南海深水钻井井控技术难点及应对措施
第37卷 第1期2015年1 月石 油 钻 采 工 艺
OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Vol. 37 No. 1Jan. 2015
文章编号：1000 – 7393（2015）
01 – 0139 – 04 doi:10.13639/j.odpt.2015.01.036南海深水钻井井控技术难点及应对措施
叶吉华1 刘正礼1 罗俊丰1 畅元江2
（1.中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东深圳 518067；2.中国石油大学（华东），山东青岛 266580）
引用格式：叶吉华，刘正礼，罗俊丰，等. 南海深水钻井井控技术难点及应对措施［J ］.石油钻采工艺，2015，37（1）：139-142.摘要：深水钻井井控存在着海床不稳定、地层破裂压力低、地层压力窗口窄、以及存在浅层气、浅层水流、气体水合物和海底低温等诸多问题。在对国内外深水井控技术充分调研的基础上，针对南海深水钻井井控特点和难点，结合近年南海深水钻井设计和作业实践经验，详细分析了深水钻井井控存在的地层压力窗口窄、溢流监测困难、压井难度大和压井作业时间长、井控设备复杂、存在水合物风险等问题，研究提出了有针对性的解决方案，并以南海深水井为例介绍了深水井控的具体措施。
关键词：深水钻井；井控难点；溢流；压井；水合物中图分类号：TE58 文献标识码：B
Technical difficulties and countermeasures in well control of deepwater drilling in the South China Sea
YE Jihua 1, LIU Zhengli 1, LUO Junfeng 1, CHANG Yuanjiang 2
（1.Shenzhen Branch of CNOOC , Shenzhen 518067, China ; 2. China University of Petroleum , Qingdao 266580, China ）
Abstract: Due to the differences in sedimentary environment, deepwater drilling environment, and well control equipment of deepwater strata, the well control of deepwater drilling is trapped in many problems such as seabed instability, low formation fracture pressure, narrow formation pressure vessel, and the presence of shallow gas and shallow flow, gas hydrates, and subsea low temperature. Building on a full investigation about well control of domestic and foreign deepwater drilling and considering the characteristics and difficulties of well control of deepwater drilling in the South China Sea, a targeted solution is proposed based on the recent deepwater drilling design and operating experience and a detailed analysis of existing problems in well control of deepwater drilling, such as narrow formation pressure vessel, difficult overflow monitoring, difficult and long well killing operation, complex well control equipment, and the presence of hydrates. Specific measures about deepwater well control are also provided with the deepwater wells in the South China Sea as an example. The understanding and measures presented in this paper may provide a reference for the well control operations of deepwater drilling in the South China Sea.
Key words: deepwater drilling; difficulties in well control; overflow; well killing; hydrate
基金项目：“十二五”国家科技重大专项“深水钻完井及其救援井应用技术研究”（编号：2011ZX05026-001-04）
；国家自然科学基金“海洋深水浅层钻井关键技术基础理论研究”（编号：5143009）。
作者简介：叶吉华，1976年生。2000年毕业于西安石油学院石油工程专业，主要从事深水及超深水井钻井工程设计和钻探工作，工程师。
E-mail ：yejihuadeepwater@https://www.360docs.net/doc/85962725.html, 。
在海洋深水区钻井时，由于海洋沉积环境和作业工况的变化，地层承压能力低，隔水管压井、阻流管线长、摩阻大，压井时容易导致井漏，发生喷漏共存、地下井喷等复杂情况，故井控难度更大。且由于深水钻井防喷器组安装在海底泥线处，井涌余量随着水深的增大而减少，相对于浅水而言，油气会在短时间内窜入隔水管内，更容易造成井涌井喷事故。
此外，深水钻井平台和作业装备的复杂性特点也给
深水井控带来巨大的挑战［1-2］
。深水钻井井控技术方面的研究与实践主要集中在早期溢流和井涌监测、压井方法研究及井控设备选择等方面，缺乏对深水钻井井控难点及其应对措
石油钻采工艺 2015年1月（第37卷）第1期140
施的系统分析［3-5］。笔者根据深水钻井特点，在广泛
调研国外深水钻井井控措施的基础上，结合我国南
海深水钻井作业实践，全面、深入的剖析深水钻井井
控特点和挑战，提出切实可行的解决方案，以降低深
水钻井井控风险，指导深水现场施工。
1 南海深水钻井井控技术难点分析
1.1 地层压力窗口窄
深水地层压实程度低，使得相同井深的情况下，
深水井地层破裂压力梯度降低，即地层承压能力变
弱。同时，对于相同入泥深度的地层，即使地层的岩
层压力相同，由于水深增加，其破裂压力当量梯度也
会降低。导致钻井作业中井涌余量减小，允许关井
套管压力变低，在处理侵入流体的井控过程中易将
地层压漏而导致地下井喷。相同入泥深度时水深与
地层破裂压力之间的关系见表1。
表1 入泥深度2 000 m时水深与地层破裂压力关系
水深/ m 地层破裂压力当量
密度/g·cm–3
水深/
m
地层破裂压力当量
密度/g·cm–3
0 1.99 2 000 1.44
500 1.69 2 500 1.40
1 000 1.58 3 000 1.35
1 500 1.51
1.2 溢流监测困难
溢流监测困难主要是由钻井液的溶解性、作业环境条件和水下防喷器组的结构特点而引起的。
（1）钻井液的溶解性方面，对深水井而言，基于预防水合物生成、低温流变性、井壁稳定性等方面的考虑，多数情况下使用油基钻井液，由于油基钻井液相对水基钻井液对油气的溶解性强，当时井下出现压力欠平衡发生溢流时，侵入井筒的油气容易溶解到钻井液内，上返的过程中，钻井液系统体积变化不明显，使观察到溢流所需的时间变长。通常采用水基钻井液发生溢流5 min后可在钻井液池检测到明显的液位变化，而油基钻井液则需要23 min。
（2）作业环境的方面，深水区域作业环境相对恶劣，风、浪、流易引起平台的摇晃导致钻井液池体积的变化难以准确监测，作业人员无法及时的获取到井出现溢流的信息，错过最佳的关井时机，给井控工作增加困难。
