。
这种方法的优点在于比较容易掌握，并且最关键的是操作时间短。
缺点是设备承压高，风险相对较大⑵工程师法压井。
工程师法又称一次循环法，是指当发生溢流时，要实现迅速的关井行为并记录重要的溢流数据，通过计算填写压井施工单，然后利用加重钻井液，保证全部工作的实现在一个循环内完成。
工程师法压井的最大优势是装置所承受的压力小，相对风险小，经济效益高。
缺点是：①精确控制井底压力难，影响因素多，一旦控制不好，容易引起油气侵，造成反复压井。
比如：井眼轨迹、井身质量、泥浆密度与循环压降的精确计算困难，高密度泥浆差距大，另外，地面装置在压井过程中，地层砂子反出堵塞通道，需要反复开大、关小节流阀。
因此，立管压力的控制难度大。
②在压井过程中井底漏失量不好掌握，若漏失严重，压井泥浆不够用，也会造成压井失败。
⑶边循环边加重法压井。
边循环边加重法又称同步法或循环加重法。
是指当溢流关井求得地层压力之后，采用边循环边加重的办法压井。
它的优点是在重浆储备不足，边远地区能够很快的开展压井作业。
但是，这种方法的最大缺点是压力的计算比较复杂，因此在实践中很少采用。
2. 非常规法压井⑴平推法压井。
平推法又称压回地层法、挤压法或顶回法，是指从地面管汇向井内注入钻井液将进入井内的地层流体压回地层的压井方法。
修井第六部分 司钻法压井
2、反循环的适用条件
• 适用情况：
① 溢流已在管柱中 ② 钻柱测试、硫化氢、二氧化碳环境 ③ 套管状况不好的井
• 不适用情况：
① 溢流已在环空，尤其是气体 ② 有钻头或其他小水眼情况 ③ 地面设备不允许 ④ 管柱内有回压凡尔
3、开始反循环
• 基本目标是保持井底压力不变 • 正循环时井底多出环空摩阻，可以忽略 • 反循环时井底多出管柱摩阻，不可忽略 • 开泵时只要保持泵压稍高于关井套压即可
PC
PB
安全余量
套压变化情况
T
T 井底压力变化情况
4 使用体积控制法的注意事项
• 〓〓· • 〓〓· • 〓〓· • 〓〓·气体到井口
5 灌浆并放气
• 〓〓· • 〓〓· • 〓〓·体积法控制气体到达井口后从环空放
• 〓〓·空井时置换 • 操作步骤与体积法控制相反
第十二部分
带压和强行起下钻
1．概述
• 套管一侧,井底压力等于环空液柱压力
1、关井后井内压力平衡关系
油管内：Pd+Pmd=Pp 环空内：Pp=Pa+Pma
Pd Pa
Pp
2.第一周循环时井内压力关系
油管内：PB+Pmd-PF=Pp
环空内：Pa+Pma+PF=Pp
此时油管内流体单一,只要 保持泵压PB和泵速不变,即 可保持井底压力不变,套压 随着升高
PB Pa Pp
循环结束时,停泵
油管压力=套管压力 如果: 油管压力=套管压力=0 压井结束. 否则,开始第二循环
Pd Pa Pp
3.第二周循环时井内压力关系
1、压井液时在油管内下行时 压力关系
油管内： PB-pF+Pmd =Pp+PFa
常规压井——司钻法
司钻法压井基本程序
3、压井所需基本数据计算 3.8、计算压井循环时的立管总压力(PT) ⑶终了循环立管总压力 (PTf)
钻井液在同一系统内循环时，循环系统的流动阻力与钻井液的 密度成正比。因此，我们可以用轻钻井液循环时的流动阻力Ｐci求 得压井液循环时的流动阻力Ｐcf： Ｐcf /Ｐci ＝ρmk /ρm Ｐcf ＝ρmkＰci /ρm 在用压井液循环时，随着压井液在钻柱中下行，钻柱内的液柱 压力逐渐增加，关井立管压力逐渐减小，当压井液达到井底时，钻 柱内的压井液液柱压力已能平衡地层压力，关井立管压力则降为零， 且压井液已考虑了附加安全当量钻井液密度，压井液液柱压力已有 一个Ｐe附加值。故： ＰTf ＝Ｐcf ＝ρmkＰci /ρm
