钻井井控现场操作技术与压井方法
四种常规压井方法
四种常规压井方法四种常规压井方法1、边加重钻井液边循环压井法。
这种处置方法可以在最短的时间防喷制住溢流，使井控装置承受的压力最小、承压时间最短，可以减少钻具粘卡等井下事故，因此是最安全的，但这种处置方法计算较复杂，需要进行许多的计算。
2、继续关井，先加重钻井液，再循环压井(等待加重法或工程师法)法。
该处置可以在一个循环周完成，所需时间最短，井口压力较小，也较安全，压井多采用这种方法，但是关井时间长，对循环不利，因此该方法效果的好坏关键取决于是否能迅速加重钻井液。
以不变的泵速循环注入加重钻井液；在加重钻井液到达钻头的过程中，调节节流阀使立压由初始循环值下降到终了循环值(加重钻井液低泵冲泵压)，使套压值保持不变；当加重钻井液到达钻头后向环空上返过程中，立压值保持不变，套压值逐渐下降，当加重钻井液到达井口时，套压降为零，重建起地层——井眼压力平衡，压井结束。
3、先循环排出受侵污的钻井液，关井、加重钻井液，再循环压井(两步控制法或司钻法)法。
这种处置相对来说是安全的，技术上也比较容易掌握，但需要最长的时间和最大程度的应用井口装置。
钻井液在第一个循环周内未加重，因此立压不变(或初始与终了循环压力相等)，同时第一循环周结束，关闭节流阀时，套压应该等于立压。
4、先循环排出受侵污的4、先循环排出受侵污的钻井液，然后边加重钻井液边循环压井法。
这种处置方法既复杂又需要时间更长。
附件1-13井压井施工单年月日设批人：工程师法压井步骤1、在关井套压小于最大允许关井套压值的情况下，继续关井，先加重泥浆，再循环压井(工程师法)。
组织一切力量迅速加重配浆是关键。
2、以进入目的层后最后一次低泵冲试验的泵冲及排量，循环注入加重泥浆；在加重泥浆到达钻头的过程中，调节节流阀使立压由初始循环值下降到终了循环值(加重泥浆低泵冲泵压)，使套压值保持不变。
3、当加重泥浆到达钻头后向环空上返过程中，调节节流阀使立压值保持不变，此时套压值逐渐下降，当加重泥浆到达井口时，套压降为零，重建起地层——井眼压力平衡，压井结束。
井下作业井控技术规程
03 井控设备检查与维护保养制度
CHAPTER
井控设备日常检查内容
井口装置
防喷器
检查井口装置是否完好， 有无破损、变形、渗漏
等现象。
检查防喷器及其控制系 统是否正常工作，密封
性能是否良好。
压井管汇
检查压井管汇各阀门、 管线是否完好，有无渗
漏现象。
节流管汇
检查节流管汇各阀门、 管线是否完好，节流阀
性，确保油气层安全开采。
井口装置安装与调试
03
安装井口装置并进行调试，确保井口装置性能可靠，满足油气
开采要求。
05 应急情况下的井控措施及处置方法
CHAPTER
溢流、漏失等异常情况识别
观察井口压力变化
通过实时监测井口压力， 及时发现压力异常升高或 降低的情况，判断是否存 在溢流或漏失。
监测返出钻井液量
观察井口压力
关井后，应持续观察井口压力 变化，为后续处置提供依据。
注意事项
在关井过程中，要确保操作迅 速、准确，避免误操作引发更
严重的事故。
压井液选择和压井方法
压井液选择
根据井筒压力、地层特性和漏失情况等因素，选择合适的压井液类型和密度。
压井方法
根据具体情况选择合适的压井方法，如司钻法、工程师法等，确保压井作业安全有效。
故障诊断与排除方法
井口装置故障
如发现井口装置存在故障，应立即停机检查，找出故障原因并进行修复；如无法修复，应 及时更换损坏部件。
防喷器故障
如发现防喷器存在故障，应立即停机检查，找出故障原因并进行修复；如无法修复，应及 时更换损坏部件或整套防喷器。
压井管汇和节流管汇故障
如发现压井管汇或节流管汇存在故障，应立即停机检查，找出故障原因并进行修复；如无 法修复，应及时更换损坏部件或整套管汇。同时，要检查相关阀门和管线的密封性能，确 保其正常工作。
压井
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；
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；