（3）水下防喷组结构特点的方面，深水井作业时防喷器组多数是位于海床处，在相同井深条件下，深水井油气层到防喷器的距离比浅水井短。当地层流体侵入井筒后，更易上升到防喷器以上，进入隔水管，即使关闭防喷器组，油气也将继续上行，进而带来灾难性的后果。墨西哥湾深水地平线号井喷失控事件中，当进行防喷器关闭操作后，仍有大量油气喷到转盘上，导致平台人员误认为剪切防喷器组没有关闭（挪威船级社事后分析报告证实地平线防喷器处于关闭状态，实际是大量油气已经侵入隔水管内，即使井口防喷器已经关闭，隔水管内的油气仍然会继续上窜到平台），既而又关闭了套管剪切阐板，导致大量油气沿套管剪切阐板处的间隙（只能剪切，不能密封）和之上未完全关闭的剪切阐板上升（由于油气喷出时的上顶力使接头卡在万能防喷器处的钻杆弯曲，钻杆靠剪切阐板剪切口外，导致剪切阐板未能完全剪断钻杆），加剧了事件的严重性。
1.3 压井难度大
（1）无隔水管井段压井液密度难以确定，钻井液需求量大。深水井无隔水管井段钻进时，钻井液直接排海。若钻井期间出现溢流时，由于不能回收钻井液，需要大量的压井液压井。由于不能求取地层压力，压井液密度难以确定，只能按估计的钻井液密度试压井，这样增加了压井的难度，也增加了井漏的风险；并且需在短时间内配制成大量、合适密度的压井液实施压井，这将给后勤、作业带来极大的困难。
（2）压井作业窗口窄。深水环境造成的窄压力窗口使钻井作业过程中井涌余量减小，允许关井套管压力变低，在处理侵入流体的井控过程中易将地层压漏导致地下井喷，从而导致三级井控出现。
（3）压井及节流管线内径小，长度大，作业时间长。深水钻井隔水管阻流/压井管线长（与水深一致），内径较小（如南海8号平台钻井隔水管阻流/压井管线内径仅为76 mm），从而在压井过程中存在回压效应和气体交换效应，同时深水低温高压环境使钻井液黏性明显增加，导致阻流、压井管线中的管线的压力损耗增大，在压井过程中易压漏地层造成压井失败。在压井过程中只能采用小排量实施压井作业（如海洋石油981和南海8号平台通常只能采用300 L/min的排量），而深水井井眼容积大，为保证产量以及作业实施，深水井通常采用?311 mm井眼完钻，循环一周的钻井液体积较大，使得每次压井作业都需要很长时间（如南海某深水井，水深1 020 m，溢流井深4 075 m，采用司钻法压井共耗时23 h），深水井高昂的作业日费（综合日费可达到100 万美元）使因井控处理而产生极高的作业费用。
1.4 浅层气、浅层水流风险
浅层气是指埋藏深度比较浅（一般在1 500 m 以内）、储量比较小的各类天然气资源。主要包括生物气、油型气、煤层甲烷气、水溶气等。浅层气钻探
141叶吉华等：南海深水钻井井控技术难点及应对措施
难度：由于其体积小难以预测，且层位浅，常常突然出现；压力高，一旦井喷，能使井眼迅速卸载，使所有的钻井液喷出，继而失去一次井控的机会；层位浅，使报警信号反应的时间短，天然气可能在几乎没有报警的情况下达到地面；表层一般是薄弱地层，若发生井喷，不能强行关井，易憋裂地层，使之失去控制，造成井喷、爆炸起火、烧毁钻机；浅井段钻进时，井口的控制装置较少；施工人员对浅层气危险性认识不足也是引起事故的重要因素之一。
在表层钻井中，浅层水流是最主要的浅层地质灾害之一。由于表层钻进使用的钻井液密度受限，钻遇高压含水砂层时，如果不能平衡高压含水砂层的压力，就会引发一系列的钻井问题，如固井质量差、表层套管下沉、防喷器下沉、井漏等，甚至井的报废。
对于浅层水流的识别与评价主要是利用产生浅层水流的砂体的物性和形成特征，钻前应对高压水砂体存在的可能性进行评估。评估方法包括测井、地质模型、反射地震、反演等地球物理方法。
1.5 气体水合物风险
南海深水井海床附近温度通常在3~6 ℃，水下防喷器组在此高压低温环境中更容易形成水合物，将会发生堵塞压井、阻流管线，堵塞防喷器腔室，导致不能实现开关动作、钻具被固结等严重事故，水合物的存在改变流体的流变性，给井控带来风险。若出现内波流或动力系统失效而导致平台移到红色警戒圈外，由于水合物的作用，隔水管底部总成与防喷器不能及时解脱，在张紧力作用下隔水管串和井口管串中的弱点将有被拉断的风险。
1.6 呼吸效应
钻井过程中，随着钻井液泵的运行和停止而出现的井漏和溢流现象称为呼吸效应。由于深水井作业窗口窄，循环时的当量循环密度可能超过地层破裂压力，作业现场表现为井漏，而当钻井液泵停止后，由于循环压耗的消失，钻井液液柱压力低于地层孔隙压力，之前漏失到地层的钻井液回流，平台将观察到溢流现象。此外，井眼的机械压缩和油基钻井液的压缩性也会引起呼吸效应。而实施过程中，有时难以判断是呼吸效应，还是溢流出现。稳妥、安全的做法是按溢流处理，从而产生大量的处理时间，花费极高的作业费用。
2 应对措施及效果
2.1 加强地层压力和溢流的监测
陆地及浅水钻井时，常采用钻前预测研究和地漏试验的方法来评估地层压力。而深水钻井由于地层压力窗口窄，地层压力分析精度要求高，除采用常规的上述2种方法以外，还使用随钻压力测量、早期溢流监测等方法。
在深水使用随钻测井能及时准确地预测井涌，相对于在地面判断溢流的常规检测方法，随钻压力测量能够更早地发现具有储备能力的地层并根据当量密度的变化准确判断井筒内是否出现溢流。2007年，南海Nagar区块成功使用随钻压力测量监测到了到位于260~400 m井段的浅层气，及时采取了动态压井措施成功控制了地层流体，实现了安全经济钻井。
早期溢流监测是近年来深水平台常采用的溢流监测系统，其原理是采用精度极高的质量流量传感器对通过其中的流体实时监测，测量出振动频率，计算出质量，转换成相应的流量和钻井液密度，从而监测井内流体密度和流量的变化。
2.2 采取有效的压井技术
无隔水管井段，动态压井技术是有效压井技术，其原理是使用专用设备将加重钻井液与海水快速混合得到所需密度的压井液，通过钻井液泵快速泵入井内，利用压井液和海水形成的综合液柱压力平衡地层压力，从而安全钻穿有浅层地质灾害的地层。
对于安装隔水管后的井段，考虑到水合物生成风险、钻头到上层管鞋的环空体积可能大于钻具内容积，推荐采用司钻法作为压井技术（若有快速混浆装置也可以采用非等待工程师法，即立即配制出压井液，并用其直接压井），缩短钻井液静止时间以及油气上窜的高度。此外，压井计算时需重点考虑阻流管汇摩阻问题，可采用阻流、压井管线同时上返的方式，也可以采用较低的压井排量，防止压井过程中出现压漏地层或地下井喷。
2.3 提高井控设备可靠性
目前而言，深水平台井控设备由国际上少数具有丰富经验的厂家提供，如Cameron，NOV Shaffer、Hydril等公司，提供的设备性能可靠，除电控、液控的正常控制之外，还具备了水下机器人热插、声纳、无人模式、自动剪切等功能，可以多渠道实施防喷器组的关闭。此外，保障防喷器系统的维保和检查，使其处于可用状态是提高井控设备可靠性的重点。
南海某深水井水深1 100 m，设计井深5 700 m，钻井平台为越洋钻井公司的锚泊定位半潜式钻井平台Legend，采用Cameron公司生产的防喷器组。该井在钻井作业过程中发生了2次井涌复杂情况，分别采取了司钻法和工程师法成功压井，其设备状态良好，井控作业期间未出现过失效。
石油钻采工艺 2015年1月（第37卷）第1期142
2.4 降低水合物风险
深水钻井应尽可能选择油基或者合成基钻井
液，降低水相的含量。若选用水基钻井液应使体系
中抑制剂（通常是盐和乙二醇）的含量达到相应的比
例，作业过程中应尽量减少钻井液静止时间并保持
循环，若由于如电缆测井等原因需要长时间静止钻
井液时，需要在防喷器组上下替入水合物抑制液在
防喷器组内注入乙二醇等水合物抑制剂，可采用气
垫将任何泄露的气体从连接器和防喷器分流开，连
接器与防喷器喇叭口之间要有密封防止气体进入，
并定期向连接器内注入水合物抑制剂。一旦井口头
连接器形成了水合物，则可采取相应的方法清除，具
体的井口头连接器水合物清除方法见表2。
表2 井口头连接器水合物清除方法
步骤操作说明
1以最大泵速向穿过防
喷器组的钻柱中泵送
钻井液，并对喷嘴进
行特殊选择。
（1）需要地面钻井液加热装
置，这要根据泵的能力和水
深情况而定；
（2）钻井液高速流经钻柱和喷
嘴会因摩擦而生热；
（3）利用经验热模拟软件对泵
速、喷嘴等进行优化；
（4）防喷器组由内到外到井口
连接器处的温度分布需要建
模进行分析
2利用“热炸弹”放热分
解水合物栓塞。
需要利用化学反应放热，所
用化学成分应进行多方面考
虑和研究
3
利用遥控水下潜器
