钻井井控技术与工艺实施重点要求(全套课件114P)
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• 静液柱压力； • 地层压力；
Pb
P
b
PP
Pb >PP
静液压力
静液压力： 由液体自身重量 产生的力。
H/2
H
红星处深度为H，绿星处深度为H/2。 液体密度为ρ， H/2
则：红星静液压力P= 该处向上液柱的重
H 力/该处截面积
而该处向上液柱的重力= ρ×g × H × 该处截面积 因此 红星静液压力P= ρ×g × H 得出：静液压力P= ρg H=9.8 ρ H 是密度与高度的函数
静液压力计算公式为：
pm=9.8ρmH
pm－钻井液静液压力（KPa） ρm－钻井液密度（g/cm3） H－垂直井深（m） 从公式中可以看出:钻井液柱压力的大小,与钻井
液的密度和垂直井深成正比。
下图表示出了钻井液静液压力和地层孔隙流体的静液压力。
静液压力示意图
H
钻井液柱压力的大小,与钻井液的密度和垂直井深成正比
受到污染等严重后果，历来受到有关方面高度重视。
井控培训已受到了前所未有的重视，扩大培训范围、加大培训力度是目前基本的 要求，也收到了良好的效果。
二种控制手段；
• 保持井底压力稍大于地层压力的平衡
保持：设计明确 严格规程 施工维护
•防止失控与恢复油气井的压力平衡。
恢复： 溢流关井 失稳压井 井喷抢险
正常钻进 起钻 下钻 空井（测井）
五项关井程序（正常）
关
1、 钻进时发生溢流关井程序； 2、 起下钻杆时发生溢流关井程序； 3、起下钻铤时发生溢流关井程序； 4、空井时发生溢流直接关井程序； 5、空井时发生溢流抢下钻关井程序；
特殊关井程序--剪切钻具关井
液控关闭压力为14-21MPa时可剪断 5″、G级 19.5lb/ft的钻杆； 液控关闭压力为16-21MPa时可剪断 5″、S级 19.5lb/ft的钻杆 密封时额定液控工作压力为21MPa
半封 剪切 全封
半封
六类控制参数
1、保证关井参数 （1）气源0.65—0.8MPa； （2）蓄能器压力17.5—21MPa； （3）环型、闸板压力10.5MPa； （4）变送器一次气压0.14MPa；
地层压力 地层压力：是指作用在地层孔隙内流体上的压力。 也称地层孔隙压力。 pp = 9.8ρH ρ－地层水的密度（g/cm3） H －地层深度 （m） 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。
地层压力分为三类：正常地层压力、异常高压、 异常低压。 正常地层压力：GP=10.486KPa/m（压力系数1.07）
加重系统向井筒注入重泥浆
（压井液），排除溢流，重 新建立液柱压力使油、气、
水不再进入井筒，我们称为
二级井控。
三级（次）井控
地层流体失去控
制，发生井喷后，需要 通过抢险，重新恢复井 口的控制，达到制服井 喷的目的，我们称为三
级井控。
• • • • • •
井侵 溢流 井涌 井喷 井喷失控 地下井喷
逐级发展---逐渐演变
油气井压力控制的基本概念
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。
井喷流体自地层经井筒 喷出地面叫地上井喷。 从井喷地层流入其它低 压层叫地下井喷。
油气井压力控制的基本概念
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。
井内的压力组成及与井控相关 的压力
二○一二年六月
井控技术内容
•一个基本概念； •七项压井准备；
•二种控制手段；
•三次井控状态；
•八种特殊压井；
•九项设计要求；
•四种主要工况；
•五项关井程序； •六类控制参数；
•十项失控原因；
•十一项检查项目； •十七项管理制度；
一个基本概念
井控：是指油气田企业油气井勘探开发全过程的油
气井、注水（气）井控制与管理。包括：钻
油气井压力控制的基本概念
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，通常称之为 井侵。
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。