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）
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；
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。
井控工艺——非常规压井
钻 柱 内
井底
环 空 内
H
非常规压井法—平衡点法
压井排量控制 压井液到达钻头前， 可以采用较小的排量， 进入环空开始上返时， 钻 为了尽快建立液柱， 柱 减少气侵，应尽可能 内 开大排量，以设备允 许的最高泵压作为压 井最高泵压，然后据 此泵压确定相应的排 量。
HB
环 空 内
井底
H
非常规压井法—平衡点法
HB
Pcf Pa
H
钻 柱 内 井底
环 空 内
Pamax
PT
A
B
非常规压井法—平衡点法
压力控制 第一阶段：钻井液进入环空后，环空液柱压力 逐渐增加，因而立管压力PT随着钻井液的上返而增高， 钻井液到达HB井深以后，立管压力上升至压井排量下 的整个循环系统的流动阻力Pcf。
Pcf Pa
H
HB
钻 柱 内 井底
当井内钻井液已大部 分喷空，同时井内无钻具 或仅有少量钻具，不能进 行循环压井的天然气井， 但井口装置可以将井关闭， 压井钻井液可以通过压井 管汇注入井内，这种条件 下可以采用置换法压井。 通常情况下，由于起钻抽 汲，钻井液不够或不及时， 电测时井内静止时间过长 导致气侵严重引起的溢流， 经常采用此方法压井。
压力控制 压力控制是压井 施工的关键，根据钻 钻 井液喷空的压力平衡 柱 关系，以钻井液返至 内 HB井深为分界，将压 井过程分为两个阶段。
HB
环 空 内
井底
H
非常规压井法—平衡点法
压力控制
第一阶段：钻井液未返到HB井深以前，液柱 压力低，与环空回压之和不能平衡地层压力，为 尽可能地提高对产层的压力，必须控制套压为最 大允许套压Pamax,并保持不变。
HB
井控设备现场操作要领
井控设备现场操作要领一、环形防喷器135/8″环形防喷器开、关到位的时间一般在35秒~40秒之间。
211/4″环形防喷器开、关到位的时间一般在55秒~65秒之间。
从外观不能观察到环形防喷器的开关动作，判断环形防喷器开或关是否到位的方法是：看司钻控制台环形压力表，若压力下降，这说明环形防喷器正在打开或关闭，当司钻控制台环形压力回升到开、关前的初始压力时，就表明环形防喷器己开或关到位。
若司钻控制台上环形压力长时间回升不到开、关前的初始压力，有可能存在以下问题：1、控制油路泄漏。
2、远程控制台内三位四通换向阀开、关不到位。
3、远程控制台补压慢或三缸柱塞泵没有工作等。
二、闸板防喷器135/8″闸板防喷器开、关到位时间一般在15-20秒。
一）开、关是否到位的判断：1、看锁紧轴：若锁紧轴完全收缩到液缸内，就表明闸板防喷器己关到位；若锁紧轴完全从液缸内退出，就表明闸板防喷器己开到位。
2、观察司钻台管汇压力变化：若压力下降，这说明闸板防喷器正在打开或关闭，当司钻控制台上管汇压力回升到开、关前的初始压力时，就表明闸板防喷器己开、关到位。
若司钻控制台上管汇压力长时间回不到开、关前的初始压力，有可能存在以下问题：1）制油路泄漏。
2）远程控制台内三位四通换向阀开、关不到位。
3）远程控制台补压慢或三缸柱塞泵没有工作等。
二）手动锁紧装置开、关操作：1、手动锁紧装置用于锁紧和关闭闸板，不能打开闸板；2、在无液压的条件下，可以用手动锁紧装置关闭闸板，此时先将远程控制台上的三位四通换向阀处于关位，再手动关闭锁紧杆；3、用手动锁紧装置关闭闸板或锁紧后若要打开闸板，必须上首先使手动锁紧装置复位解锁，再用液压打开闸板，否则，若直接用液压打开闸板，会损坏锁紧轴和闸板轴；手动锁紧装置锁紧和解锁时应注意开、关圈数；4、手动锁紧装置锁紧和解锁到位后，必须回转1/2—1/4圈，防止锁紧轴和闸板轴粘扣。
三、防提断装置防提断装置的作用是为了防止关闭半封闸板防喷器后提断钻具或损坏防喷器。
钻井井控概述及压力
1 井喷失控的原因