（ROV）喷注少量甲醇
以溶解水合物。
甲醇是很好的水合物抑制剂
并能溶解水合物栓塞（但甲
醇有毒限制了它的使用）
在南海深水井中，荔湾和流花区块的27口评价
和生产井均采用了合成基钻井液，使用效果良好，作业期间未出现过水合物生成现象。7口探井中均采用了强抑制性水基钻井液，每口井电缆测井作业前，防喷器组上下替入水合物抑制塞，实施效果较好。2.5 减少呼吸效应
为有效降低深水钻井井控风险，应减少呼吸效应的发生。首先应提高地层压力预测研究结果的准确度，选择合适的钻井液密度，确定合理的作业窗口。以下措施在作业实践中被证明对减少呼吸效应有效果：记录钻穿套管鞋之前停泵时的回吐量；将钻井液性能维护在设计范围内；监测常规井眼清洁指标，如扭矩、附加拉力等；在钻具中组合随钻测压工具，设立钻井液当量循环密度上限，使用随钻测压工具监测实时的当量循环密度，控制其在预测值以
内；在起下钻、划眼、接立柱和下套管时避免使井眼暴露于过大的激动和抽吸压力中；记录钻井液体积，漏失量，密度，可能穿过的断层，含烃层位；每次接立柱前后，记录钻井液的漏失和返回量以及回流时间，当发生呼吸效应时，钻进时漏失量等于随后的钻井液返出量。
3 结论和建议
（1）分析了国内外深水钻井井控技术难点，阐述了深水环境下相应井控难题产生的机理，揭示各难点与井控作业之间的必然关系。
（2）针对上述井控难题，成功研制专用设备--快速混浆装置实现动态压井，提出对井控设备加强维保提高其作业可靠性，形成有针对性的清除井口处水合物的具体措施并在7口探井钻井期间成功应用，提出减小呼吸效应的措施。
（3）在深水钻井设计及作业实践中，提高地层压力预测精度、加强溢流及井涌早期监测及采取有效的压井措施已被证明是解决深水钻井井控难题的有效方案，深水钻井中应根据实际地层和井控设备等情况及时采取合适的压井方案，降低井控风险。
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（收稿日期 2014-11-30）
〔编辑 宋 宇〕
南海深水钻井井控技术难点及应对措施
作者：叶吉华， 刘正礼， 罗俊丰， 畅元江， YE Jihua， LIU Zhengli， LUO Junfeng， CHANG Yuanjiang
作者单位：叶吉华,刘正礼,罗俊丰,YE Jihua,LIU Zhengli,LUO Junfeng(中海石油 中国 有限公司深圳分公司,广东深圳,518067)， 畅元江,CHANG Yuanjiang(中国石油大学 华东,山东青岛,266580)
刊名：
石油钻采工艺
英文刊名：Oil Drilling & Production Technology
年，卷(期)：2015(1)
参考文献(8条)
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引用本文格式：叶吉华.刘正礼.罗俊丰.畅元江.YE Jihua.LIU Zhengli.LUO Junfeng.CHANG Yuanjiang南海深水钻井井控技术难点及应对措施[期刊论文]-石油钻采工艺 2015(1)
钻井井控实施细则-2014(定稿版)
新疆油田钻井井控实施细则 （14版） ?? ????? ????? ????? 新疆油田公司 2013年9月
目录 第一章总则 ?第二章井控设计 ?第三章井控装臵的安装、试压、使用和管理 ?第四章钻开油气层前的准备和检查验收 ?第五章油气层钻井过程中的井控作业 ?第六章防火、防爆、防硫化氢措施和井喷失控的处理?第七章井控技术培训 ?第八章井控管理 ?第九章附则 1 .钻井井控风险分级 2.“三高”油气井定义 3. 关井操作程序 4. 带顶驱钻机关井操作程序 5. 溢流井喷(演习)时各岗位人员职责和关井程序 6．用剪切闸板剪断井内钻杆控制井口的操作程序 7. 防喷演习记录表格式 8. 坐岗记录表格式 9. 低泵冲试验表格式 10. 油气上窜速度表格式及计算公式 11. 关井提示牌格式 12. 钻开油气层检查验收证书格式
13. 钻井队井控资料目录 14. 集团公司钻井井喷失控事故信息收集表
第一章总则 第一条为贯彻《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控规定》和行业标准，规范新疆油田的井控工作，预防井喷、井喷失控、井喷着火事故的发生，保证人民生命财产安全，保护环境和油气资源不受破坏，制定本细则。 第二条各单位应，认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，树立“以人为本”的理念，坚持“井控、环保，联防联治”的原则。?? 第三条井控工作是一项系统工程，涉及到建设方、承包方的勘探开发、钻井工程、质量安全环保、物资装备和教育培训等部门，必须各司其职、齐抓共管。 第四条井控工作包括井控设计、井控装备、钻井及完井过程中的井控作业、井控技术培训以及井控管理等。 ?? 第五条油气井都应安装防喷器，在新疆油田进行钻井作业的所有单位都应执行此细则。本细则也适用于套管内侧钻和加深钻井作业。 第六条欠平衡钻井作业中的井控技术和管理，执行《中国石油天然气集团公司关于加强欠平衡钻井井控技术管理的意见》、《欠平衡钻井技术规范》和本细则。 第二章井控设计 第七条地质、工程设计部门要按照本细则进行井控设计。更改设计时，应按设计审批程序经批准后实施。 第八条地质设计书中，应明确所提供井位是否符合以下条件： 井口距离高压线及其它永久性设施不小于75m；距民宅不小于100m；距铁路、高速公路不小于200m；距学校、医院、油库、河流、水库（井深
海洋深水钻井钻井液技术
海洋深水钻井钻井液技术 深水钻井一般指在海上作业中水深超过900m的钻井；水深大于1500m时为超深水钻井，近年来随着海洋石油储量开采比例的不断增加，海洋石油勘探逐步向深水区发展。然而，深水钻井所涉及的钻井环境温度低、钻井液用量大、海底页岩稳定性、井眼清洗、浅水流动、浅层天然气及形成的气体水合物等问题，给钻井、完井带来严峻的挑战。 1.深水钻井带来的主要问题 与浅水区域相比，深水钻井面临的主要问题有以下几个方面：①井壁稳定性;②钻井液用量大；③地层破裂压力窗口窄；④井眼清洗；⑤低温下钻井液的流变性；⑥浅层天然气与形成的气体水合物。这些问题给钻井工艺带来了许多困难，同时对钻井液提出了更高的要求。 1.1 海底页岩的稳定性 在深水区中，由于沉积速度、压实方式以及含水量的不同，海底页岩的活性大。河水和海水携带细小的沉积物离海岸越来越远，由于缺乏上部压实作用，胶结性较差，易于膨胀、分散，导致过量的固相或细颗粒分散在钻井液中。如通过稀释或替换钻井液来控制钻井液的低密度钻井液的低密度固相的含量，必将需要大量钻井液。因此，针对海底页岩稳定的问题，采取了加入一定量的页岩稳定剂的措施。如在深水钻井液中加入无机盐（NaCl、CaCl2）和具有浊点的聚合醇、以达到增强页岩稳定性的目的。 1.2 钻井液用量大 实践证明，在深水钻井作业中的钻井液量远远大于其它同样深度但钻井条件不同的井，因为海洋钻井需要采用隔水管、隔水管体积一般高达159m3，加上平台钻井液系统，所以钻井液需要用量比其他同样深度但钻井条件不同井大得多。钻井中为了避免复杂情况的发生，一般多下几层套管，因此所需的井眼直径也相应增大。深水钻井时应配备3台高频率振动筛，以及大流量的除砂器和除泥器等固控设备，在非加重的钻井液中，固相的有效清除率大于75%，将钻井液中的钻屑含量控制在适当的范围内，可节省大量的钻井费用。 1.3 井眼清洗 深水钻井时，由于开孔直径、套管和隔水管的直径都比较大，如果钻井液流速不足就难以达到清洗井眼的目的。因此，对钻井液清洗井眼的能力提出高要求，一般采用稠浆清洗、稀浆清洗、联合清洗、增加低剪切速度粘度，以及有规律地短程起下钻等方法，均有助于钻井过程中钻屑的清除。使用与钻井过程中钻井液粘度不同的钻井液清除钻屑效果较明显，比如使用稀浆钻进，稠浆清洗钻屑。 1.4 浅层气与气体水合物 深水钻井遇到的主要问题之一是浅层气砂岩引起的气体水合物的生成。一般在钻井液管线中发现生物气（沼气）并不算大问题。但是在深层发现含气砂岩则会引起大问题。因为对砂岩地层来说，浅层一般多是含有重油的非胶结性地层，而深层则是含有气体的低渗透率的硬质地层。在深水钻井作业中，气体水合物的形成不仅是一个经济问题，更是一个安全问题因为这种气体水合物是堵塞气体传输管线的主要原因。气体水合物类似冰的结构，主要由气体分子和水分子组成，外观上看起来类似于脏水。但是它在性质上又不象冰，如果压力足够，它可以在0℃以上形成。在深水钻井作业中，海底较高的静水压力和较低的环境温度进一步增加了生成气体水合物的可能性，尤其是节流管线、钻井隔水导管以及海底的井口里，一旦