H
钻 井 液
hw
溢流
司钻法压井基本程序
3、压井所需基本数据计算 3.3、计算压井液密度
计算压井液密度的公式有二 1、根据地层压力计算 ＰP＝0.0098ρmＨ＋Ｐd ρmk＝102Ｐp/H＋ρe 2、根据关井立管压力计算 ρmk＝ρm＋102Ｐd/H＋ρe 式中：ρmk——压井液密度，克/立方厘米； ρm——原钻井液密度，克/立方厘米； ρe——钻井液密度附加安全值，克/立方厘米， Ｐd——关井立管压力，兆帕。 一般取：油井ρe＝0.05～0.10 克/立方厘米， 气井ρe＝0.07～0.15克/立方厘米；
司钻法压井基本程序
3、压井所需基本数据计算 3.8、计算压井循环时的立管总压力(PT ) Pd Pci 压井循环时，要通过立管压力 PT 来控制井底压力，要把立管压力作 为井底压力计来使用，因此，在压 井之前必须计算出循环时的立管总 压力。 通过节流阀循环时的示意图 Pc:循环时，克服钻柱内、钻头 水眼环形空间内流动阻力所产生的 循环压力 Pld:克服钻柱内和钻头水眼的 压力 Pla P :环空流动阻力压力
司钻法压井
也可以在压井液从地面到钻头的时间内， 调节节流阀使套压值始终等于关井立管压力值， 称之为套压控制方式。
PT PTi PTf
PTf
Pa 不变 Pa 0
3）在压井液从井底到地面的时间内，保持立压不变，套压逐渐降至零
压井理论与方法—司钻法压井
压井方法
Psp
1. 司钻法压井Βιβλιοθήκη PaPTiPa
PTi Psp ΔPLi
（1）压井程序
第一循环周：
1）开泵，泵入原钻井液，调节节流阀使
PTi
套压等于关井套压并保持不变，调节泵速达到压
井排量，此时立管压力等于或接近初始循环压力
PTi 。
2）保持立压不变，循环原钻井液，排出
溢流。气体上升膨胀，更多钻井液排出环空， 套压上升。
PTi
Pa 升高 Pa
3）溢流全部排出后停泵，关闭节流阀， 记录新的套压，此时套压等于关井立管压力。
压井理论与方法—司钻法压井
压井方法
PTi
Pa
PTi
Pa
PTi Psp ΔPLi
1. 司钻法压井
（1）压井程序
第二循环周：
1）开泵，调节节流阀保持新套压不变， 调整泵速达到压井排量，此时立管压力等于 或接近初始循环立管压力 PTi。
司钻压井法操作步骤及说明
司钻压井法操作步骤及说明标题：详解司钻压井法操作步骤及说明引言：司钻压井法是一种重要的油井工艺，用于控制井口的井筒流体。
本文将深入探讨司钻压井法的操作步骤和相应的说明，以帮助读者更好地理解这一关键工艺。
一、司钻压井法的基本概念和原理1.1 司钻压井法的定义1.2 司钻压井法的原理1.3 司钻压井法的应用领域二、司钻压井法的操作步骤2.1 井筒准备和装备2.2 井口准备和安全措施2.3 钻具的位置和操作注意事项2.4 安全套管的设置和检查2.5 压井液的准备和注入2.6 压井过程的监控和调整2.7 压井结束和相关操作记录三、司钻压井法的关键技术要点和注意事项3.1 压井时的井底压力控制3.2 气体溢流和异常情况处理3.3 压井液的选择和性能要求3.4 环境保护和安全生产要求四、司钻压井法的优缺点及其改进措施4.1 优点4.2 缺点4.3 改进措施和发展趋势总结：通过本文对司钻压井法的操作步骤和说明的详细阐述，读者能够全面了解这一重要的油井工艺。
