压井

一、井底常压法压井原理与压井方法关井后，为恢复井内压力平衡，需进行压井作业。1、井底常压法压井原理：通过利用开大与开小节流阀始终保持井底压力梢大于地层压力，排出污染的钻井液，恢复井内压力平衡。2、压井方法：（1）司钻法压井（又称二次循环法压井，需循环二周钻井液）第一循环周：用原钻井液将环空中已受污染的钻井液，顶替出井，同时配置重钻井液。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；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。c、虽安装了井控装置，也有足够的套管深度，但控制失效。2、采用边循环边加重压井法需具备如下条件：a、储备了井筒容积2倍以上的高密度钻井液。密度较原钻井液密度高出0.3以上，且依据最高地层压力确定。b、储备了足够的加重材料，能临时将原钻井液密度提高0.3以上。c、压井设备能够保证：压井排量大于地层溢流量。同时保证在溢流状况下：每循环一周，要求将钻井液密度提高0.10-0.30以上。井底常压法压井施工曲线1、司钻法压井施工曲线：PTiPTfT1T2T3（第一循环周）（第二循环周）2、工程师法压井施工曲线：PtiPTf重浆到钻头井底常压法压井基本数据的计算1、计算地层压力：Pp=P底=Pa+gρH=Pc+P环h；2、计算压井钻井液密度：Ρ重=(Рa+Рh)/（Η*ɡ）+β3、确定压井排量：正常排量的1/2-1/3（3-8l/S）4、计算PTi：初始循环立管压力：指用加重前的原钻井液以用压井排量循环时的立管压力。PTi=以压井排量循环时的立管压力+关井立管压力；（PTi=Pa+Psp）此时，井底压力=Pa+Ph+PspPp5、计算PTf：终了循环立管压力：以压井排量循环重浆到钻头后，经环空到地面时的立管压力。PTf=Psp×（ρ重/ρ原）;6、根据井径、钻具尺寸、套管下入深度等数据，再计算循环（原、重）钻井液从井口到钻头、再从钻头经环空到地面所耗时间。将以上数据填入压井施工单。压井施工单（一次循环法）井号：—，井深：—km；垂直井深H=—km；套管鞋深度h=—km套管鞋处破裂压力ρf=——g/cm³，井内钻井液密度ρ=——g/cm³；关井极限套压pcmax=——g/cm³。套管钢级——，壁厚——mm，内径——mm，抗内压强度=——Mpa，关井压力Pa=——Mpa，关井套管压力Pc=——Mpa，钻井液增量—方选用压井排量=——l/s，初始压井压耗Psp=——Mpa，压井钻井液密度=（Pa+Ph）/gH+β=g/cm³，泵压井排量l/s冲速冲/分压井压耗MPaNo.1No.2压井初始泵出口压力PTi=Pa+Psp=——MPa，压井终了泵出口压力PTf=Psp×（ρ重/ρ原）=——Mpa；泵到钻头（管柱内）：0.000785×(钻杆内径mm)²×长度(m)=——L，=——分；0.000785×(钻铤内径mm)²×长度(m)=——L，=——分；合计：——L，=——分；钻头到管鞋（环空内）：0.000785×[(井径mm)²-（钻铤外径mm)²]×长度(m)=—L，=—分；0.000785×[(井径mm)²-（钻杆外径mm)²]×长度(m)=—L，=—分；合计：——L，=——分；套管鞋到地面（环空）：0.000785×[(套管内径mm)²-（钻杆外径mm)²]×长度(m)=—L，=—分；合计=L=分总计=L=分泵11压1098765时间，分0到钻头时间泵出口压力司钻法压井施工步骤（1）1、缓慢开泵、同时打开节流阀；要求：使套压保持关井套压不变。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）司钻法压井施工步骤（2）4、缓慢开泵，同时打开节流阀；要求：保持第一循环周结束时关井套压不变。5、调整泵排量到压井排量，并保持不变，向井内泵入重钻井液，直到重钻井液到达钻头；要求：在此过程中，调节节流阀保证套管压力不变（初始循环立管压力逐渐下降到终了循环立管压力）6、重钻井液从钻头经环空向上返出地面。要求：保持压井排量不变，调节节流阀使立管压力始终保持终了循环立管压力。7、停泵、关节流阀、观察关井套管压力和关井立管压力是否全等于零。（全为零，压井成功；若关井套压不为零，说明井内仍有受侵钻井液，此时应再补注1.5-3方钻井液,检查，再观察。关井套压仍不为零，则需重新压井。）工程师法压井施工步骤1、缓慢开泵，同时打开节流阀；使套压等于关井套压不变。2、调整泵排量到压井排量，并保持不变，向井内泵入重钻井液，直到重钻井液到达钻头；要求：在此过程中，调节节流阀保证立管压力由初始循环立管压力逐渐下降到终了循环立管压力）3、重钻井液从钻头经环空向上返出地面。要求：保持压井排量不变，调节节流阀使立管压力始终保持终了循环立管压力。4、停泵、关节流阀、观察关井套管压力和关井立管压力是否全等于零。全为零压井成功。例题已知某探井在早上12∶45钻至井深3200m时发生井涌，关井10分钟后测得立压6MPa,套压Pc=7.0MPa,钻井液池增量2.5m³。所用钻头直径215.9mm，技术套管外径×内径=244.5mm×224mm,下深2600m，钻杆外径×内径=127mm×108.6mm,钻井液密度1.25g/cm³,钻井泵为3NB-1000泵，缸径170mm,额定泵压16.8MPa，压井排量10L/s,循环压力Pci=3.8Mpa，套管鞋处破裂压力梯度16.9KPa/m,试按工程师法做压井设计并填写压井施工单。