深水钻井的难点及关键技术
深水钻井的难点及关键技术 随着油气资源的持续开采, 陆地未勘探的领域越来越少, 油气开发难度越来越大。占地球面积70%以上的海洋有着丰富的油气资源, 油气开发重点正逐步由陆地转向海洋, 并走向深海。目前, 国外钻井水深已达3000 m 以上, 而我国海上油气生产一直在水深不足500 m 的浅海区进行, 我国南海拥有丰富的油气资源但这一海域水深在500~ 2 000m, 我国目前还不具备在这样水深海域进行油气勘探和生产的技术。周边国家每年从南沙海域生产石油达5 000×10 4 t 以上, 相当于我国大庆油田的年产量, 这种严峻的形势迫使必须加快我国南海等海域的深水油气勘探开发。石油工业没有关于“深水”的预先定义。“深水”的定义随时间、区域和专业在不断变化。随着科技的进步和石油工业的发展，“ 深水”的定义也在不断发展。据2002 年在巴西召开的世界石油大会报道，油气勘探开发通常按水深加以区别：水深400m 以内为常规水深 400m-1500m 为深水，超过1500m 为超深水。但深度不是唯一的着眼点，只要越过大陆架，典型的深水问题就会出现。一、深水钻井的难点 与陆地和浅水钻井相比, 深水钻井有着更为复杂的海况条件面临着更多的难题, 主要表现在以下几个方面。 1、不稳定的海床由于滑坡形成的快速沉积，浊流沉积，
陆坡上松软的、未胶结的沉积物形成了厚、松软、高含水、未胶结的地层。这种地层由于沉积速度、压实方式以及含水量的不同，所以它们的活性很大，给导管井段的作业带来了很大困难。河水和海水携带细小的沉积物离海岸越来越远，这些沉积物由于缺乏上部压实作用，所以胶结性差。 在某些地区，常表现为易于膨胀和分散性高，这将会导致过量的固相或细颗粒分散在钻井液中。 2、较低的破裂压力梯度 对于相同沉积厚度的地层来说，随着水深的增加，地层的破裂压力梯度在降低，致使破裂压力梯度和地层孔隙压力梯度之间的窗口较窄，容易发生井漏等复杂情况。在深水钻井作业中，将套管鞋深度尽可能设置得深的努力往往由于孔隙压力梯度与破裂压力梯度之间狭小的作业窗口而放弃。结果，深水区域的井所需的套管柱层数，常比有着相同钻进深度的浅水区域的井或陆上的井多。有的井甚至没有可用的套管而没有达到最 终的钻井目的。 3、气体水合物的危害 气体水合物是气体（甲烷、天然气、CO2 、N2 等）和水在一定条件（高温、高压）下形成的类似于冰物质。气体水合物在深水钻井作业中常常会遇到，通常在超过250m 水深的海域都会形成水合物, 一旦形成很难去除。气体水合物是一 种潜在的危害, 生成时结冰堵塞管汇, 气化时生成大量气
钻井井控管理规定
目录 第一章总则 (2) 第二章钻井井控管理制度 (3) 第三章钻井井控管理要求 (16) 第四章录井井控管理要求 (26) 第五章测井井控管理要求 (27) 第六章附则 (28)
第一章总则 第一条为认真贯彻落实“安全第一、预防为主”的方针和“以人为本”的理念，不断强化油气井钻井全过程的井控安全管理，严防井喷失控、硫化氢等有毒有害气体泄露事故，保障人民生命财产安全和保护环境，维护社会稳定，有利于发现、保护和利用油气资源，根据《中国石油化工集团公司石油与天然气井井控管理规定》的要求，特制定《中原石油勘探局钻井（测井、录井）井控管理实施细则》（以下简称本细则）。 第二条井控管理是一项系统工程，涉及井位选址、地质与工程设计、设备配套、安装维修、生产组织、技术管理、现场管理等各项工作，需要设计、地质、安全、生产、工程、装备、监督、计划、财务、培训等部门相互配合，共同做好井控工作。 第三条本细则所称的“井控”是指油气井钻井全过程的油气井控制与管理，包括钻前施工、钻井工程设计、钻井施工、测井、录井、中途测试、完井作业等各生产环节。 第四条本细则所称“三高”是指具有高产、高压、高含H2S特征的井。其中，“高产”是指天然气无阻流量达100×104m3/d及以上；“高压”是指地层压力达70MPa及以上；“高含H2S”是指地层气体介质H2S含量达1000ppm及以上。
第五条本细则适用于中原石油勘探局石油天然气钻井、测井、录井等施工作业的井控管理。 第二章钻井井控管理制度 第六条井控分级管理制度。勘探局、专业化公司、专业化公司项目部及基层队伍均应成立井控工作领导小组。 （一）勘探局成立钻井（测井、录井）井控工作领导小组，组长由勘探局分管安全生产的副局长担任，成员由钻井工程处、安全环保处、技术监督处、勘探管理部、开发管理部、勘探开发科学研究院、规划计划处、财务资产处、人力资源处、钻井工程技术研究院、各钻井公司、地球物理测井公司、地质录井处、钻井管具工程处、固井工程处等部门领导组成。钻井（测井、录井）井控工作领导小组下设办公室，办公室设在钻井工程处，办公室主任由钻井工程处处长兼任。 （二）专业化公司应成立由行政正职为组长，相关职能部门参加的井控工作领导小组，并明确各自管理职责和监督检查职责，全面落实井控安全责任。 （三）专业化公司项目部，应成立由行政正职为组长，相关岗位人员参加的井控工作领导小组，负责本单位的井控工作。 （四）专业化公司的基层队伍，应成立由队长（主任）
海洋石油深水钻完井技术概述
海洋石油深水钻完井技术概述 摘要：深水区海洋环境恶劣，台风和孤立内波频发，深水钻完井工程设计和作业难度大、风险高。在充分借鉴我国浅水钻井设计和国外深水钻完井设计及施工经验的基础上，研究并提出了深水钻完井设计的技术流程与工作方法，逐步形成了深水技术、深水科研、深水管理的三大体系，克服了深水特殊环境条件下的技术挑战和作业难题，满足了深水油气钻完井安全、高效的作业要求，具备了国内外深水自主作业能力。 关键词：深水；钻完井；作业实践；超深水跨越 目前，世界各国高度重视深水油气的勘探与开发，以BP、Shell、Petrobras 等为代表的油公司和以Transocean等为代表的服务公司掌握了深水钻井完井关键技术，主导着深水油气勘探开发作业。我国南海是世界四大油气聚集地之一，其中70%蕴藏于深水区。深水是挑战当今油气勘探开发技术和装备极限的前沿领域，尤其是在恶劣海洋环境下，如何安全、高效地开展深水钻完井作业成为了业界极为关注的焦点[1-3]。因此，研究深水钻完井所具有的特点，把握其发展趋势，对于促进我国石油工业可持续发展、增加油气产量、保障能源安全具有重要意义。1深水钻完井设计面临的挑战 在深水环境钻完井难度很大，深水钻完井设计不同于常规水深的钻完井设计，主要面临以下几个方面的挑战： 2.1深水低温 海水温度随水深增加而降低，深水海底温度通常约为4℃，海水的低温可以影响到海底泥线以下约数百米的岩层[4]。低温带来的问题主要包括：海水低温环境使隔水管中的钻井液流变性发生变化，在该温度下容易形成水台物，而且这样低的温度的对于钻井液和水泥浆的物理性质有很大的不利影响。会使钻井液的黏度和密度增大，钻井液的黏度增大可产生凝胶效应，在井筒流动中产生较高摩擦阻力，增大套管鞋处地层被压开的风险。容易引起钻井液稠化，使其流变性变差。低温还会延缓水泥水化导致水泥胶凝强度和水泥石抗压强度发展缓慢，流体易侵入水泥基体，容易造成油、气、水窜，后续作业无法顺利进行，影响固井质量。 2.2浅层气和浅层流
QHS 海上钻井作业井控规范
Q/HS 中国海洋石油总公司企业标准 Q/HS2028—2010 代替Q/HS 2028—2007 海上钻井作业井控规范 Specification for well control of offshore drilling operations 2011－01－28发布2011－04－01实施中 国 海 洋 石 油 总 公 司发布
Q/HS 2028—2010 目次 前言 (Ⅱ) 1 范围 (1) 2 钻井井控设计 (1) 3 井控装置的安装和使用 (2) 4 钻开油气层前的准备和检验 (3) 5 油气层钻井过程中的井控作业 (3) 6 溢流处理和压井作业 (4) 附录A （资料性附录）钻开油气层前检查表 (6) 附录B （规范性附录）压井原始数据表 (9) 附录C （规范性附录）关井操作程序 (11) 附录D （资料性附录）防喷演习记录表 (14) 附录E （规范性附录）压井施工单 (15) 附录F （资料性附录）压井施工记录表 (17) I