同时，本文也介绍了司钻压井法的优缺点以及改进措施，对读者的实际工作具有指导意义。
观点和理解：司钻压井法作为一种重要的油井工艺，在油井施工和生产中扮演着关键的角色。
其通过控制井口流体，维持井口稳定和安全，避免井喷和其他不良情况的发生。
在操作步骤中，井筒和井口的准备是关键，确保井口的安全是至关重要的。
同时，钻具的位置和操作、安全套管的设置和压井液的准备与注入等环节也需要严格掌握。
在实际操作中，对井底压力的控制、气体溢流和异常情况的处理、压井液的选择和环保要求等都需要全面考虑。
司钻压井法具有操作简便、效果显著等优点，但也存在一些不足之处，如压力控制难度较大等。
未来，我们可以通过技术创新和设备改进来进一步完善司钻压井法。
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井下作业压井工艺技术浅析
压井原则概括为：压而不死，活而不喷。
压而不死即井不漏，井筒内产生的液柱压力（和回压）小于地层破 裂压力，则井不漏。若压井液进入地层，会污染产层、堵塞产层通道， 影响油气产量。甚至在试油气后期压井液反吐至地面，造成井筒事故、 损坏地面设备。 活而不喷即井不漏、又无井控风险，井筒内液柱压力（和回压）保 证压井液不会漏入地层，同时地层流体也不会进入井筒，影响井筒作业。
时间:二0一四年六月
西南石油工程公司井下作业分公司
汇 报 提 纲
前 言
一、压井目的 二、压井原则
三、压井液密度的确定及准备 四、常规压井方法
五、压井案例
西南石油工程公司井下作业分公司
前 言
油气井施工中，无论是钻井还是井下作业，井筒作业均涉及 到压井问题，井下作业过程中转层试气、挖潜试气、封井等情况 下可能采用密度符合要求的泥浆一次性压井，进而进行下步工程 作业，若泥浆压井失败则可能造成井控事故、原井内管柱卡埋甚 至井筒报废的情况，因此井下作业过程中的泥浆压井显得尤为重 要，本文从泥浆密度的选定、泥浆准备和压井过程等三方面浅析 泥浆压井工艺技术。
五、压井案例（以星1井泥浆压井为例）
（二）压井过程
1 、清水压井：采用 1300 型压裂车正循环泵注清水 70m3 （一个井筒容积），泵注 清水过程中通过管汇闸门将回压慢慢控制上涨至约32MPa。 2、泥浆压井：采用1300型压裂车正循环泵注密度为 2.00g/cm3泥浆，通过计量罐 计量，在泵注 10m3 泥浆内，采用针阀控制回压一直保持在 32MPa （由于油管内容积为 10.84m3，故在泵注10m3内井筒底部液柱压力不变，控制回压值不变）。 随着时间推移，在泵注泥浆量10m3至12m3过程中，慢慢将回压降至31MPa；在泵注 泥浆量12m3至14m3过程中，慢慢将回压降至30MPa……始终保持回压加环空液柱压力略 大于产层中部压力。 在泵注约56m3泥浆后，泥浆和清水产生的井底压力值趋近于地层压力，理论上慢 慢不控回压，继续泵注至泥浆返出井口再循环两周，判断压井平稳后停泵。 备注：在泥浆压井过程中，即使保持泵压和排量不变、出口针阀大小不变，受井 内流体运移影响，回压亦会有一个逐步增大再逐步减小的显示，故在泥浆压井过程中， 除保连续施工外，控制好回压尤为关键。回压过高可能将井压漏污染地层；回压过低 导致压井不稳，增加作业时间，甚至水和泥浆混合产生沉淀造成工程事故。
第九章 井底常压法压井
例 已知原浆密度0=1.20g/cm3,要加重到1=1.35 g/cm3,欲配制新浆容积V1=191m3。 求（1）重晶石的袋数； （2）重晶石增加的体积。 解（1）求重晶石的重量
