《井控的基本概念》PPT课件.ppt

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1、江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,井控的基本概念,井下作业是实施石油、天然气勘探与开发的重要手段，伴随油田勘探开发的不断进步，对井下作业井控技术和员工素质的要求越来越高。井控工作是一项系统的安全工程，牵涉到设计、装备配套、生产组织、现场管理、员工培训等多个环节。相关企业必须把井控技术研究和发展作为一项重要工作，不断提高井控意识、技术素质和管理水平，才能更安全、优质、高效的实施井下作业施工。也就是说，井控技术是安全实施井下作业的关键和保障。,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,概 念,一、井喷的原因及危害,二、井控相关术语,四、完井方

2、法,三、不同类型油气藏的压力特点,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,一、井喷的原因及危害,二、井控相关术语,三、不同类型油气藏的压力特点,一、井喷的原因及危害,二、井控相关术语,四、完井方法,三、不同类型油气藏的压力特点,一、井喷的原因及危害,二、井控相关术语,原因,井喷的原因很多，但是进行系统分类，无非是客观原因和主观原因两个方面。,1.客观原因 井喷的客观原因是地层压力超过了井底压力，井内液柱压力与地层压力失去平衡，使得地层流体无控制的进入井筒喷出地面，形成恶性事故。,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,2.主观原因 主观原因是和操作者有关的因素，比如操作不当，井控装备问

3、题，发现溢流不及时等都可以归入到主观原因中来。客观原因只是井喷的诱因，最终导致井喷失控形成事故，还是由主观原因来决定的。,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,纵观世界石油工业发展史，恶性井喷事故带来的损失触目惊心。2003年12月23日，震惊中外的重庆开县罗家16H井喷失控，造成243人死亡，数千人受伤，数万人逃亡的惨剧。下面以几个发生在井下作业中的井喷案例来说明井喷的危害。（1）1992年9月11日，某油田GD8-26-121井新井投产射孔过程中发生井喷，抢起电缆、准备切断电缆过程中，喷势增大电缆随气流窜出井口，炮弹飞出井筒落于井口北方500 m左右。抢关射孔大闸门时，因压力高关闭不

4、严，井喷失控。抢喷过程中套管短节被拉偏、漏气导致抢喷工作复杂化。9月13日利用间歇停喷抢装采油树，关井压井成功。,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,井 喷 的 危 害,（2）1994年9月28日，某油田位于石家庄市赵县附近的一口预探井，在试油射孔作业中发生井喷，含硫化氢有毒气体扩散面积达10个乡镇80余个村庄，导致22.6万人被迫紧急疏散。（3）2005年12月26日，某油田TZ823井在试油换装采油树的过程中，发生强烈井喷硫化氢（浓度14 834 ppm，22 251 mg/m3）泄漏事故。事故历时4天5小时，共反循环压入密度1.15 g/cm3的污水110 m3，压稳后抢装旋塞，

5、再正反挤1.30 g/cm3的钻井液173 m3，12月30日12时15分事故解除。,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,恶性井喷事故会造成以下影响：（1）人员伤亡。（2）设备损失。（3）油气藏的严重破坏。（4）环境的严重污染。（5）油气资源的极大浪费。（6）恶劣的社会影响。,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,（1）井控（Well Control）：井控是实施油气井压力控制的简称。在井下作业过程中，只有控制井底压力大于或等于地层压力，保持井内压力平衡，才能保证作业施工的顺利进行。（2）井侵（Influx）：由于各种原因地层流体（油、气、水）侵入井内，压力系统没有失去平衡状态以

6、前的现象。（3）溢流（Well kick）：因地层流体侵入井内引起井口返出井液的量比泵入的井液量大，或停泵后井口井液自动外溢的现象。,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,井控相关术语,（4）井涌（Overflow）：溢流进一步发展，井液涌出井口的现象称为井涌。（5）井喷（Well Blowout）：当井筒压力远小于地层压力时，地层流体大量涌入井筒并喷出地面的现象称为井喷。根据井内流体喷出的位置不同，井喷可分为地面井喷和地下井喷两种。地面井喷：井内流体经井筒喷出地面的现象，称为地面井喷。地下井喷：井内流体经井筒流入其他低压地层的现象，称为地下井喷。,江苏油田井控技术培训学校 2013年0

7、3月,井控相关术语,（6）井控的三个阶段：根据溢流严重程度和井口状态的不同，井控作业通常分为三个阶段或三级，即一级井控、二级井控和三级井控。一级井控（也称初级井控）：指井内液柱压力大于地层孔隙压力，很少或没有地层流体侵入井内的井控状态。与此相关的技术称为一级井控技术。,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,井控相关术语,二级井控：溢流发生后，井内液柱压力小于地层孔隙压力，必须通过及时关井与压井重建井底压力平衡的井控状态。与此相关的技术称为二级井控技术。三级井控：井喷失控后，必须借助专用工具和设备，重新恢复对井口控制的井控技术。与此相关的技术称为三级井控技术。,江苏油田井控技术培训学校 2

8、013年03月,井控相关术语,（7）井控工作中的“三早”：早发现，早关井，早处理。早发现：溢流被发现的越早，越便于关井控制，因此也越安全。发现异常及时进行溢流检查，这是安全、顺利关井的前提，通常情况下，国内现场溢流量在1 m3之内为早发现。,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,井控相关术语,早关井：确认溢流后应停止施工作业，立即按关井程序关井。早处理：在准确录取溢流数据和填写压井施工单后，应尽快节流循环排出溢流、进行压井作业。（8）液气比：油井生产时，井液和气体同时从井中排出，每吨液体与所带出的天然气量之比，称为液气比。单位：m3/t。,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,井控

