常规压井技术

二、关井技术措施
理想状态下，井筒内气体膨胀规律
由图可知，关进之前，气体在井筒上升时早期体积膨胀并不严重， 但是在靠近井口的位置急剧膨胀。
二、关井技术措施
根据Orkiszewski（奥齐思泽斯基）模型，井筒气体带压上 升时井口压力变化规律
由图可知，由于井筒储积效应，井筒存在大量气体时，井口压力的上 升要慢于气体在井筒上升时造成的压力上升；但是随着大量气体侵入，导致 井口压力达到更高值。
流阀。其优点是：井口设备受液击压力冲击小。缺点是：关井速
度慢，关井时间长，溢流量大，关井套压较高。
二、关井技术措施
先关环形防喷器，后关闸板防喷器，是因为闸板防喷 器的闸板胶心在关闭过程中，承受高压流体的能力较环形 防喷器差。适当打开节流阀的目的，在于关井过程中，使 井口套压保持一定值，既可减少液击影响，又可在很大程
1
L1 D2 L2 Dn Ln
2
2
2


V2
• 总容积

D 4
D p1 L1 Dh 2 D p 2 L2

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
2

V=V1+V2
V1——钻柱内容积(m3); V2 ——环空容积(m3); D ——钻具内径(m); Dh ——井眼直径或套管内径(m); DP ——钻具外径(m); L ——钻具或井段长(m); 所需加重钻井液量一般取总容积之和的1.5---2倍。
c、第二循环周，通过节流阀用压井液循环，调节节流阀开度， 以保证在井底压力不变的条件下，替入井内，并在一个循环周内把
井压住恢复井内平衡。
三、压井技术
2.工程师法
所谓的工程师法，又称一次循环法。压井过程中只需要循环一 周钻井液。用压井液将环空中井侵流体及原浆顶替到地面，直到重
钻井液返出地面。
该法压井时间短，经济效益好，井口装置承压小，井内承压比 其他方法小。压井时，要求现场必须有足够的加重材料，具备快速
二、关井技术措施
6、根据关井压力采取不同的处理方法
钻具止回阀在有较大压差时才会发生作用，流体缓慢流动，钻 具止回阀是不会起作用的，因此关井后，会有立管压力显示
a、若关井立、套压均为0，说明液柱压力能平衡地层压力，油
气侵不严重，可以直接进行循环消除气侵，无需压井。 b、关井立管压力为0，套管压力不为0，说明液柱压力能平衡
常规压井方法
所谓常规压井，是指在井不漏、钻具在井底，采取正循环方 式重建井内压力平衡的压井方法。一般是指司钻法、工程师法、
边循环边加重进行压井作业。
不能在压井全过程中遵循压井基本原则的压井方法称为特殊 压井。如起下钻中发生溢流（钻具不在井底）的压井、井内无钻
具（空井）的压井、又喷又漏的压井和井内钻井液喷空的压井。
度上阻止地层流体继续进入井内。
这就是“四。七”动作中的“发、停、抢、开、关 、关、看” 。
二、关井技术措施
4、关井后的求压做法
① 钻柱中未装钻具止回阀时关井立压（Ｐd）的求法 钻柱中未装钻具止回阀时，关井立压可以直接从立管压力表上读得。 ② 钻柱中装有钻具止回阀时关井立压（Ｐd）的求法 a.循环法（在已做低泵冲试验时采用） 缓慢启动钻井泵并适当打开节流阀，循环中使套压等于关井情况下 的套压值（Ｐa）并保持不变；当循环泵冲达到低泵冲试验时的泵冲时， 记录此时的循环立压（Ｐt）， 低泵冲试验时立压为Ｐc，停泵后关节流 阀关井。则： 关井立压Ｐd＝Ｐt－Ｐc
一、概述 2.压井数据的获取
5）计算压井循环时的立管总压力
Psp
关井立压的读取 对于具有良好渗透性的地 层，关井 10 ～ 15 分钟后 地层和井眼之间可以建立 起平衡； 对于致密性地层建立起平 衡所需的时间较长。
压 力 套压
Pa