根据公式 G SV1(1 0 ) S 0
=4.25191(1.35-1.2)/(4.25-1.20)
司钻法压井立管压力和套管压力的变化 规律见图9---1
图9---1
0-t1气柱到井口 tt1 - t2 排气 t2- t3重浆从井口到井底 t3- t4重浆从井底到井口
工程师法压井步骤
1、计算压井所需的基本数据 2、填写压井施工单 3、配制压井钻井液 4、压井
1、计算压井所需的基本数据
同司钻压井法。
=33922Kg 每袋重晶石50Kg,重晶石袋数为
3392250=799袋 (2)重晶石的体积=33.922/4.25=7.982m3
5、压井液从井口到井底的时间T1 ： T1=V钻具H/60Q
6、压井液从井底到井口的时间T2 ： T2=V环空H/60Q
Q---为压井排量,公升/秒
7、允许关井套压 P关套= Pf -0.0098mHf P关套__允许关井套压,MPa
第九章 井底常压法压井
一、压井方法 二、压井原理 三、压井计算 四、压井步骤 五、压井注意事项
一、井底常压 法压井：
1、司钻压井法 2、工程师压井法
1、司钻法：又称二次循环法。压井过 程中需要循环两周钻井液。
第一循环周，用原浆将环空中被 污染的泥浆顶替到地面，同时配制压 井钻井液。
第二循环周，用压井钻井液将原浆 顶替到地面。
2、填写压井施工单
同司钻压井法。
3、配制压井钻井液
常规压井方法
• 2）大排量高泵压所需的功率，也许要超过 泵的输出功率
• 3）大量流体流经阻流器可以引起过高的套 管压力，如果压井循环时，阻流器堵塞，将 导致地层破裂。
• 6、计算压井循环时的立管总压力
• (1)初始压井循环立管总压力
• PTi=Pd+Pci • 式中 :
• 根据ρw计算公式可确定溢流种类。当溢流 密度：
• 在 0.12--0.36g/cm3之间，则为天然气溢流。 • 0.36--1.07ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ/cm3之间，则为油溢流或混合
流体。
• 1.07--1.20g/cm3之间，则为盐水溢流。
• 2、计算压井钻井液密度
ρ m1＝ρ m＋
• 式中
102Pd H
＋ρ e
• Dh--井眼直径或套管内径 ， m； • Dp--钻具外径 ， m； • L--钻具或井段长， m。
• 4、总容积
• V=V1+V2
• 所需加重钻井液量一般取总容积的1.5-2倍
• 5、计算注入加重钻井液的时间
• (1)计算注满钻柱内容积所需时间
t1=
1000V1 60Q
• 式中：t1--注满钻柱内容积所需时间 min
• 第二步，用加重钻井液压井，重建井内压 力平衡
• A、缓慢开泵，迅速打开节流阀及下游的平 板阀，调节节流阀，保持关井套压不变。
• B、排量逐渐达到压井排量并保持不变，在 加重钻井液从井口到钻头这段时间内，调 节节流阀，控制套压等于关井套压不变 (Pa=Pd)，立管总压力由PTi逐渐下降到终了 循环立管总压力PTf。
• PTi--初始压井循环立管总压力 •
常规压井方法
惯例压井方法惯例方法包含关井立管压力为零的压井和关井立管压力不为零的压井。
关井立管压力为零的压井，是钻井液的静液压力能够均衡地层压力，发生溢流是因为抽汲、井壁扩散气、钻屑气等进人井内的气体膨胀所致，其办理方法以下：关井立管压力为零① 当关井套压也为零时，保持钻进时的排量和泵压，敞开井口循环便可恢复井的压力控制。