解：井号：——，井深：3.2km；垂直井深H=3.2km；套管鞋深度h=2.6km套管鞋处破裂压力ρf=16.9/9.81=1.727g/cm³，井内钻井液密度ρ=1.25g/cm³；关井极限套压pcmax=(ρf–ρ)=1.727-1.25=0.477g/cm³。套管钢级--，壁厚10.25mm，内径224mm，抗内压强度=--Mpa，关井立管压力Pa=6Mpa，关井套管压力Pc=7.0Mpa，钻井液增量2.5m³选用压井排量=10L/s，初始压井压耗PSP=Pci=3.8MPa压井钻井液密度=（Pa+Ph）/gH+β=（Pa/9.81H+ρ）+0.05=6/9.81×3.2+1.25+0.05=1.49g/cm³，压井初始泵出口压力PTi=Pa+Psp=6+3.8=9.8MPa，压井终了泵出口压力PTf=Psp×（ρ重/ρ原）=3.8×(1.49/1.25)=4.06Mpa；泵到钻头（管柱内）：0.000785×(钻杆内径mm)²×长度(m)=0.000785×108.6²×3200=29626.4L，=49.4分；合计：29626.4L，=49.4分；钻头到管鞋（环空内）：0.000785×[(井径mm)²-（钻铤外径mm)²]×长度(m)=—L，=—分；0.000785×[(井径mm)²-（钻杆外径mm)²]×长度(m)=0.000785×[215.9²-127²]×(3200-2600)=14357.9L，=23.3分；合计14357.9L，=23.3分；套管鞋到地面（环空）：0.000785×[(套管内径mm)²-（钻杆外径mm)²]×长度(m)=0.000785×[224²-127²]×2600=69489.93L，=115.8分；合计=69489L=115.8分总计=113474.23L=188.5分泵11压10987654T04.5913.51822.52731.53640.54549.4188.5Pa9.89.28.68.087.887.56.936.365.785.214.64.064.06二、压井过程中异常情况的判断与处理1、在压井过程中发生井漏；在压井排出溢流的过程中，若裸眼井段的地层被压漏。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；2、钻具断落在压井过程中钻具断落；现象：则循环立管总压力下降。处理：若溢流在断点以下，则排出溢流时套压稳定不变。（1）或注人超高密度钻井液压井，使井底压力平衡地层压力。（2）或等候溢流自动上升至断点以上，再排除溢流。若溢流在断点以上。可继续压井，排出溢流，再按关井立管压力计算压井有关数据，第二次进行压井，使断点以上液柱压力与断点以下液柱压力之和略大于地层压力。3、钻具刺漏若钻具刺漏则循环立管总压力下降；特征：压井钻井液从中途返出，形成短路循环。此时若按原来的施工要求和步骤压井，达不到应有的效果。处理：（1）首先要用测定循环周的方法大致计算钻具刺漏位置。然后再按钻具断落的情况进行压井。（2）或在条件许可时，也可用超高密度钻井液从环空将溢流挤回地层。4、节流管汇堵塞现象：套压会急剧上升。处理：可以开大节流阀冲洗，或另换一条备用支路。5、钻头水眼堵塞①当部分钻头水眼堵塞时；现象：泵压上升，尚能维持循环。处理：降低压井排量循环，或者改用水泥车提高压力循环，力争把井压稳。②当正循环不可能时，处理：试用反循环解堵，但要控制环空压力不能超过允许压力。③当如钻柱上未接回压阀，钻柱内也不外溢时；处理：可下定向炸弹至钻头，炸掉钻头水眼，或炸裂下部钻挺，或者下射孔枪在最下部钻杆上射孔，打开一条循环通路。三、特殊情况下的压井方法1、起下钻中途发生溢流或井喷时：原因：停泵后减少了一个环空压耗，起钻时又增加了一个抽汲力量，如果灌钻井液再不及时，很容易发生溢流或井喷。（由于钻具不在井底，给处理工作带来了许多困难，应根据不同情况予以对待。）处理：①起钻时发现灌不进钻井液或灌入量小于起出的钻具体积，但尚未发生井涌，应立即下钻到底，用原浆循环，将侵人井内的地层溢流物排出，并处理和适当加重钻井液，然后起钻。②强行下钻压井。如在起下钻中途发生井涌，应立即在钻具上接回压阀，强行下钻。井涌未加剧，可一直下钻到井底，控制一定的回压，排出溢流物，并适当调整钻井液，循环稳定后再起钻。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；c、利用两组管子闸板防喷器强行下钻，两组防喷器之间要有足够的距离，当钻杆接头通过上防喷器时，关闭下防喷器，打开上防喷器；（请注意：只有在有备用的防喷器时，才能利用这种方法强行下钻。）在强行下钻时要做到以下几点。a）每下一钻杆立柱，要控制节流阀放出等体积的钻井液量。b）当钻具下人钻井液中时，在放出等体积的钻井液量后，套压不会上升。当钻具下人地层流体中时，由于溢流液柱高度的增加，环空液柱压力下降；在放出等体积的钻井液量后，套压要增高，因此要适当地控制套压，使其高于原来的套压，否则，井底压力将小于地层压力，导致地层流体的再度侵人。c）当钻具重量不足以克服井内流体的上顶力时钻具不易下人井内，必要时要采取加压的办法把钻具压入。d）在强行下钻过程中，如天然气向上运移，放出的钻井液体积应增加因天然气上升膨胀而增加的体积。强行下钻到底后，根据实际情况，决定压井方法。2、空井时的压井方法空井时压井