井控技术培训教程

3、地层破裂压力： 4、抽吸压力、激动压力：
5、地层压力： 6、井底压力：7、井底压差
二、掌握几种状态下的井底压力 1、静止状态；2、正常循环时；
3、起下钻时；
三、计算题
1、某地区较为普遍的地层水密度为1.05 g/cm3， 求地层垂直深度为一千米的正常地层压力、地 层压力梯度为多少？
2、某直井钻至井深3000米，使用钻井液密度为 1.2 g/cm3，若此时环空流阻pbp为1.5 Mpa；环空岩 屑引起的液柱压力增加值pmr为1.5 Mpa，求钻进 时井底压力pb为多少Mpa？ 3、某直井钻至井深3000米时发现溢流，钻井液密度 为1.2 g/cm3，关井后测得立压为2.5 Mpa。求地层压 力是多少？（37.87）
溢流
当井侵发生后， 井口返出的钻井 液的量比泵入的 钻井液量多，停 泵后钻井液自动 外溢，这种现象 称之为溢流。
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井 控 技 术
井涌:溢流进一步发展，钻井液涌出 井口的现象叫井涌。
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井喷
地层流体无控制地 涌入井筒，喷出地 面的现象称为井喷。
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井喷失控
井喷发生后， 无法用常规方 法控制井口而 出现敞喷的现 象称为井喷失 控。
酿成火灾
2003年2月18日，大港油田滩海 工程公司承钻的中4－72井在 起钻过程中发生井喷失控，40分 钟后井架朝大门方向倒塌。井架、 绞车及大量 钻具工具报废。 1990年10月11日，大港油田王 15-33井井喷，大火烧了38天， 井架倒塌油井报废报废。
造成环境污染
1983年 2月,伊朗一油井和伊拉克一油井发生井喷，对野 生动物的打击是惨重的，据世界野生动物基金报道，波斯 湾的儒艮到1983年7月几乎全部死亡。 1979年6月3日，墨西哥石油公司的伊斯托克1号平台，突 然发生严重井喷，这次井喷造成10毫米厚的原油顺潮北流， 涌向墨西哥和美国海岸。黑油带长480公里，宽40公里，覆 盖1.9万平方公里的海面，使这一带的海洋环境受到严重污 染。
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例题、某定向井钻至井深H3820米，相应垂深 H13210米，起钻前钻井液密度为1.46 g/cm3，若 起钻抽汲压力p抽为1.57 Mpa，起钻未及时灌钻井 液引起静液压力减小值p减为0.3 Mpa，求起钻时井 底压力pb为多少Mpa？
解：pb=gH1-p抽-p减
=0.00981×1.46×3210-1.57-0.3
打乱正常生产 生活秩序
•2004年12月2日，滇黔桂石油勘探局第二钻探公司32660钻井 队承钻的中石化南方勘探开发公司的天然气开采井曲2井井喷， 4600名周边群众紧急疏散。
造成人员伤亡
2003年12月23日，川东钻探公司12队,罗家16H井井喷失控，导致 硫化氢大量外泄，造成243人死亡，4000多人受伤。 1998年3月24日，川东钻探6020队,温泉4井放喷期间天然气（含硫） 串到附近煤窑内，致使11名民工死亡，1人烧伤，6人严重中毒。 1992年9月28日，华北石油井下作业公司２０队，赵48井进行试油 时，地层中大量含有硫化氢的气体喷出井口，造成周围居民死亡６ 人，中毒24人。
=45.93-1.57-0.3=44.06MPa
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五、压力单位的换算
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1pa=1N / m2 1kPa=1×103pa 1MPa=1×106pa
与工程大气压的换算关系 1MPa=10.194kgf / cm2 1kgf / cm2=98.067kPa 与英制单位的关系 1psi=6.895KPa
井喷是事故， 井喷失控是灾难性事故。
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绪
论
一、 井控及其相关的概念 二、 溢流、失控的原因 三、 井喷失控的危害 思考题
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一、井控及相关概念
1、井控 2、一级井控 3、二级井控
4、三级井控
5、井侵 6、溢流
7、井涌
8、井喷 9、井喷失控
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井控
井控即压力控制。就是要
