溢流、压井及相关制度

渤海钻探工程公司溢流、压井及相关制度二Ο一五年五月溢流、压井及相关制度一、溢流预防三、关井二、溢流监测四、压井方法选择五、渤海钻探相关制度溢流、压井及相关制度一、溢流预防1.常规井按照设计保持合理的井筒液密度值。钻井液密度以各裸眼井段中的最高地层孔隙压力当量为基准，另增加安全密度附加值。油、水井为0.05～0.10g/cm3或控制井底压差1.5～3.5MPa；气井为0.07～0.15g/cm3或控制井底压差3.0～5.0MPa。（一）保持合理的井筒密度溢流、压井及相关制度一、溢流预防（一）保持合理的井筒密度2.特殊井老区调整井：由于注水影响，可能造成地层压力系统紊乱，可以通过对原始地层压力、井区内部压力（可以通过临近注、采井的压力数据获得）的分析与预测找到合理的密度区间。浅层气井：应综合考虑密度附加值，若按0.07～0.15g/cm3密度附加，井底压差有可能过小，若按井底压差3.0MPa～5.0MPa附加，又有可能使密度过大。浅层气井在附加密度时要综合考虑两种方法，使井底压差尽可能大一些，但又要防止压漏地层。溢流、压井及相关制度一、溢流预防（二）防止因抽汲造成溢流1.钻开油气层后，起钻前短程起下检测油气上窜速度。（1）测油气上窜速度：起10～15柱钻具或起到新钻开油气层顶部以上300m，再下入井底循环1～2周，满足以下条件方可起钻作业。测井阶段起下钻周期＋测井所需的时间＋10h＜油气上窜到井口的时间下套管阶段从起钻前停泵开始到下完套管所需时间＋10h＜油气上窜到井口的时间钻进阶段起下钻周期＋10h＜油气上窜到井口的时间溢流、压井及相关制度一、溢流预防（二）防止因抽汲造成溢流1.钻开油气层后，起钻前短程起下检测油气上窜速度。（2）长时间停止循环或井下复杂时，将钻具起至套管鞋内或安全井段，停泵观察一个起下钻周期或需要停止循环的时间，再下钻到底，循环一周观察。（3）含有浅层气的井，采取一静止，二短起的检测方法。在短程起下钻前先停止循环半小时，停止循环期间上下活动钻具，半小时后，再循环一周，检测油气上窜速度和油气侵情况。2.在油气层及油气层顶部以上300m井段内起钻速度不得超过0.5m/s。溢流、压井及相关制度一、溢流预防（三）防止因井漏造成溢流3.钻进中发生井漏应先降低排量，持续向井内灌液，尽量保持液柱压力。将钻具提离井底、方钻杆提出转盘，以便关井观察。采取定时、定量反灌钻井液措施保持井内液柱压力与地层压力平衡防止发生溢流，其后采取相应措施处理井漏。1.做好地层破裂压力试验和地层承压能力试验，提高地层承压能力。2.控制下钻速度，降低激动压力，并分段顶通循环，缓慢开泵，防止蹩漏地层。溢流、压井及相关制度一、溢流预防（四）防止异常高压造成溢流在钻井过程中，特别是在探井钻井过程中，要做好地层压力监测，根据监测结果，及时修正与调整钻井液密度值。老区调整井，邻近注水、注气（汽）井要停注、泄压，且防范由于注水泄压不畅所造成的地层圈闭能量。溢流、压井及相关制度一、溢流预防（五）防止下套管、固井期间发生溢流1.控制下放套管的速度，防止压漏地层。2.按规定向钻具水眼、套管内灌注钻井液，以防止回阀挤毁。3.缓慢开泵，遵循排量由小到大的阶梯性开泵、循环原则；合理选择循环、注水泥、替浆的排量，避免因排量过大可能导致的漏失。4.有浅层气存在的井，前置液类型、密度、数量的选择要满足平衡地层压力的需要。5.可使用重钻井液帽、蹩压候凝等方法防止候凝期间因水泥浆失重可能造成的溢流。溢流、压井及相关制度二、溢流监测三、关井一、溢流预防四、压井方法选择五、渤海钻探相关制度溢流、压井及相关制度二、溢流监测加强溢流预兆及溢流显示的观察，做到及时发现溢流。进入油气层前100m～150m开始“坐岗”，“坐岗”人员应取得井控操作证并经过井队技术人员技术培训。坐岗人员通过跟踪测量、观察、计算，应掌握以下几方面的变化情况，以判断溢流的发生。