油气井压力控制的基本概念
井涌：溢流进一步发 展，钻井液涌出井口 的现象叫井涌。
异常高压：
异常低压：
GP>10.486KPa/m
GP<10.486KPa/m
当量泥浆密度：平衡地层压力所需的泥浆密度。
井内的压力组成及与井控相 关的压力
• 抽汲压力； • 激动压力； • 循环压力损失； • 地层破裂压力； • 关井极限套压；
Pb
P
b
PP
Pb >PP
四种主要工况
溢流征兆、预防措施
整体式
分体式
⑴发：发出报警信号； ⑵停：停止作业；并锁定钻机绞车刹车 装臵； ⑶开：开液（手）动平板阀； ⑷关：关闭环形防喷器； ⑸泄：打开主放喷管线泄压； ⑹卡：在钻杆上（转盘面上）适当位臵 安装上相应的钻杆死卡，用钢丝绳与 钻机连接固定牢靠； ⑺开：打开剪切闸板下面的半封闸板； ⑻关：打开控制装臵上储能器旁通阀， 关闭剪切闸板剪断井内钻杆或油管； ⑼关：关闭全封闸板，控制井口； ⑽锁：手动锁紧全封闸板和剪切闸板；
UBD地面设备流程图
三次井控状态
•一级（次）井控： •二级（次）井控： •三级（次）井控：
P
b
Pb
PP
Pb >PP
一级井控：在油气 井作业过程中，利用井
筒液柱压力高于地层孔
隙压力，使油、气、水 不进入井筒或有控制地 进入井筒（如欠平衡钻 井）我们称之为一级井 控。
二级井控：当钻遇油、
气、水层时，地层孔隙压力 大于井筒液柱压力，产生连 续的溢流或井涌，通过地面 井控装置、油气分离系统、
井、测井、录井、测试、注水（气）、井下
作业和报废井弃臵处理等各生产作业环节。 问题：为什么要扩展到“大井控”的要求？
为什么要全方位推行“井控”技术？
加拿大某井井喷
DGYT—HN 二 号 平 台 抢 险 情 况
墨西Baidu Nhomakorabea湾BP公司钻井平台井喷爆炸事故
在石油行业，海上安全和井控安全是两个最重要的安全风险控制重点。井控工作， 由于涉及到油气勘探、钻井、投产与作业、油气开发等各个环节，涉及油田内外 不同区域和海上、陆上不同环境，更是安全工作的重中之重。 井喷失控，是石油工程施工中性质严重、损失巨大的灾难性事故。一旦发生井喷， 将使油气资源受到重大损失、造成人员伤亡、设备毁坏、油气井报废、自然环境
Pb
P
b
PP
Pb >PP
静液压力
静液压力： 由液体自身重量 产生的力。
H/2
H
红星处深度为H，绿星处深度为H/2。 液体密度为ρ， H/2
则：红星静液压力P= 该处向上液柱的重
H 力/该处截面积
而该处向上液柱的重力= ρ×g × H × 该处截面积 因此 红星静液压力P= ρ×g × H 得出：静液压力P= ρg H=9.8 ρ H 是密度与高度的函数
静液压力计算公式为：
pm=9.8ρmH
pm－钻井液静液压力（KPa） ρm－钻井液密度（g/cm3） H－垂直井深（m） 从公式中可以看出:钻井液柱压力的大小,与钻井
液的密度和垂直井深成正比。
下图表示出了钻井液静液压力和地层孔隙流体的静液压力。
静液压力示意图
H
钻井液柱压力的大小,与钻井液的密度和垂直井深成正比
受到污染等严重后果，历来受到有关方面高度重视。
井控培训已受到了前所未有的重视，扩大培训范围、加大培训力度是目前基本的 要求，也收到了良好的效果。
二种控制手段；
• 保持井底压力稍大于地层压力的平衡
保持：设计明确 严格规程 施工维护
•防止失控与恢复油气井的压力平衡。
恢复： 溢流关井 失稳压井 井喷抢险
正常钻进 起钻 下钻 空井（测井）
五项关井程序（正常）
关
1、 钻进时发生溢流关井程序； 2、 起下钻杆时发生溢流关井程序； 3、起下钻铤时发生溢流关井程序； 4、空井时发生溢流直接关井程序； 5、空井时发生溢流抢下钻关井程序；
特殊关井程序--剪切钻具关井
液控关闭压力为14-21MPa时可剪断 5″、G级 19.5lb/ft的钻杆； 液控关闭压力为16-21MPa时可剪断 5″、S级 19.5lb/ft的钻杆 密封时额定液控工作压力为21MPa
半封 剪切 全封
半封
六类控制参数
1、保证关井参数 （1）气源0.65—0.8MPa； （2）蓄能器压力17.5—21MPa； （3）环型、闸板压力10.5MPa； （4）变送器一次气压0.14MPa；