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2、破裂压力
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地层破裂压力是指某一深度地层发生破碎或裂缝 时，所能承受的压力。
钻进时，钻井液柱压力的下限要保持与地层压力 相平衡，即不污染油气层，又能提高钻速，实行 压力控制。而其上限则不应超过地层的破裂压力， 以免压裂地层造成井漏。
3、地层坍塌压力
地层坍塌压力是指某一地层发生坍塌时所承受 的压力。
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3）压力梯度
A. 压力梯度 B. 四种压力的表示法
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A. 压力梯度
是每增加单位垂直深度压力的变化量。
计算公式为: G=p / H=g 式中 G—压力梯度，kPa /m；
p—压力， kPa 或MPa；
H—深度，m 或 km。
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B.四种压力的表示法
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激动压力：下钻或 下套管时，由于钻 头下行挤压该处钻 井液,使井底压力 增加的值。
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三、井底压力、压差的概念
1、井底压力是指地面和井内各种 压力作用在井底的总压力。 2、压差：是井底 压力和地层压力 之间的差值。
P -P
井底
地
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四、井底压力、静液压力、压力激动 抽吸压力、 循环压力之间的关系
二 、地层三个压力及其概念 三、井底压力、压差的概念
四、井底压力、静液压力、压力激动和抽吸压力、 循环压力之间的关系 五、压力单位的换算
练习题
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地 层 三 个 压 力
1、地层孔隙压力 2、破裂压力
3、地层坍塌压力
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1、地层孔隙压力
地层孔隙压力：是地下岩石孔隙内 流体的压力， 也称地层 压力。
采取一定的方法控制住地层孔 隙压力，基本上保持井内压力 平衡。
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一级井控
一级井控是依靠适当的钻井液密度
来控制住地层孔隙压力，使得没有 地层流体侵入井内，井涌量为零， 没有溢流产生。
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二级井控
二级井控是依靠井内
正在使用中的钻井液 密度不能控制住地层 孔隙压力，依靠地面 设备、井控技术恢复 井内压力平衡的工作 过程。
(1) 用压力的单位表示 如:100 kPa 12MPa (2) 用压力梯度表示。 (3) 用流体当量密度表示。
(4) 用压力系数表示: 即某点压 力与该点水柱静压力之比。
例如:2000米的压力是23.544MPa 也可以说压力梯度是11.77kPa /m, 也可以说当量密度是1.20 g / cm 3, 也可以说压力系数是1.20。
1MPa=10bar
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英制表示法： g=0.052ft/s2,静液压力公式为
P=0.052 H
p---静液压力psi; ---液体密度Ppg;
H---流体高度ft.
Ppg与g/cm3的换算关系: 1g/cm3=8.33 Ppg
ft与m的换算关系:
1m=3.283ft
思考题
井 控 技 术 一、名词解释： 1、静液压力： 2、压力梯度：
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二．溢流、井喷的原因
井喷失控的原因
11、地质设计 8、井控设 14、思想 未能提供准确 9、井身结 10、空井时 7、井口不 12、相邻注 的地层孔隙压 备的安装及 1、起钻抽 麻痹，违 构设计不合 5、钻遇漏失 13、对浅气 6、钻井液 3、不能及 4、发现溢 2、起钻不灌 安装防喷器。 间过长又无 力资料。 水井不停或 试压不合格 层的危害性 层段发生井漏 吸造成诱喷。 理。 章操作 钻井液（压井 或压井液密 时准确地发 流后处理措 人观察井口 未减压。 未能及时处理 液）或没有灌 度不够。 现溢流。 缺乏足够的 施不当。 或处理 措施不 满。 当.