钻井液出口流量变化；循环罐液面变化；钻井液性能变化；起下钻时钻井液灌入量和返出量；录井全烃值的变化（录井坐岗人员）坐岗记录表溢流、压井及相关制度二、溢流监测1.发现以下情况，说明可能钻遇了高压油气层或水层，应立即停泵观察或循环观察，对于高压气井应先关井，后观察。（一）溢流前兆钻速突然加快或放空（钻时比正常钻时快1/3，即可视为突然加快）；钻井液性能发生变化：密度下降，粘度升高（油气侵），粘度下降（水侵），气泡增多，油花、油味或硫化氢味等；气测烃值升高；泵压下降，泵速增加；钻具悬重发生变化。溢流、压井及相关制度二、溢流监测2.当发现以下情况时说明已发生溢流，应立即关井。（二）溢流显示起钻时灌入的钻井液量小于起出钻具的体积出口管流速增加,返出量增加钻井液罐液面上升,液量增多停泵后钻井液外溢起钻时灌入的钻井液量小于起出钻具的体积起钻时灌入的钻井液量小于起出钻具的体积下钻时返出的钻井液体积大于下入的钻具体积溢流、压井及相关制度三、关井二、溢流监测一、溢流预防四、压井方法选择五、渤海钻探相关制度溢流、压井及相关制度三、关井（一）关井准备关井准备关井是一项应急操作，操作人员应做到熟练关井，井控装备处于待命工况。作业班组作业前针对当班作业内容、井内管柱组合、井口防喷器组合制定关井程序与关井方法，并向全班交代清楚。起钻完应及时下钻，严禁在空井情况下进行设备检修等其它作业。含有浅层气的井和浅井钻具组合中须安装随钻止回阀。打开油气层后，下套管前，应换装与套管尺寸匹配的防喷器闸板。溢流、压井及相关制度三、关井（二）关井操作高度警惕浅层气溢流。无论是否有浅气层提示，一旦在浅部发现有溢流或疑似溢流迹象，应立即控制井口。电测时发生溢流应尽快起出井内电缆。在起电缆过程中做好剪切电缆准备，一旦溢流量将超过极限值，则立即剪断电缆按空井溢流处理，不允许用关闭环形防喷器的方法继续起电缆。下套管过程中发生溢流，在保证溢流量不超过极限值的情况下，将套管强行下至预计位置。一旦溢流量将超过极限值，应立即关井。如下入套管很少（悬重较小），有顶出套管的倾向或可能，则首先在井口对套管固定加压，并灌满钻井液。不同工况关井溢流、压井及相关制度三、关井（二）关井操作不同工况关井注水泥或替浆过程中发生溢流。先打开放喷阀，关闭防喷器，未换装闸板芯子的，关环形防喷器；已换装闸板芯子的，先关环形防喷器，后再关闸板防喷器。由技术员负责调节节流阀，控制一定的井口回压，继续注水泥或替入钻井液作业，直到碰压为止。固井碰压结束后，关井。如套管压力为零，井口压力正常，证明溢流已经得到有效控制，但仍需关井憋压侯凝；如套管压力不为零，证明溢流未得到有效控制，则需要研究制定有针对性的下步施工措施方可进行下步作业。候凝过程中发生溢流。首先关闭防喷器，未换装闸板芯子的，关环形防喷器；已换装闸板芯子的，先关环形防喷器，后关闸板防喷器。然后组织强行向环空挤入水泥浆，井口蹩压二次候凝。溢流、压井及相关制度三、关井（二）关井操作关井操作要点推荐使用软关井程序：先打开节流通道，再关防喷器，后关节流阀。关井时钻具位置一要避免防喷器关到接头部位，二要使接头位置露出钻台面一个吊卡高度。起下钻时先控制钻具内水眼再控制外环空。关防喷器时要先关环形防喷器后关闸板防喷器。关节流阀是一个试关井的过程，一定要注意套压值的变化，以防超过最大允许关井套压。关井后录取立套压变化，每2分钟做记录。高含硫油气井或者井内钻具较少，关井后应使用钻杆死卡、方钻杆死卡等手段将钻具向下加压固定。溢流、压井及相关制度三、关井（三）最大允许关井套压的确定与放喷超过井控装备的承压能力井控装备发生泄漏超过井筒的承压能力超过套管内抗压强度的80%浅部地层压漏，发生地下井喷放喷是防止井喷失控的重要手段，但在井控作业中要慎重使用。不恰当的放喷，会使井控作业难度增加，危险增大。套管压力未超过最大允许关井套压时严禁放喷。