② 当关井套压不为零时，经过节流阀节流循环，在循环过程中，控制循环立压不变，当察看到套压为零时，停止循环。
上述两种状况经循环清除溢流后，应再用短程起下钻查验，判断能否需要调整钻井液密度，而后恢复正常作业。
关井立管压力和套管压力都不为零时惯例压井方法主要有以下几种：1．司钻法压井（二次循环法）司钻法是发生溢流关井求压后，第一循环周用原密度钻井液循环，清除环空中已被地层流体污染的钻井液，第二循环周再将压井液泵人井内，用两个循环周达成压井，压井过程中保持井底压力不变。
1）司钻法压井步骤① 录取关井资料，计算压井所需数据，填写压井施工单，绘出压力控制进度表，作为压井施工的依照。
② 第一步用原钻井液循环清除溢流。
a．迟缓开泵，渐渐翻开节流阀，调理节流阀使套压等于关井套压并保持不变，直到排量达到选定的压井排量。
b．保持压井排量不变，调理节流阀使立管压力等于初始循环压力几，，在整个循环周保持不变。
调理节流阀时，注意压力传达的迟滞现象。
液柱压力传达速度大概为 300 m/s , 3000m 深的井，需 20s 左右才能把节流变化的压力传达到立管压力表上。
c．清除溢流，停泵关井，则关井立压等于关井套压。
在清除溢流的过程中，应配制加重钻井液，准备压井。
③ 第二步泵人压井液压井，重修井内压力均衡。
a．迟缓开泵，快速开节流阀平板阀，调理节流阀、保持关井套压不变。
b ．排量渐渐达到压井排量并保持不变。
在压井液从井口到钻头这段时间内，调理节流阀，控制套压等于关井套压并保持不变（也能够控制立管压力由初始循环压力渐渐降落到终了循环压力）。
(井控技术)第八章压井
二、压井计算
1、地层压力PP PP=Pd+0.0098Hm 2、压井液密度
压= m+Pd/0.0098H
压——压井泥浆密度，g/cm3 m——原泥浆密度，g/cm3 Pd—关井立压，Mpa; H—垂深，m
3、 初始循环立管压力
初始立管压力是循环开始时所需的立管压力。 初始立管压力P初=低泵速泵压P低泵+关井立管 压力Pd
3、当重浆到达钻头后，调节节流阀 使立管压力保持终了立管压力不变， 直到重浆返出井口，停泵、关节流 阀。检查套管和立管压力是否为零， 若都为零说明压井成功。
三、压井注意事项
1、压井时，节流阀和泵应操作同步。 2、严格控制压井钻井液密度和排量，并始终 保 持一致和清洁。
3、压井过程中要及时活动钻具防止粘附卡钻
工程师法压井立管和套管压力变化规律见图9--3
0- t1 重浆从井口到井底 t1 - t2气柱到井口 t2- t3排气 t3- t4排原浆
第二节
压井数据的准备与采集
一、数据的准备与采集
1、压井排量
2、低泵冲试验
3、关井立压的确定
（1）圈闭压力
A、定义：由于泵未停或未停稳就关井 或关井后气柱在井内滑脱上升而引进的 大于真实的立管压力的那部分值。
4、终了循环立管压力：是新钻井液到达 钻头位置，并开始上返时的立管压力。
PF= 压/ m* P低泵
5、压井液从井口到井底的时间T1 ： TSTB=V钻具H/Q
6、压井液从井底到井口的时间T2 ： TBTS=V环空H/Q
Q---为压井排量
7、允许关井套压 P关套= Pf -0.0098mH鞋 P关套__允许关井套压,MPa
2、第二循环周
A、缓慢启动泵，同时打开节流阀，保持第一循 环周末的关井套压不变，将泵排量调整到压井排 量，并保持压井排量不变，向井内不断注入重钻 井液，并调整节流阀，使套压仍一直等于第一循 环周末的关井套压不变，直到重浆到达钻头处。