9、相关术语,油气藏：在单一圈闭中的油气聚集。,油气藏的类型有哪些：主要可分为五大类:构造油气藏,地层油气藏,岩性油气藏,水动力油气藏,复合油气藏。,江苏油田井控技术培训学校 2013年03月,油气藏按圈闭的成因分类,刺穿油气藏,裂缝性背斜油气藏,断层油气藏,背斜油气藏,构造油气藏,油气藏按圈闭的成因分类,油气藏按圈闭的成因分类,完井方法,一、射孔完井法射孔完井法包括套管射孔完井和尾管射孔完井，如图1-1和图1-2所示。这种完井法是钻完油层后下入套管或尾管，注水泥后通过射孔，使井筒和产层连通，投入开采，这是应用最多的一种完井方法。,这种完井方式可有选择性地射开油气层，实行分层开采，可进行各种井下压

10、裂酸化等作业，可实行多层完井，适合多种类型油气藏完井。这种完井方法对射孔、固井质量要求严格。对于井控工作来说，这类井地层压力和地层破裂压力比较复杂，控制难度较大。,二、裸眼完井法 裸眼完井就是在油气层段不下套管，不注入水泥，使井筒裸露的完井方法，如图1-3所示。,图1-3 裸眼完井示意图a先期裸眼完井；b后期裸眼完井1产层；2井眼；3水泥环4技术套管；5上层套管,图1-3 裸眼完井示意图a先期裸眼完井；b后期裸眼完井1产层；2井眼；3水泥环4技术套管；5上层套管,图1-3 裸眼完井示意图a先期裸眼完井；b后期裸眼完井1产层；2井眼；3水泥环4技术套管；5上层套管,图1-3 裸眼完井示意图a先期

11、裸眼完井；b后期裸眼完井1产层；2井眼；3水泥环4技术套管；5上层套管,裸眼完井法又分先期裸眼完井法和后期裸眼完井法。先期裸眼完井法是将套管下到油气层顶部再钻开油气层。后期裸眼完井法是钻完油气层后，如油气层有开采价值，再将套管下到油气层顶部注水泥完井，后期裸眼完井一般应用较少。裸眼完井的优点是油气层完全裸露，因而具有最大的渗滤面积，油气流入井内的阻力最小。裸眼完井法不适用于出砂井和井壁坍塌、不能分层开采和分层作业。它只适用于地层坚硬，井筒稳定的单一油气层或性质相近的多油气层的井，因而使用范围小。中低渗透砂岩油田需压裂改造，裸眼完井不宜采用。对于井控工作来说，这类井地层压力和地层破裂压力比较单一

12、，但裸眼段较长，给井控工作也带来一定挑战。,三、割缝衬管完井法割缝衬管完井法有两种：一种是在钻完油气层后，将割缝衬管下入油层部位，上部连接套管串至井口，使用套管外封隔器注水泥封固油层以上井段的环形空间。这种方法完井，如果衬管损坏，修复困难。另一种方法是用钻头钻到油层顶部，下入套管注水泥固井，然后下入钻头从套管鞋继续向下钻穿油层至完井井深，再以尾管方式下入割缝衬管的管柱，用封隔器密封衬管和套管的环形空间。这种完井方法当衬管损坏时可以起出更换。,割缝衬管完井法如图1-4所示。使用割缝衬管还允许一些细砂随着原油进入井中，较大的砂粒被阻在衬管外面形成“砂桥”或“砂拱”，随后较小的砂粒被挡住，以后更小的

13、砂粒被阻挡住。这样，在井壁形成由粗到细的滤砂层，阻止油层大量出砂，起到防砂效果，如图1-5所示。,图1-4 割缝衬管完井示意图,图1-5 衬管外形成的砂桥示意图,四、砾石充填完井法砾石充填完井适用于胶结疏松严重出砂的地层。这种完井法，是先将绕丝筛管下至油层段，用充填液循环将地面选好的砾石携带至绕丝筛管与井筒的环形空间或绕丝筛管与套管的环空间，形成一个砾石充填层，阻挡砂粒流入井筒，起到保护井壁，防止油层砂粒进入井内的作用。砾石充填完井使用不锈钢绕丝筛管，如图1-6所示。,砾石充填法又分为裸眼砾石充填完井法和套管砾石充填完井法。,1.裸眼砾石充填完井法裸眼砾石充填完井法又称管外砾石充填完井法，如图

14、1-7所示。,图1-7 裸眼砾石充填完井示意图,这种完井法是在油层顶部下套管注水泥封固，然后用扩孔钻头将裸眼段扩大，扩大后的井筒直径要达到原井径的1.52倍，以保证充填有足够的厚度，一般砾石层厚50 mm以上，以提高防砂效果，然后再下入筛管管柱（外管柱）及冲洗管（内管柱），进行填砂作业，填砂全部作业完成后，起出送入管柱，再将油管下入筛管内替入原油或柴油交井。（这类井的井控问题与裸眼完井类似）,2.套管内砾石充填完井法这种完井方法是当钻头钻穿油层至完井深度后，下入油层套管注水泥固井，再对准油层射孔。一般使用大孔径（28 mm），孔密度30孔/m。使用高黏度的充填液进行高密度充填防砂。套管内砾石充填法如图1-8所示。,裸眼砾石充填与套管内砾石充填的防砂作用是相同的，就是任何地层砂粒均被挡住，只有地层流体能通过。关键是要做到：筛管与油层砂粒相匹配，砾石尺寸与油层砂粒相匹配，使砾石充填层既能阻挡住砂粒，又具有较高的渗透性。（这类井的井控问题与射孔完井类似）,复习思考,（1）什么是溢流？（2）什么是井控？（3）简述井喷的危害。（4）引起井喷失控的原因有哪些？（5）三级井控的概念是什么？,