允许放喷情况溢流、压井及相关制度三、关井（三）最大允许关井套压的确定与放喷长期放喷易导致井控装备的冲蚀破坏井内钻井液喷空导致井口高压天然气由高压到低压体积膨胀导致井控装备冰堵空井压井，导致压井难度增加，材料消耗大、储层损害等问题长期放喷存在风险溢流、压井及相关制度四、压井方法选择二、溢流监测一、溢流预防五、渤海钻探相关制度三、关井溢流、压井及相关制度四、压井方法选择随着油气勘探钻井越来越深，“三高井”比例逐渐增加，特别是气井钻井数目的日益增多，使得在钻井过程中压井难度也明显增加。要防止井喷事故，首要环节就是要及时发现溢流险情，并立即关好井。但在生产实际中，进行多次同方法重复性压井作业，还不能有效控制和排除溢流的实例并非个别，更危险的是不少井喷事故是在关井后的压井作业期间发生的。据不完全抽样调查统计，在关井后的压井作业期间因压不住井、不能有效控制和排除溢流而导致发生井喷事故的井占所有井喷失控事故井的比例一度达到40%以上。溢流、压井及相关制度压井作业是钻井井控的关键环节。压井作业在某种意义上虽然属于设计变更管理的范畴，但不仅仅是调整钻井液密度，往往还会牵涉到优选压井方法、方案的问题。一提到压井，人们最常想到的是司钻法压井(即钻井承包商法压井)、工程师法压井(即等待加重法压井)。其次是反循环司钻法压井；反循环工程师法压井；循环加重法压井；压回法压井（挤压法、平推法、硬顶法）；置换法压井；立管压力控制法；体积控制法；低节流压力法。四、压井方法选择（一）钻井井控压井可选方法溢流、压井及相关制度发生各种溢流、井涌关井时的情形不尽相同，有时会遇到诸如溢流中含硫化氢、井漏、钻头不在井底、空井等工况，以下都是在确定压井方法、方案时值得考虑的因素，其中有些甚至是决定性因素。1.井漏在钻井过程中发生井漏，会引起井内液面下降，使环空液柱压力降低而不能平衡地层压力，可能使较高地层压力中的流体进入井筒，诱发溢流或井涌，导致上喷下漏或喷漏同层。当钻至高压油气水层发生溢流、井涌、井喷，可能会因关井压力太高或采用较高密度的钻井液压井，导致上部低压地层发生井漏，形成下喷上漏。喷、漏层位的相互位置关系和堵漏、止喷的先后性都会影响压井方法的选择和压井方案的决策。实践表明反循环堵漏压井同时作业法的成功率是最高的。四、压井方法选择（二）压井方案应急决策的影响因素溢流、压井及相关制度2.空井如果是在空井溢流后关井，意味着井内没有常规压井所需的压井循环通道，必须采用特殊方法降低井口套压，以利于强行下钻，或者直接排除井口套压。3.井内钻柱的钻头位置钻头与溢流层位、溢流物在井筒中的相对位置对压井程序和方案的选择也会产生影响，比如溢流物在钻头之下，是采用压回法，还是先采用常规压井法打重浆帽，再强行下钻或敞口下钻，就要全面综合考虑井口设备配套、套压、有无硫化氢、有无漏失等多方面情况。四、压井方法选择（二）压井方案应急决策的影响因素溢流、压井及相关制度4.循环通道循环通道是实施有效井控和后续钻井作业的必备条件。内防喷工具、水眼堵塞等会影响压井方法的选择。假如下部钻柱组合中接有止回阀，那反循环法就会受限；如喷漏同存压井时，就要考虑到堵漏材料对钻头喷嘴的潜在影响。5.套压套压是压井过程中非常重要的监控指标，在全面掌握地面防喷器额定工作压力、套管的抗内压强度和裸眼段地层最小地层破裂压力的基础上，确定最大关井压力，同时要考虑不同的压井方法、方案对套压升高值的影响，以便预留足够的套压安全余量。四、压井方法选择（二）压井方案应急决策的影响因素溢流、压井及相关制度6.立压立压是选取压井方法的重要参考指标。如在钻头接近井底、无井漏而立压为零的情况下，可立即采取司钻法，节流循环检查溢流或排除侵入流体。7.套管下深当套管下深较大时，有时可使最大关井套压得到提升，在裸眼井段比较短的情况下，更有利于选用压回法压井。对于技术套管下到油气层顶部的井(不包括浅气井)，最大关井压力可不考虑套管鞋处的地层破裂压力。这有利于采用压回法将含硫化氢的井内溢流物挤回地层。四、压井方法选择（二）压井方案应急决策的影响因素溢流、压井及相关制度8.压井准备时间如果压井作业准备时间太长,对于气侵或气油比较高的油侵，易使低密度气体滑脱上升，而使井口压力增加到