司钻压井法操作步骤
司钻压井法操作步骤司钻压井法操作步骤：1. 引言在石油钻井过程中，司钻压井法是一种常用的操作技术。
它被用来控制井底压力，并确保井口的安全。
本文将深入探讨司钻压井法的操作步骤，包括准备工作、实施过程和安全措施。
2. 准备工作在进行司钻压井法操作前，必须进行充分的准备工作。
这些准备工作包括确定压井目的、计算压井参数、选择合适的压井液和准备所需设备。
（1）压井目的：需要明确进行司钻压井的目的。
这可能是为了解决井底高压、油气窜淌、防止井喷等问题。
（2）压井参数：根据井底情况和目的，需要计算出合适的压井参数，如施工工艺、压力控制、泵浦流量等。
（3）压井液选择：选择合适的压井液是司钻压井的关键。
根据井底情况和目的，应选择相应的压井液，例如泡沫压井液、水基钻井液等。
（4）设备准备：准备好所需的设备，包括钻井液泵浦、套管、电动钻机等。
3. 操作步骤一旦准备工作完成，就可以开始进行司钻压井法的操作步骤。
下面是一般情况下的操作流程：（1）停止钻井操作：停止钻井操作，将钻头置于井底位置。
（2）连接压井管线：连接压井管线到钻柱中，确保通畅输送压井液。
（3）增加循环压力：逐渐增加钻井液的循环压力，以达到井底控制的目的。
（4）监测井底情况：通过井口压力和流量监测设备，持续监测井底的压力情况，并根据需要进行调节。
（5）控制井底压力：根据监测数据，调整压井参数，保持井底压力在安全范围内。
这可能需要调整泵浦流量、增加压井液的密度等。
（6）结束压井操作：当井底压力稳定在安全水平时，压井操作可以结束。
此时，可以继续进行钻井操作。
4. 安全措施在司钻压井法的操作过程中，安全始终是最重要的考虑因素之一。
以下是一些常见的安全措施：（1）设备检查：在操作开始前，对使用的设备进行全面检查，并确保其正常运行。
（2）人员培训：对参与压井操作的人员进行全面培训，使其熟悉操作步骤和安全要求。
（3）紧急预案：制定紧急预案，以应对可能发生的事故或突发情况。
司钻压井法操作步骤
司钻压井法操作步骤一、前期准备1.1 确定井位在进行司钻压井法之前，需要确定井位，包括地质构造、地层厚度、井深等信息。
1.2 准备设备司钻压井法需要的设备包括钻机、司钻器、压汞计等。
1.3 准备材料材料包括水泥浆、石英砂等。
二、司钻操作步骤2.1 钻进首先进行钻进作业，直到达到设计井深。
在钻进过程中，要注意控制钻头的转速和进给速度，以保证钻孔的质量。
2.2 安装司钻器当到达设计井深后，需要安装司钻器。
将司钻器放入孔内，并通过传感器监测孔内压力变化。
2.3 压汞计测试在安装完司钻器后，需要进行压汞计测试。
将压汞计放入孔内，并记录下读数。
这一步是为了确定孔内初始状态下的静态压力。
2.4 注水泥浆接下来，在孔底处注入水泥浆，并通过泵送使其充满整个孔道。
注入水泥浆的目的是为了固定孔壁，防止压井过程中孔壁塌陷。
2.5 逐级加压在注入水泥浆后，开始进行逐级加压。
首先将泵的压力调整到约2000psi，然后持续10分钟。
之后再将压力调整到3000psi，并持续10分钟。
如此往复，直到达到设计的最大压力。
2.6 记录数据在逐级加压的过程中，需要记录下不同阶段的泵送压力、司钻器读数等数据。
2.7 去除司钻器当达到最大设计压力后，需要去除司钻器，并记录下此时孔内静态压力读数。
2.8 等待固化去除司钻器后，需要等待水泥浆固化。
通常需要等待24-48小时。