Q/HS 2028—2010 II 前言 本标准的起草依据GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》。 本标准代替Q/HS 2028-2007《海上钻井作业气井井控规范》。 本标准与Q/HS 2028-2007相比，主要变化如下： ——删除了术语和定义； ——对目次进行了调整，相关内容重新组合、排序，增加了钻井井控设计、井控装置的安装和使用，并补充相应内容； ——增加了高温高压井、深水井井控有关内容； ——增加了附录A（资料性附录）钻开油气层前检查表、附录B（规范性附录）压井原始数据表、附录C（规范性附录）关井操作程序、附录D（资料性附录）防喷演习记录表、附录E（规范性附录）压井施工单、附录F（资料性附录）压井施工记录表； ——删除了防喷器组具体配置要求，保留了基本功能要求，改为“安装的防喷器组其闸板防喷器应具备剪切和全封闭功能”； ——缩简了套管和固井基本要求、其他设施配备基本要求、安全资质基本要求； ——删除了有关修井的文字及内容； ——删除了人员资历基本要求、安全作业周期； ——明确了平台加重材料储备量； ——删除了有关管理性要求； ——删除了浅层气井控、失控应急措施。 本标准由中国海洋石油总公司钻完井专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：中海石油（中国）有限公司深圳分公司钻井部。 本标准起草人：韦红术、陈建兵、黄凯文、罗勇、刘正礼。 本标准主审人：周俊昌、熊志强。
井控安全操作规程
井控安全技术操作规程 文件编码：HNZJ/HSE 6.1.5.1—2002 版本号：B 编写人：姜红波 审核人：陈博安 批准人：田平 批准日期：二○○八年？月？？日 -------------各类专业好文档，值得你下 载，教育，管理，论文，制度，方案手
1 总则 1.1 为了规范钻井生产过程中对涉及井控装备的安装；井控装置、设备、工具、元（器）件的试压；钻井施工过程中的各层套管的承压试验；地层承压试验；井控装置的现场检查、保养、使用；溢流、井喷和井控防喷演习过程中的开关井的操作；井控装备拆卸等过程的安全管理，预防各类事故的发生，特制定本规程。 1.2本规程适用于本公司所属各钻井队井控作业的安全管理。 1.3 职责 1.3.1生产技术科负本作业的技术指导和执行过程的监督检查； 1.3.2安全环保监察科负责本规程的安全监督管理； 1.3.3各钻井队负责本单位有关井控作业措施的落实和安全监护工作。 2 规范性引用文件 SY/T5964—2006 钻井井控装置配套安装调试与维护 SY/T6426—2005 钻井井控技术规程 SY/T5430—1992 地层破裂压力测定套管鞋试漏法（2005年3月更改）SY/T5467—1992 套管柱试压规范 Q/SH1030 098—2006 河南油田钻井井控技术规程实施细则 钻井工程公司井控实施细则（补充） 3 井控装备安装操作规程 3.1基本要求： 3.1.1作业人员必须经过相关知识培训，掌握相关知识和技能，并取得相应操作证件，按规定穿戴好劳动保护用品方可作业； 3.1.2 作业前召开班前会，明确作业任务，分析作业现场情况，对可能存在的安全风险进行辨识，制定防范措施；确定现场负责人、指挥人、安全监护人和操作 -------------各类专业好文档，值得你下 载，教育，管理，论文，制度，方案手
深水钻井液技术现状与发展趋势
深水钻井液技术现状与发展趋势 文/邱正松赵欣，中国石油大学 引言 深水已成为国际油气勘探开发的重点区域。深水钻井液技术作为深水油气开发的关键技术之一，需解决深水复杂地层井壁失稳、低温流变性调控、天然气水合物的生成等技术问题。由于深水钻井液技术难度大，风险高，目前主要由国外技术服务公司垄断。中国深水钻井液技术尚处于起步阶段，与国外先进水平存在很大差距。笔者对深水钻井液面临的技术问题及对策进行全面分析，总结深水钻井液体系研究与应用进展以及中国深水钻井液技术研究现状，并对深水钻井液技术的发展趋势进行了展望，以期把握先进深水钻井液技术动向，对中国深水钻井液技术的发展起到一定的参考与借鉴作用。 1 深水钻井液面临的主要技术问题及对策 与陆地和浅水相比，深水钻井液面临着许多特殊的技术问题，包括深水地质条件的复杂性、钻井液低温流变性调控、天然气水合物的生成、井眼清洗问题及环保问题。 1.1 深水地质条件的复杂性 1.1.1 海底疏松地层井壁失稳与井漏问题 由于深水沉积过程中部分上覆岩层由海水代替，造成地层欠压实，孔隙压力大，胶结性差，海底泥页岩易膨胀、分散。欠压实作用下地层破裂压力低，导致钻井液的安全密度窗口变窄，易出现井漏等问题。 海底浅部地层通常存在数百米厚的硅质软泥，含水量为50%～70%，其物理性质类似于牙膏，剪切强度低，地层承载力差，易引发井壁失稳。 1.1.2 天然气水合物地层分解问题 由于天然气水合物可稳定存在于深水高压低温环境中，钻井过程中不可避免地钻遇赋存天然气水合物地层。由于钻具的机械扰动以及钻井液的侵入和传热作用等因素，井壁周围地层压力和温度的变化导致地层中的水合物分解，地层强度降低，引发井壁坍塌。此外，水合物分解释放大量气体和少量的水，增加了井壁地层的含水量和地层孔隙压力，引发井壁失稳；而大量的气体进入井筒易引起井涌或井控问题。 1.1.3 深水厚盐岩层井壁失稳问题
2017钻井井控实施细则 - 正式版
新疆油田钻井井控实施细则 （2017版） 新疆油田公司 2017年2月 目录 第一章总则 ?第二章井控设计 ?第三章井控装置的安装、试压、使用和管理 ?第四章钻开油气层前的准备和检查验收 ?第五章油气层钻井过程中的井控作业 ?第六章防火、防爆、防硫化氢措施和井喷失控的处理 ?第七章井控技术培训 ?第八章井控管理 ?第九章附则 1 .钻井井控风险分级 2.“三高”油气井定义 3. 关井操作程序
4. 带顶驱钻机关井操作程序 5. 溢流井喷(演习)时各岗位人员职责和关井程序6．用剪切闸板剪断井内钻杆控制井口的操作程序 7. 防喷演习记录表格式 8. 坐岗记录表格式 9. 低泵冲试验表格式 10. 油气上窜速度表格式及计算公式 11. 关井提示牌格式 12. 钻开油气层检查验收证书格式 13. 钻井队井控资料目录 14. 集团公司钻井井喷失控事故信息收集表
第一章总则 第一条为贯彻《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控规定》和行业标准，规范新疆油田井控工作，预防井喷、井喷失控、井喷着火事故的发生，保证人民生命财产安全，保护环境和油气资源不受破坏，制定本细则。 第二条各单位应认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，树立“以人为本”的理念，坚持“井控、环保，联防联治”的原则。?? 第三条井控工作是一项系统工程，涉及到建设方、承包方的勘探开发、钻井工程、质量安全环保、物资装备和教育培训等部门，必须各司其职、齐抓共管。 第四条井控工作包括井控设计、井控装备、钻井及完井过程中的井控作业、井控技术培训以及井控管理等。 ?? 第五条油气井都应安装防喷器，在新疆油田进行钻井作业的所有单位都应执行此细则。本细则也适用于套管内侧钻和加深钻井作业。 第六条欠平衡钻井作业中的井控技术和管理，执行《中国石油天然气集团公司关于加强欠平衡钻井井控技术管理的意见》、《欠平衡钻井技术规范》和本细则。 第二章井控设计
最新井控问答题