地层压力 地层压力：是指作用在地层孔隙内流体上的压力。 也称地层孔隙压力。 pp = 9.8ρH ρ－地层水的密度（g/cm3） H －地层深度 （m） 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。
地层压力分为三类：正常地层压力、异常高压、 异常低压。 正常地层压力：GP=10.486KPa/m（压力系数1.07）
加重系统向井筒注入重泥浆
（压井液），排除溢流，重 新建立液柱压力使油、气、
水不再进入井筒，我们称为
二级井控。
三级（次）井控
地层流体失去控
制，发生井喷后，需要 通过抢险，重新恢复井 口的控制，达到制服井 喷的目的，我们称为三
级井控。
• • • • • •
井侵 溢流 井涌 井喷 井喷失控 地下井喷
逐级发展---逐渐演变
油气井压力控制的基本概念
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。
井喷流体自地层经井筒 喷出地面叫地上井喷。 从井喷地层流入其它低 压层叫地下井喷。
油气井压力控制的基本概念
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。
井内的压力组成及与井控相关 的压力
二○一二年六月
井控技术内容
•一个基本概念； •七项压井准备；
•二种控制手段；
•三次井控状态；
•八种特殊压井；
•九项设计要求；
•四种主要工况；
•五项关井程序； •六类控制参数；
•十项失控原因；
•十一项检查项目； •十七项管理制度；
一个基本概念
井控：是指油气田企业油气井勘探开发全过程的油
气井、注水（气）井控制与管理。包括：钻
油气井压力控制的基本概念
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，通常称之为 井侵。
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。
油气井压力控制的基本概念
井涌：溢流进一步发 展，钻井液涌出井口 的现象叫井涌。
异常高压：
异常低压：
GP>10.486KPa/m
GP<10.486KPa/m
当量泥浆密度：平衡地层压力所需的泥浆密度。
井内的压力组成及与井控相 关的压力
• 抽汲压力； • 激动压力； • 循环压力损失； • 地层破裂压力； • 关井极限套压；
Pb
P
b
PP
Pb >PP
四种主要工况
溢流征兆、预防措施
整体式
分体式
⑴发：发出报警信号； ⑵停：停止作业；并锁定钻机绞车刹车 装臵； ⑶开：开液（手）动平板阀； ⑷关：关闭环形防喷器； ⑸泄：打开主放喷管线泄压； ⑹卡：在钻杆上（转盘面上）适当位臵 安装上相应的钻杆死卡，用钢丝绳与 钻机连接固定牢靠； ⑺开：打开剪切闸板下面的半封闸板； ⑻关：打开控制装臵上储能器旁通阀， 关闭剪切闸板剪断井内钻杆或油管； ⑼关：关闭全封闸板，控制井口； ⑽锁：手动锁紧全封闸板和剪切闸板；
UBD地面设备流程图
三次井控状态
•一级（次）井控： •二级（次）井控： •三级（次）井控：
P
b
Pb
PP
Pb >PP
一级井控：在油气 井作业过程中，利用井
筒液柱压力高于地层孔
隙压力，使油、气、水 不进入井筒或有控制地 进入井筒（如欠平衡钻 井）我们称之为一级井 控。
二级井控：当钻遇油、
气、水层时，地层孔隙压力 大于井筒液柱压力，产生连 续的溢流或井涌，通过地面 井控装置、油气分离系统、
井、测井、录井、测试、注水（气）、井下
作业和报废井弃臵处理等各生产作业环节。 问题：为什么要扩展到“大井控”的要求？
为什么要全方位推行“井控”技术？
加拿大某井井喷
DGYT—HN 二 号 平 台 抢 险 情 况
墨西Baidu Nhomakorabea湾BP公司钻井平台井喷爆炸事故
在石油行业，海上安全和井控安全是两个最重要的安全风险控制重点。井控工作， 由于涉及到油气勘探、钻井、投产与作业、油气开发等各个环节，涉及油田内外 不同区域和海上、陆上不同环境，更是安全工作的重中之重。 井喷失控，是石油工程施工中性质严重、损失巨大的灾难性事故。一旦发生井喷， 将使油气资源受到重大损失、造成人员伤亡、设备毁坏、油气井报废、自然环境