1.静止状态： 井底压力=环空静液压力 2.正常循环时: 井底压力=环空静液压力+环空压力损失 3.用旋转防喷器循环钻井液时:
井底压力=环空静液压力+环空 压力损失+旋转防喷器的回压
4. 循环出气涌时: 井底压力=环空静液压力+环空压力损失+节流器压力 5. 起钻时: 井底压力=环空静液压力-抽吸压力 6.下钻时: 井底压力=环空静液压力+激动压力
1）正常地层压力 2）异常地层压力 3）压力梯度
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1 ）正常地层压力
正常情况下，地下某一深度的地层压 力等于地层流体作用于该处的静液压 力，这个压力就是由某深度以上地层 流体静液压力所形成的。 正常地层压力梯度等于9.81— 10.496KPa/m
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其计算公式为： p=gH p— 正常地层压力，MPa g— 重力加速度 ， m /s2 H— 地层深度， km — 地层流体密度， g /cm3
2、循环压力
是指钻井液在井内循环时，克服环 空（正循环）或管内（反循环）流 动阻力而产生的附加压力。
压力损失 井 控 技 术
在压力的推动下钻井液从钻井泵进入循环系统。 由于钻井液循环及其与所碰到的物体发生摩擦所引起 的压力降低。
井内循环压力损失
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3、激动压力和抽吸压力
抽吸压力：上 提钻柱时，由 于钻井液粘滞 作用由此而减 小的井底压力 值。 如图所示
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2 ）异常地层压力
A)异常低压地层是指地层压力低于正常地层 压力的地层。 一般情况下,地层压力梯度小于9.8kPa/m的地 层,才称之为异常低压层。 B)异常高压地层是指地层压力梯度高于正常 地层压力的地层。
一般情况下,地层压力梯度高 于10.496kPa/m的 地层，才称之为异常高压层。
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一 、静液压力、压力激动和抽 吸压力 、循环压力的概念
1、静液压力是由静止液体重力产生的压力。 表示形式为： p=gH p—静液压力 kPa g—重力加速度 m/s2 —液体密度g/cm3 H—液柱高度 m
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结论： 静液压力取决于液柱 流体的密度和垂直高度，与 井径尺寸无关。
井喷井喷失控及危害
性质严重，损失巨 大的灾难性事故
•据不完全统计近20年 （1985-2004），国内陆地 发生井喷失控事故56起，造 成直接经济损失23561万元， 直接时间损失41854小时， 死亡266人，受伤4047人。
井 控 技 术
第 二章 井下各种压力的概念 及其相互关系
一、静液压力、压力激动和抽吸压力 、循环压 力的概念、
提高从事钻井和井下作业人员的素质
由于对井控设备的性能 掌握不够，往往在发生井涌 和井喷时出现误操作造成事 故的发生。这是发生井喷时 由于误操作造成钻具及BOP 盲板损坏的图片。
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下面是1999年7月13日凌晨3：50左右渤海四号在 PL19-3-3井为Phillips服务期间发生的浅层气溢出事故 的图片，这次事故告诉我们 要不断提高对天然气钻井 尤其是对浅层气预报工作 的重视程度。
钻井井控技术培训教程
辽河石油职业技术学院
井控技术
是指对油、 气井的压力控 制技术。
井 控 技 术
第一章 绪论
第二章 各种压力的概念及其相互关系
第三章 井涌的原因、预防与检测 第四章 关井程序 第五章 关井立管压力的确定 第六章 常规压井法
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第一章 绪 论
“12· 23”特大井喷责任事故给人民的生命财产 造成了巨大损失，给中油集团造成了极坏影 响。事故再一次警示我们：
海面出现异常 隔水管周围喷 出浅层气
放喷时的情景
井口固定开始变形
井口下沉泥浆导管错位
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固定螺杆变形
井口倾斜
小平台连接杆变形
井喷失控的危害
1、打乱全面的正常工作秩序,影响全局生产。 2、井喷失控极易引起火灾和地层坍塌,影响周 围千家万户的生命安全,造成环境污染。 3、损害油气层，破坏地下油气资源。 4、造成机毁人亡和油气井报废,带来巨大的经济损失。 5、涉及面广,在国际、国内造成不良的社会影响。
使油气资源受 到严重破坏
四川长原大气田长1井井喷日喷 气量超过1千万方,累计损失天然 气达4.6亿方致使该井所在气田 几乎失去开采价值。 1983年2月,伊朗海岸外的瑙鲁滋油 田发生井喷，每天7000桶(111.7万 升)原油 白白地流入海里；
造成油气井报废经济损失惨重
• 1990年10月11日，大港油田王15-33井井喷，井架倒塌井 眼报废。 •1996年，中原油田文13-120井井喷，损失φ158.8mm钻铤2根， 因井喷造成技术套管变形，致使该井报废，直接经济损失163 万元。 •2003年，四川油田罗家16H井井喷直接经济损失6000多万元。
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三级井控
二级井控失败，
井涌量增大，失 去了控制，发生 了井喷，这时依 靠井控技术和井 控设备恢复对井 的控制，达到初 级井控状态，叫 做三级井控。
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井侵
当地层孔隙压力大于井底压力 时，地层孔隙中的流体(油、气、 水）将侵入井内，通常称为井 侵。
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