1集团公司积极井控的理念是什么 答：风险评估、设计把关、主动防控、有序应对、保护油气。 2、什么是溢流 答：当井侵发生后，（1）井口返出的钻井液量比泵入的钻井液量多； （2）停泵后井口钻井液自动外溢，这种现象称之为溢流。 3、井喷失控的危害有哪些 答：（1）打乱全面的正常工作秩序，影响全局生产； （2）井喷失控极易造成环境污染，影响井场周围居民的生命安全，影响农田、渔场、牧场、林场环境； （3）伤害油气层、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。 4、什么是静液压力 答：所谓静液压力是由静止流体自身重量产生的压力。其大小取决于流体的密度和垂直高度，与液柱的横向尺寸及形状无关。 5、什么是地层压力 答：地层压力是指地下岩石孔隙内流体的压力，也称孔隙压力 6、什么是井底压力 答：井底压力就是指地面和井内各种压力作用在井底的总压力。 7、溢流发生的原因有哪些 答：（1）起钻时井内未灌满钻井液； （2）井眼漏失； （3）钻井液密度低； （4）抽汲； （5）地层压力异常。 8、钻进过程中发生溢流的直接显示有哪些 答：（1）出口管线内钻井液流速增加，返出量增加； （2）停泵后井口钻井液外溢； （3）钻井液罐液面上升。 9、起下钻时发生溢流的直接显示有哪些 答：（1）起钻时，当灌入钻井液量小于起出钻具的排替量时，则说明发生了溢流； （2）下钻时，当钻井液返出量大于下入钻具排替量时，则说明井内发生了溢流。 10、发现溢流为什么要迅速关井 答：（1）控制井口，有利于实现安全压井； （2）制止地层流体继续进入井内； （3）保持井内有较多的钻井液，减小关井和压井时的套压值； （4）可准确计算地层压力和压井液密度。 11、发生溢流时软关井的优点和缺点有哪些 答：（1）优点：避免产生“水击效应”。 （2）缺点：关井时间长，在关井过程中地层流体仍要进入井内，关井套压相对较高。 12、硬关井的优点和缺点有哪些 答：（1）优点：关井时间短，地层流体进入井筒的体积小，关井套管压力相对较低。 （2）缺点：关井时井控装置受到“水击效应”的作用对井口装置不利。 13、按照《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控管理规定》规定，简述起下钻杆时的关井程序 答：（1）发出信号； （2）停止起下钻作业； （3）抢接钻具止回阀或旋塞阀； （4）开启液（手）动平板阀； （5）关防喷器（先关环形防喷器，后关半封闸板防喷器）； （6）先关节流阀（试关井），再关节流阀前的平板阀； （7）认真观察、准确记录套管压力以及循环池钻井液增减量，并迅速向队长或钻井技术人员及甲方监督报告。 14、按照《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控管理规定》规定，简述钻进时的关井程序 答：（1）发出信号； （2）停转盘，停泵，上提方钻杆；
深水石油钻井技术现状及发展趋势
文章编号:1000-7393(2008)02-0010-04 深水石油钻井技术现状及发展趋势3 杨 进1 曹式敬2 (1.中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京 102249; 2.中国海洋油田服务股份有限公司钻井事业部,北京 101149) 摘要:随着世界深水油气资源不断发现,近几年来深水钻探工作量越来越大。随着水深的增加和复杂的海况环境条件,对钻井工程提出了更高的挑战,钻井技术的难度越来越大。从目前国内外深水钻井实践出发,对深水的钻井设备、定位系统、井身结构设计、双梯度钻井技术、喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、钻井液和固井工艺技术和钻井隔水管及防喷器系统等关键技术进行了阐述,对深水的钻井设计和施工进一步向深水钻井领域发展具有重要导向作用。 关键词:深水钻井;钻井设备;关键技术 中图分类号:TE21;TE24 文献标识码:A Curren t situa ti on and develop i n g trend of petroleu m dr illi n g technolog i es i n deep wa ter Y ANG Jin1,CAO Shijing2 (1.MO E Key Laboratory of Petroleum Engineering in China U niversity of Petroleum,B eijing102249,China; 2.D rilling D epart m ent of China O ffshore O ilfield Services L i m ited,CNOOC,B eijing101149,China) Abstract:A s more and more oil and gas res ources are discovered in deepwater world wide,the deep water drilling has become more and more in recent years.It requires more on drilling engineering and drilling technol ogies due t o the increased water dep th and comp licated marine conditi ons.Based on the p ractice in deep water drilling both at home and abr oad,s ome key technol ogies are dis2 cussed in this paper,including the drilling equi pment,the positi oning syste m,the casing p r ogra m design,the dual-gradient drilling technol ogy,the technol ogy of jetting and l ower circuit,the dyna m ic killing and drilling technol ogy,the technol ogy of annulus p ressure detecti on while drilling,the technol ogy of drilling fluid and ce menting,the drilling raiser technol ogy,and the bl owout p reventer sys2 te m.A ll the technol ogies p lay an i m portant r ole in enabling drilling design and constructi on t o expand int o deep water. Key words:deep water drilling;drilling equi pment;key technol ogy 全世界未发现的海上油气储量有90%潜伏在水深超过1000m以下的地层,所以深水钻井技术水平关系着深海油气勘探开发的步伐。对于海洋深水钻井工程而言,钻井环境条件随水深的增加变得更加复杂,容易出现常规的钻井工程难以克服的技术难题,因此深水钻井技术的发展是影响未来石油发展的重要因素。 1 国内外深水油气勘探形势 全球海洋油气资源丰富。据估计,海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%,累计获探明储量约400×108t,探明率30%左右,尚处于勘探早期阶段。据美国地质调查局(USGS)评估,世界(不含美国)海洋待发现石油资源量(含凝析油)548×108 t,待发现天然气资源量7815×1012m3,分别占世界待发现资源量的47%和46%。因此,全球海洋油气资源潜力巨大,勘探前景良好,为今后世界油气勘探开发的重要领域。 随着海洋钻探和开发工程技术的不断进步,深水的概念和范围不断扩大。目前,大于500m为深水,大于1500m则为超深水。据估计,世界海上44%的油气资源位于300m以下的水域,其中,墨西哥湾深水油气资源量高达(400～500)×108桶油当量,约占墨西哥湾大陆架油气资源量的40%以上, 第30卷第2期 石油钻采工艺 Vol.30No.2 2008年4月 O I L DR I L L I N G&PRODUCTI O N TECHNOLOGY Ap r.2008 3作者简介:杨进,1966年生。1989年毕业于石油大学(华东)钻井工程专业,现从事油气钻井工程研究工作,教授,本刊编委。电话:010 -89733204。
深水钻井关键装备现状与选择