2.9 再次测试等待水泥浆固化后，再次进行压汞计测试，并记录下读数。
三、注意事项3.1 操作人员必须熟悉操作规程和操作流程，并严格按照要求执行操作。
3.2 在进行逐级加压时，必须控制好加压速度和幅度，以免造成地层破裂或其他损伤。
3.3 在进行司钻压井法时，必须考虑地层的物理性质、孔壁稳定性等因素，并根据实际情况进行调整。
3.4 在进行压汞计测试时，必须保证测试仪器的精度和准确性，并严格按照测试流程进行操作。
3.5 在注入水泥浆时，必须控制好注浆量和浆液的流动速度，以免造成堵塞或其他问题。
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二次井控技术内容要点
2.2、关井——发现溢流的显示后，必须在3～5分 钟时间内控制井口（关井）。 关井方法、关井程序、井控设备操作。 2.3、天然气溢流的特点 ⑴天然气侵入井内后对钻井液液柱压力的影响。 ⑵井下聚集有气柱时对井底压力的影响。 ⑶关井后天然气对井内压力的影响。 ⑷关井后天然气上升的处理方法 2.4、压井工艺——常规压井、非常规压井
司钻法压井基本程序
1、溢流前资料收集
钻井液密度 套管尺寸：内径、外径，抗内压强度。
深度
最小地层破裂压力所在深度处 环空容积 钻杆尺寸、内容积
钻铤尺寸 井眼尺寸
司钻法压井基本程序
1、溢流前资料收集 低泵冲数据
2、溢流后资料收集
司钻法压井基本程序
3、压井所需基本数据计算 3.1、关井立管压力的确定 关井立管压力是计算地层压力等数据的重 要依据，准确记录能真实反映地层压力的关井 立管压力值是很重要的。 “U”形管原理
常规压井法
采用一般的 循环方法（敞 开井口）是无 法制止溢流的 ，因为这时环 空内液柱压力 大大小于地层 压力，打入的 重泥浆会随同 油气立即溢出 或喷出，无法 建立起压力平 衡。
常规压井法
最常用的 常规压井方法 有司钻法、等 待加重法（工 程师法）、循 环加重法，压 井原理基本相 同，唯一区别 就是第一循环 周用的钻井液 密度不同。
Pa
Pp
司钻法压井基本程序
3、压井所需基本数据计算 3.2、溢流种类的判别
根据“U”形管原理 3 ： Pd 9.8110 m hw
Pd Pa
Pa 9.8110 w hw
Hale Waihona Puke 3HPa Pd w m 9.8110 3 hw
V V va ， V -泥浆罐钻井液增量 hw h va ， V w
Pp
司钻法压井基本程序
3、压井所需基本数据计算 3.1、关井立管压力的确定 ⑵钻柱中装回压凡尔时测定管井立管压力 ⅱ不循环法 这种方法用于用于未知压井泵速和该泵速下的循 环压耗 （Pc） 的情况。。 具体做法： 1）关井后待套压相对稳定，记录套压值Ｐa ； 2）在完全关井的情况下，缓慢启动泵，直到套压升 高少许ΔＰa （ 0.5—1MPa ）停泵， 记录此时的立 管压力Ｐd1 和套压Ｐa1 。 3）求取关井立压： Ｐd＝Ｐd1－ ΔＰa ΔＰa＝Ｐa1－Ｐa
张汉珊
主要内容
一、二次井控概念 二、二次井控技术内容 1、溢流的发现 2、关井 3、天然气溢流的特点 4、压井 三、司钻法压井 1、司钻法压井概念 2、司钻法压井基本程序
二次井控技术内容要点
1、二次井控概念 2、二次井控技术内容 2.1、溢流的发现——地层流体进入井内会给钻 井参数（悬重、泵压）、泥浆性能（液密度和粘 度、氯根含量）、钻时、出口泥浆（流量、流势、 气泡、气味、油花、循环池液面）、气测值等方 面带来一些变化，这些变化称为溢流的显示。通 过落实“坐岗”制度，认真观察和监测这些显示， 就能及时发现溢流。