．
7）井口不 8）井控设 安装防喷器 备的安装及 试压不合格
9）井身结构 设计不合理
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1 井喷失控的原因
．
10）空井时 间过长，又 无人观察井 口。
11）地质设计 未能提供准确 的地层孔隙压 力资料。
当班柴油机司机停了带泵的柴油机，但是，由于带动绞车和转盘 的主柴油机在一个中间平台上，井喷喷势加剧后难以接近，未能 停止，喷出的气体可能被柴油机排气管的火花点燃。 或者，由于井口喷势剧烈，气体裹带地层泥砂打击井架底座产生 的火花点燃了喷出的天然气。
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目
第一章 第 二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
录
绪论 井下各种压力的概念及其相互关系 地层压力检测 地层破裂压力 井控设计 溢流的原因、预防与检验 井内气体的膨胀和运移 井底常压法压井 特殊压井
强。10时55分，机泵房先爆燃，保温棚被炸飞，铁板及支架飞出，火焰
高达100m，井场设备全部烧毁。造成轻重伤员17人，其中1人抢救无效死 亡，1人失踪。2000年12月30日抢装井口成功，历时11天的大火终于被制
服。
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事故主要原因：
测井时间长、仪器被卡是一个主要原因 该井从2000年12月8日完钻，一直到17日发现溢流，其间 历时9天5小时10分，从井深3551m到油层底部4229m井段一直 没有建立过循环，加之在处理测井仪器事故过程中，穿心打 捞失误，导致1160m电缆落井；在后面的打捞中捞矛下的过深， 导致了后两次井内产生抽吸，使得泥浆液柱压力最终低于地 层压力。
钻井井控装置的安装试压和使用
钻井井控装置的安装试压和使用第十九条井控装置的安装（一）井口装置1.防溢管一律采用两半式法兰密封连接。
其直径应比所用套管加大一级，管内不应有台肩。
2.防喷器每次安装完毕后，应校正井口、转盘、天车中心线，其偏差不大于10mm。
用直径16mm钢丝绳和正反螺丝在井架底座的对角线上固定绷紧。
3.具有手动锁紧机构的闸板防喷器应安装手动操作杆，靠手轮端应支撑牢固，操作杆中心线与锁紧轴之间的夹角不大于30°，挂牌标明开、关方向和圈数。
手轮离地高度超过2m，其下方应安装操作台。
4.安装完后，绘制井口装置示意图，图中应标注各半封闸板和剪切闸板距转盘面的距离。
5.远程控制台（1）安装在面对井架大门左侧、距井口不少于25m的专用活动房内，距放喷管线应有1m以上距离，10m范围内不应堆放易燃、易爆、腐蚀物品。
（2）控制管汇安放并固定在管排架内，管排架与放喷管线应有一定的距离，车辆跨越处应装过桥盖板，不应在管排架上堆放杂物和以其作为电焊接地线或在其上进行焊割作业。
（3）总气源应与司钻控制台气源分开连接，并配置气源排水分离器，不应强行弯曲和压折气管束，气源压力保持在0.65MPa～1.00MPa。
（4）电源应从总配电板处直接引出，用单独的开关控制，并有标识。
（5）非工作状态下，液压油油面距油箱顶面200mm；工作状态下，液压油油面距油箱底面不小于200mm。
气囊充氮压力7.0MPa±0.7MPa。
（6）蓄能器压力17.5MPa～21.0MPa，环形防喷器压力8.5MPa～10.5MPa，管汇压力10.5MPa±1.0MPa，并始终处于工作压力状态。
（7）各控制阀的操作手柄应处于与控制对象工作状态相一致的位置。
控制剪切闸板的三位四通阀应安装防误操作的防护罩和定位销，控制全封闸板的三位四通阀应安装防误操作的防护罩。
（8）半封闸板防喷器的控制液路上均应安装防提安全装置，其气路与防碰天车气路并联。
（9）控制管汇安装前应逐根检查，确保畅通，所有管线应整齐排放；拆除控制系统时，防喷器液压管线接口应用堵头堵好，气管束接口应包装密封好。
井下作业中的压井作业