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。４’石油矿场机械２００９年１０月 触面也进?步加大。凶此随着作业水深的增加，水下 井ＩＩ也变得越来越大，压力等级、抗弯能力、町悬挂 套管质垦和数最对各种套管层序的适川性、操作性 和安全町靠性等性能指标也越来越高。 ４结语 走向深水既足提高油气产量的需求，也是全球 海洋石油发展的趋势。深水浮式钻井装置、隔水管 系统和水下井ＩＩ等是进行深水钻井的必要装备。深 水钻井区别于浅滩和陆地钴升作、Ｉｋ，所需装备的没 计、制造难度很大，国外涉足深水领域已有几十年的 历程，深水钻井装备已成为成熟技术。依靠进ｆｌ深 水作、Ｉｐ装备，小但耗费人量资会。在关键技术上也受 制于人，严重制约着我国深水石油开发进度，因而展 开相关研究工作已迫在眉睫。 图１水卜．井１１系统 临时导向基座用于定井位，是首先下入的设备，坐在海底泥线卜；永久导向基座安装在临时导向基座之上，通过连接在导向柱上的导向绳引导后续Ｊ二具的入井及设备的安装；０７６２ｍｍ（３０ｉｎ）导管头悬挂导管坐落在永久导向基座内，用专用下入工具随永久导向基座同时下入；０４７６．２５ｍｍ（１８％ｉｎ）高压井［Ｉ头下部连接表层套管，坐落在导管头内，通过液压连接器连接水下防喷器；各层技术套管通过套管挂和密封总成悬挂在高压井ＩＩ头内。 深水条件下对水下井【１的选择主要考虑井筒中需要悬挂的套管层序、套管尺寸和连接方式、抗弯曲能力、压力级别、可悬挂的最大套管质鼍等。在没计的前期，需要对海况条件下井口呵能受到的钻井隔水管、防喷器组上部质量以及可能的轴向力和弯矩进行分析，尤其是采用动力定ｆ《》＝时，钻井船偏离井口或紧急情况下进行紧急解脱时。防喷器组和水下井口头可能会承受很大的弯矩∽。…。 井口头压力级别的选用应与防喷器一致，主要根据地层压力的情况，通常选用６９ＭＰａ（１００００ｐｓｉ）或１０３ＭＰａ（１５０００ｐｓｉ）压力等级，在一些特殊情况下，也可选用１３８ＭＰａ（２００００ｐｓｉ）。抗弯曲能力在２７１０～９４８４ｋＮ?ｍ（２０００～７０００ｋｌｂ?ｆｔ）。常规水下井口的抗弯曲能力在３３８７～４０６５ｋＮ?ｍ（２５００～３０００ｋｌｂ?ｆｔ）。井［１头的抗弯能力与高压井ｆｌ头的壁厚相关，典型的高压井口头的外径大约是０６８５．８ｍｍ（２７ｉｎ）。为了获得较高的抗弯能力，高压井口的外径不断增加，而且与低压井口的接参考文献： ［１］ＰｅｔｔｉｎｇｉｌｌＨＳ，ＷｅｉｍｅｒＰ．Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅｄｅｅｐｗａｔｅｒｅｘ—ｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ：ｐａｓｔ，ｐｒｅｓｅｎｔａｎｄｆｕｔｕｒｅ ［－ＣＪ／／Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ：２１ｓｔＡｎｎｕａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｏｎｆｅｒ— ｅｎｃｅ，２００１． Ｉ－ｚ］赵政璋。赵贤正，李景明，等．国外海洋深水油气勘探发展趋势及启示ＬＪ］．中国石油勘探，２００５。１０（６）：７１— ７６． ［３］兰洪波，张玉霖，菅志军，等．深水钻井隔水管的应用及发展趋势［Ｊ］．石油矿场机械。２００８，３７（３）：９６—９８． １－４＿］杨进，曹式敬．深水石油钻井技术现状及发展趋势［Ｊ］．右油钻采工艺。２００８，３０（２）：１０１３． ［５］方华灿．海洋深水双梯度钻Ｊ｛：用水下装备［Ｊ］．石油矿场机械，２００８，３７（１１）：１－６． ［６］陈国明，殷志明，许亮斌。等．深水双梯度钻井技术研究进展［Ｊ］．石油勘探与开发，２００７，３４（２）：２４６－２５１．［７］ＳｍｉｔｈＫＩ．，（；ａｕｋ人Ｄ，ＷｉｔｔＤＥ．ｅｔａ１．Ｓｕｂｓｅａｍｕｄｌｉｆｔｄｒｉｌｌｉｎｇｊｏｉｎｔｉｎｄｕｓｔｒｙｐｒｏｊｅｃｔ：ｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇｄｕａｌｇｒａｄｉｅｎｔ ｄｒｉｌｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔＯｉｎｄｕｓｔｒｙＬＯ］．ＳＰＥ７１３５７，２００１．［８］ＳｃｈｕｍａｃｈｅｒＪＰ，ＤｏｗｅｌｌＪＤ，ＲｉｂｂｅｃｋＩ．Ｒ．ｅｔａ１．ＳｕｂｓｅａＭｕｄＬｉｆｔＤｒｉｌｌｉｎｇ（ＳＭＤ）：ｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｆｏｒ ｔｈｅｆｉｒｓｔｓｕｂｓｅａｆｉｅｌｄｔｅｓｔｏｆａｆｕｌｌｓｃａｌｅｄｕａｌｇｒａｄｉｅｎｔ ｄｒｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｔｇｒｅｅｎｃａｎｙｏｎ１３６，ＧｕｌｆｏｆＭｅｘｉｃｏ ［Ｇ］．ＳＰＥ７１３５８，２００１． Ｉ－９］ＥｇｇｅｍｅｙｅｒＪＣ，ＡｋｉｎｓＭＥ，ＢｒａｉｎａｒｄＰＥ。ｅｔａ１．Ｓｕｂ—Ｓｅａｍｕｄｌｉｆｔｄｒｉｌｌｉｎｇ：ｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａ ｄｕａｌｇｒａｄｉｅｎｔｄｒｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ［Ｇ］．ＳＰＥ７１３５９，２００１．［１０］ＭａｕｒｅｒＷＣ。Ｍｅｄｌｅｙ（ｊＨ，ＭｃＤｏｎａｌｄＷＪ．Ｍｕｈｉｇｒａ—ｄｉｅｎｔｄｒｉｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｓｙｓｔｅｍ：ＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓ， ００６５３０４３７［Ｐ］．２００３—０３—１１．万方数据
井控安全知识
钻井安全监督培训试题（答案） 一、填空 1、水龙带及钻井泵的高压软管应安装保险钢丝绳，钢丝绳的直径为12.7毫米。 2、锅炉房设置在距井口上风方向不小于50m处。 3、一般油气井，生活区距井口100 m以上；井场边缘距铁路、高压线、地下电缆及其它永久性设施 不应少于50 m。高压井、区域探井和含硫油气井距井口300 m以上，相对井场在上风方向，井场边缘距铁路、高压线、地下电缆及其它永久性设施不应少于100 m。 4、井口距民房500米以上。 5、值班房、发电房、油灌区距井口不少于30m。 6、发电房（在井场的左后方）和油灌区（在井场左方）相距不少于20m。 7、油罐距放喷管线不少于3m；水罐距放喷管线不少于2m。 8、循环罐中心线距井口11—14米。 9、在含硫油气田，测井车等辅助设备和机动车辆应尽量远离井口，至少在25米以外。 10、防喷器远程控制台、探照灯电源线以及生活基地电源线应从配电室控制屏处设置专线。 11、在钻台上、下和振动筛等硫化氢易聚集的地方，应安装排风扇，以驱散工作场所弥漫的硫 化氢（冬季）。寒冷地区在冬季施工时，对保温设施可采取相应的通风措施，保证工作场所空气流通。 12、硫化氢第一级报警阈值应设置在10 毫克/米3，但不启动报警音响，第二级报警阈值应设 置在20 mg/m3。 13、在钻台、圆井、一号罐或坐岗房、机械传动钻机机房一号传动箱附近，应安装硫化氢监测 仪及音响报警系统，且能同时开启使用。 14、对可能沉积有硫化氢气体的危险区域（钻台下、圆井、振动筛附近）应设置醒目的标志。 15、在含硫区块钻井队应配备总共不得少于12套的防毒面具，并配备10套正压式强制呼吸器、 5套备用气瓶、充气泵、具有四个探头的固定式硫化氢监测仪、四套便携式硫化氢监测仪及专用硫化氢报警器。 16、利用钻井液除气器和除硫剂，控制钻井液中硫化氢含量在50毫克/米3以下。 17、钻井队需在井场大门口，钻台，振动筛、坐岗房、防喷器液控房等五处设立风向标，并在 不同方向上划定两个紧急集合点。 18、在含硫地区，尤其是钻台和泥浆振动筛处的作业人员应配备便携式硫化氢监测仪器，同时 指定专人配备便携式硫化氢监测仪器进行巡回检查。
南海深水钻井井控技术难点及应对措施