H
钻 井 液
hw
溢流
司钻法压井基本程序
3、压井所需基本数据计算 3.3、计算压井液密度
计算压井液密度的公式有二 1、根据地层压力计算 ＰP＝0.0098ρmＨ＋Ｐd ρmk＝102Ｐp/H＋ρe 2、根据关井立管压力计算 ρmk＝ρm＋102Ｐd/H＋ρe 式中：ρmk——压井液密度，克/立方厘米； ρm——原钻井液密度，克/立方厘米； ρe——钻井液密度附加安全值，克/立方厘米， Ｐd——关井立管压力，兆帕。 一般取：油井ρe＝0.05～0.10 克/立方厘米， 气井ρe＝0.07～0.15克/立方厘米；
常规压井法
压井方法比较与选择
● 司钻法的优点是不必等候压井计算和加重，关井时间最短，可防 止气体滑脱上升。缺点是压井作业时间最长，套压峰值最大。建议在重 晶石储量不够时使用此法。
◆ 工程师法的优点是压井作业时间最短，套压峰值最低。缺点是 关井时间最长。在具备能迅速加重钻井液的条件下，推荐采用此法。 ■ 边循环边加重法的优点是关井时间较工程师法短，允许大幅度连 续逐步增加钻井液密度。缺点是计算比较复杂，压井循环时间较工程师 法长，套压峰值高于工程师法。只有当储备的高密度钻井液与所需钻井 液密度相差较大时，且井下情况需及时压井时，才采用此法。 ①关井等候压井的时间：司钻法、边循环边加重法 工程师法 ②压井作业时间： 司钻法 边循环边加重法 工程师法 ③套压峰值： 司钻法 边循环边加重法 工程师法 ④作业难度： 边循环边加重法 司钻法、工程师法
hw
钻 井 液
溢流
司钻法压井基本程序
3、压井所需基本数据计算 3.2、溢流种类的判别
当ρw=0.12～0.36 g/cm3之间，则为 天然气溢流。 ρw=0.36～1.07 g/cm3之间，则为油 溢流或混合流体溢流。 ρw=1.07～1.20 g/cm3之间，则为盐 水溢流。 用以上方法计算的结果是否准确， 主要取决于溢流量计量和井径是否精确。 当钻头提离井底较长距离时，就无从判 断。 判断侵入井内的地层流体到底是液 体还是气体，从而可以预测在压井过程 中可能出现的套压。 Pd Pa
溢流关井后，钻柱、环空、 地层压力系统有如下关系：
Pd Pmd Pp Pa Pma
司钻法压井基本程序
3、压井所需基本数据计算 3.1、关井立管压力的确定 ⑴钻柱中未装回压凡尔时测定 关井立关压力关井立管压力直接从立 管压力表上读取。
Pd Pa
10~15 min
Pp
司钻法压井基本程序
常规压井法
1、常规压井概念 常规压井方法是指当溢流发生后，能正 常实施关井程序并在井底建立循环，在向井 内泵如压井液的过程中，始终保持井底压力 略大于地层压力，完成压井作业的方法。 常规压井方法必须遵守的基本原则： 压井全过程中始终保持井底压力略大于 地层压力。 因此，压井操作过程中要按压井计算需 要控制的立管总压力实时调节节流阀的开启 程度来控制井口回压。
3、压井所需基本数据计算 PT=Pd+Pc 3.1、关井立管压力的确定 ⑵钻柱中装回压凡尔时测定管井立管压力 Pa ⅰ循环法 这种方法用于已知压井泵速和该泵速下循环压耗 （Pc）的情况。 具体做法： 1）关井后待套压相对稳定后，记录套压 Pa ； 2）缓慢启动泵，以压井泵速泵入钻井液，同时调 节节流阀保持套压不变，记录此时的立管压力 PT ； 3）求取关井立管压力： ＰT＝Ｐd＋Ｐc Ｐd＝ＰT－Ｐc