井下作业井控关井程序
（5）一岗 1）抢下管串时，负责井架二层平台的 操作； 2）听到长笛讯号，立即从二层平台下 来协助井口操作； 3）负责控制放喷，协助关防喷器或装 井口。
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井下作业井控关井程序
（6）二岗 1）抢下管串； 2）接油管回压凡尔，协助关防 喷器； 3）抢装井口。
井下作业井控关井程序
井下作业井控演习 1.井下作业井控演习的意义 （1）熟悉各自的岗位职责； （2）熟练各岗位的具体操作； （3）保证设备完好、灵活好用； （4）一旦发生溢流或井喷，能够各司其职， 默契配全，顺利完成任务。
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井下作业井控关井程序
2.岗位分工与职责 （1）司钻：发出警报，指挥防喷工作。 （2）副司钻：关闭防喷器。 （ 3 ）一岗：迅速由二层平台撤至地面，协助关 闭防喷器，控制放喷。 （ 4 ）二岗：抢装井口或油管回压凡尔，协助关 闭防喷器。 （ 5 ）三岗：检查井口闸门是否全开，协助抢装 井口\关闭防喷器或油管回压凡尔。
6.演习要求 （1）试油气机组每月演习次数不少于1次。修井机 组每季度演习次数不少于1次。 （ 2 ）完成射孔防喷演习时间不超过 2min，起下钻 防喷演习时间不超过3min，冲砂防喷演习时间不 超过5min。 （3）机组人员熟练掌握井控岗位职责。岗位分工 明确、处理程序准确、在规定时间内完成演习为 合格。如达不到上述要求，演习为不合格。必须 重新安排演习，直到合格为止。 （ 4 ）每次防喷演习后必须写好防喷演习记录，认 真讲评。 2015-3-27 2004.3.11 30
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井下作业井控关井程序
2.机组岗位制度
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钻井中一定要采用设计中规定的密度值。钻井技术操作规程规定，
钻井液安全附加压力当量密度值，油井按0.05～0.10g/cm3，气井则应按 0.07～0.15g/cm3设计。若为含硫天然气井，应取二者的高限。许多井出
第一部分
钻井作业现场井控操作技术
华北泉320-1X井是一口评价井（斜井），设计垂深3020m。 该井于2006年10月4日钻至井深1294.24m，起至第12柱时，发现钻 具上提时环空钻井液外溢，提醒司钻有“拔活塞”现象，司钻在起 出12柱下单根后，上提下放活动钻具。
井温在20℃以下和66℃以上，硫化物应力腐蚀敏感度低，井温高 于92℃就更能防止硫化物应力破坏。
第一部分
钻井作业现场井控操作技术
含硫天然气井钻具易产生应力腐蚀脆断。若天然气中同时含H2S 和CO2，这二者共存时造成的腐蚀比单独的H2S或CO2腐蚀更利害。H2S对
金属材料的腐蚀破坏，其主要危险还不在于电化学腐蚀，更重要的是
导致金属材料的氢脆破坏和硫化物应力腐蚀开裂。 比较经典的氢脆破坏理论是内压力理论： H2S电化学腐蚀产生 的氢原子，在向钢材内部扩散过程中，结合成比氢原子体积大20倍的 氢分子，体积膨胀。这样就在钢材内部产生高达30MPa以上的内应力，
致使低碳钢或软钢发生氢鼓泡，高强度钢或硬度高的钢材内部产生微
裂纹，使钢材变脆，延展性下降，出现破裂，即为“氢脆”。
来说，并不会感到难受；
对在含硫地区钻井，对含硫地层必须实行平衡钻井，钻 井液密度附加值取高限，在任何时候不允许地层中含硫天然气进
入井筒。在气层中处理复杂情况需泡油、注解卡剂等பைடு நூலகம்业，总的
液柱压力不能小于气层压力。钻井液中应加入除硫剂、缓蚀剂及 钻具保护剂，PH值不低于10，避免使用高强度钻杆。
研究发现，在温度20～30℃最宜发生硫化物应力腐蚀。
现溢流立即关井” 等措施，可操作性强，是防止井喷的有效措施。
许多井发生溢流和井喷，都是由于发现不及时，处置不当 所造成的。在异常高压地区，这样的例子是很多的。