第37卷 第1期2015年1 月石 油 钻 采 工 艺 OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Vol. 37 No. 1Jan. 2015 文章编号：1000 – 7393（2015） 01 – 0139 – 04 doi:10.13639/j.odpt.2015.01.036南海深水钻井井控技术难点及应对措施 叶吉华1 刘正礼1 罗俊丰1 畅元江2 （1.中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东深圳 518067；2.中国石油大学（华东），山东青岛 266580） 引用格式：叶吉华，刘正礼，罗俊丰，等. 南海深水钻井井控技术难点及应对措施［J ］.石油钻采工艺，2015，37（1）：139-142.摘要：深水钻井井控存在着海床不稳定、地层破裂压力低、地层压力窗口窄、以及存在浅层气、浅层水流、气体水合物和海底低温等诸多问题。在对国内外深水井控技术充分调研的基础上，针对南海深水钻井井控特点和难点，结合近年南海深水钻井设计和作业实践经验，详细分析了深水钻井井控存在的地层压力窗口窄、溢流监测困难、压井难度大和压井作业时间长、井控设备复杂、存在水合物风险等问题，研究提出了有针对性的解决方案，并以南海深水井为例介绍了深水井控的具体措施。 关键词：深水钻井；井控难点；溢流；压井；水合物中图分类号：TE58 文献标识码：B Technical difficulties and countermeasures in well control of deepwater drilling in the South China Sea YE Jihua 1, LIU Zhengli 1, LUO Junfeng 1, CHANG Yuanjiang 2 （1.Shenzhen Branch of CNOOC , Shenzhen 518067, China ; 2. China University of Petroleum , Qingdao 266580, China ） Abstract: Due to the differences in sedimentary environment, deepwater drilling environment, and well control equipment of deepwater strata, the well control of deepwater drilling is trapped in many problems such as seabed instability, low formation fracture pressure, narrow formation pressure vessel, and the presence of shallow gas and shallow flow, gas hydrates, and subsea low temperature. Building on a full investigation about well control of domestic and foreign deepwater drilling and considering the characteristics and difficulties of well control of deepwater drilling in the South China Sea, a targeted solution is proposed based on the recent deepwater drilling design and operating experience and a detailed analysis of existing problems in well control of deepwater drilling, such as narrow formation pressure vessel, difficult overflow monitoring, difficult and long well killing operation, complex well control equipment, and the presence of hydrates. Specific measures about deepwater well control are also provided with the deepwater wells in the South China Sea as an example. The understanding and measures presented in this paper may provide a reference for the well control operations of deepwater drilling in the South China Sea. Key words: deepwater drilling; difficulties in well control; overflow; well killing; hydrate 基金项目：“十二五”国家科技重大专项“深水钻完井及其救援井应用技术研究”（编号：2011ZX05026-001-04） ；国家自然科学基金“海洋深水浅层钻井关键技术基础理论研究”（编号：5143009）。 作者简介：叶吉华，1976年生。2000年毕业于西安石油学院石油工程专业，主要从事深水及超深水井钻井工程设计和钻探工作，工程师。 E-mail ：yejihuadeepwater@https://www.360docs.net/doc/85962725.html, 。 在海洋深水区钻井时，由于海洋沉积环境和作业工况的变化，地层承压能力低，隔水管压井、阻流管线长、摩阻大，压井时容易导致井漏，发生喷漏共存、地下井喷等复杂情况，故井控难度更大。且由于深水钻井防喷器组安装在海底泥线处，井涌余量随着水深的增大而减少，相对于浅水而言，油气会在短时间内窜入隔水管内，更容易造成井涌井喷事故。 此外，深水钻井平台和作业装备的复杂性特点也给 深水井控带来巨大的挑战［1-2］ 。深水钻井井控技术方面的研究与实践主要集中在早期溢流和井涌监测、压井方法研究及井控设备选择等方面，缺乏对深水钻井井控难点及其应对措
最新井控问答题
1集团公司积极井控的理念是什么？ 答：风险评估、设计把关、主动防控、有序应对、保护油气。 2、什么是溢流？ 答：当井侵发生后，（1）井口返出的钻井液量比泵入的钻井液量多； （2）停泵后井口钻井液自动外溢，这种现象称之为溢流。 3、井喷失控的危害有哪些？ 答：（1）打乱全面的正常工作秩序，影响全局生产； （2）井喷失控极易造成环境污染，影响井场周围居民的生命安全，影响农田、渔场、牧场、林场环境； （3）伤害油气层、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。 4、什么是静液压力？ 答：所谓静液压力是由静止流体自身重量产生的压力。其大小取决于流体的密度和垂直高度，与液柱的横向尺寸及形状无关。 5、什么是地层压力？ 答：地层压力是指地下岩石孔隙内流体的压力，也称孔隙压力 6、什么是井底压力 答：井底压力就是指地面和井内各种压力作用在井底的总压力。 7、溢流发生的原因有哪些？ 答：（1）起钻时井内未灌满钻井液； （2）井眼漏失； （3）钻井液密度低； （4）抽汲； （5）地层压力异常。 8、钻进过程中发生溢流的直接显示有哪些？ 答：（1）出口管线内钻井液流速增加，返出量增加； （2）停泵后井口钻井液外溢； （3）钻井液罐液面上升。 9、起下钻时发生溢流的直接显示有哪些？ 答：（1）起钻时，当灌入钻井液量小于起出钻具的排替量时，则说明发生了溢流； （2）下钻时，当钻井液返出量大于下入钻具排替量时，则说明井内发生了溢流。 10、发现溢流为什么要迅速关井？ 答：（1）控制井口，有利于实现安全压井； （2）制止地层流体继续进入井内； （3）保持井内有较多的钻井液，减小关井和压井时的套压值； （4）可准确计算地层压力和压井液密度。 11、发生溢流时软关井的优点和缺点有哪些 答：（1）优点：避免产生“水击效应”。 （2）缺点：关井时间长，在关井过程中地层流体仍要进入井内，关井套压相对较高。 12、硬关井的优点和缺点有哪些？ 答：（1）优点：关井时间短，地层流体进入井筒的体积小，关井套管压力相对较低。 （2）缺点：关井时井控装置受到“水击效应”的作用对井口装置不利。 13、按照《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控管理规定》规定，简述起下钻杆时的关井程序？ 答：（1）发出信号； （2）停止起下钻作业； （3）抢接钻具止回阀或旋塞阀； （4）开启液（手）动平板阀； （5）关防喷器（先关环形防喷器，后关半封闸板防喷器）； （6）先关节流阀（试关井），再关节流阀前的平板阀； （7）认真观察、准确记录套管压力以及循环池钻井液增减量，并迅速向队长或钻井技术人员及甲方监督报告。 14、按照《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控管理规定》规定，简述钻进时的关井程序？ 答：（1）发出信号； （2）停转盘，停泵，上提方钻杆；