第一部分
钻井作业现场井控操作技术
四川龙4井1983年6月27日钻至井深6006m，进入三叠系茅口 组17m，见气侵，起钻前将泥浆密度由2.12g/cm3提至2.15g/cm3，准 备起钻电测。 起钻过程中一直外溢，钻杆内喷泥浆，但未引起重视，没 有及时进行处置。5:03起钻至井深4804m发生了强烈井喷，关井套
第一部分
钻井作业现场井控操作技术
对一些低压、低渗，中低产的气田，且气层保护要求高的特 点，更要认真搞好平衡压力钻井工作，避免发生溢流和压井。溢流 后压井，对产层伤害是最大的。 2、及时发现，及时关井，及时压井至关重要
在产层中钻进，及时发现、及时处理是很重要的。除要密切注
意气（油）浸、气泡增多、气测烃类含量增高、硫化氢味浓等油气 显示特征外，目前在全国推行的“四·七”动作、坐岗制以及 “发
第一部分
钻井作业现场井控操作技术
据初步统计，含硫气井井喷后，钻具一般在15h后即发生脆断。
四川苍溪龙4井钻至井深6006m发生强烈井喷，关井25h后井口 附近钻具氢脆折断成3节落井，险些失控。
四川江油中7井（3634m）H2S含量201.42g/m3，使用G105级钻
杆中途测试，G105钻杆在井下停留25h，钻杆脆断成14段。 四川罗家16H井天然气H2S含量151g/m3，井喷后关井10余小时后
使用1.10g/cm3的泥浆在钻进中发生溢流，没有及时发现，发现后 仅进行循环排气，没有适当控制回压。发现三次溢流后才开始控 制回压。以致回压较高，被迫放喷，放喷中主放喷管线刺漏，被 迫改为压井管汇放喷。
第一部分
钻井作业现场井控操作技术
3、要十分重视H2S的危害
H2S对钻井的危害是相当大的，尤其是人的威胁最大。
b、起钻“拔活塞”，造成严重抽吸。发现溢流后非但没有强
行下钻，反而接方钻杆循环，并多次上提下放活动钻具长达20多 分钟，造成抽汲井喷。
c、钻具中未接回压凡尔，发现溢流后又未及时抢接回压凡尔。
d、井口闸门开关状况不清，没及时关井。 e、由于不能确定四通两侧闸门的开关状态，不能及时关闭半 封闸板防喷器，导致井喷事故。 f、无人记录和校核钻井液灌入量和返出量。
钻井井控现场操作技术
溢流与压井现场操作技术
第一部分
钻井作业现场井控操作技术
钻井井控技术的关键是认真搞好平衡压力钻井，立足于班组的一 次井控，处理好钻井队的二次井控，提高上级单位处理三次井控的能力。 1、平衡压力钻井是井控工作的核心 平衡压力钻井，就是采用能平衡地层压力的当量钻井液密度进行钻 井；当钻井液密度高于或低于地层压力梯度时，通过调整钻井液密度或 压井等方法，使钻井液当量密度与地层相适应，重新恢复井内平衡。
卸掉第12柱后，继续起钻。在起第13柱时，发现环空继续
外溢钻井液，再多次上提下放活动钻具。1:40起出第14柱上单根时， 发现环空钻井液外溢加剧，此时钻井液从钻具水眼内喷出约30cm左 右，两次抢接回压凡尔失败，导致井喷事故。
第一部分
井喷的原因是：
钻井作业现场井控操作技术
a、没有执行设计，使用钻井液密度低。设计钻井液密度为 1.10-1.20g/cm3，实际使用钻井液密度1.08g/cm3。
钻具氢脆折断。
华北油田的赵48井井喷失控，喷出大量纯H2S气体，造成6人死 亡、数人中毒、20余万人大逃亡。四川的垫25井井喷失控，H2S气体迫
使方圆数公里范围内的百姓弃家逃难。四川罗家16H井井喷失控，造成
万人大撤离，2142人受伤住院，243人中毒死亡。
第一部分
钻井作业现场井控操作技术
① 浓度为1.4～2.3mg/m3时，可以闻到其臭味； ② 浓度为3.3～4.6mg/m3时，臭味很大，但对闻惯了H2S的人
压36MPa，立压30MPa，开井两条放喷管线放喷。
6月29日9:43井口钻杆氢脆，井口钻具断,险些失控。井内 断成3截，压井、倒扣、侧铣处理至1983年9月15日后无进展。1984 年6月2日开始从4433m侧钻。
第一部分
钻井作业现场井控操作技术
在常压区，也不乏这样的例子。
靖边气田G18-11B井，二开钻进设计泥浆密度≤1.10g/cm3，