立压
10~15 min
关井时间
关井时立压、套压的变化 规律
Pp
一、概述 2.压井数据的获取
二、关井技术措施
3、关于关井方法
“硬”关井和“软”关井两种方式。
所谓“硬”关井，即在溢流或井喷时，包括节流阀在内的井
口旁侧通道全部关闭的情况下，直接关闭防喷器。其优点是：关 井速度快、关井时间短，溢流量小。缺点是：井口设备受液击压
力冲击大。
所谓的“软”关井，即在溢流或井喷发生时，在其他旁侧通 道关闭，而节流阀通道打开的情况下，先关防喷器，然后关闭节
一、概述 2.压井数据的获取
6) 计算最大允许关井套压
Pmax=（Gf–Gm）Hf
Pmax—最大允许关井套压，MPa
Gf
—地层破裂压力梯度，MPa/m —套管鞋处井深，m
Gm —原钻井液压力梯度，MPa/m
Hf
一、概述 二、关井技术措施 三、压井技术
二、关井技术措施
1.关井后天然气对井内压力的影响 进入井筒内的气体在滑套效应情况下，在钻井液中上升。因此，井底、井内各深 度和井口所受的压力是随气体的上升而增加的。当气体带压上升至井口时，天然气的 压力就作用于全井筒，使井底、井口和井筒各处的受力达到最大。
4）计算注入加重钻井液的时间
5）计算压井循环时的立管总压力 6）计算最大允许关井套压
一、概述 2.压井数据的获取
1）判断溢流类型
hw
V Va
hw 溢流高度，米；
102( p a p d ) w m hw
w 溢流密度，g / cm 3；
pa、 pd为关井套压和关井立压
5、关井时间确定
关井之初，因液柱压力小于地层压力，地层流体继续向井内流动， 经一定时间后，关井压力增加到一定值时，井底压力与地层压力达到平
衡。此时的立管压力才能真实反应地层压力。
溢流关井后，要准确求取关井立压，关井时间十分重要。关井观察 立压的时间不够，地层压力很难搞准确，压井液密度不是偏低就是偏高，
井内压力平衡很难建立，密度越提越高甚至最终出现井下又喷又漏的局
面。究其原因来说，一方面没有掌握发生溢流关井观察时间的长短，另 一方面担心关井后发生卡钻，不能权衡风险损益主次关系。
二、关井技术措施
关井趋于稳定所需的时间与地层的渗透性和地层流体的种类有关。
国内外通常采用关井时间应达到15～25min。 对储层条件好，关井15min就能反映出地层真实压力。 对储层显示不好，如低渗透，储层能量不好，则关井时间需要到 25min才能求得地层真实压力。 因此关井观察立压和关井到求立压的时间必须满足，计算地层压力 与压井液密度才更准确。 气井关井时间过长，易形成圈闭压力，计算地层压力与压井液密度 偏高，压井时容易压漏地层。 求得地层压力，并计算出压井钻井液密度值后，应根据关井或显示 等情况，还应该附加一个压力值进行压井。
a、关井后，井口压力会随气体上升而不断增高，此时，不能认为是地层压力
很高，不能用关井较长时间后的井口压力计算地层压力和压井液密度。 b、不能长时间关井不循环，井口和井底压力逐渐升高，如超过井口装置和套管的 工作能力，就会造成失控；超过地层破裂压力或套管抗内压强度，就可能造成井漏或 套管破裂等复杂情况。
k m
102 p d H e
m — 原钻井液密度， g / cm 3。
p d — 关井立管压力， MPa。
e — 安全附加值， g / cm 3。
一、概述 2.压井数据的获取
3）计算钻柱内、外容积及加重钻井液量 • 钻柱内容积V1
V1
• 环空容积

D 4
2 h1
2
一、概述 2.压井数据的获取
4）计算注入加重钻井液的时间
•注满钻柱内所需时间 •注满环形空间所需时间
t1
1000V1 t1 60Q 1000 V1
60Q
1000V2 t2 1000V2 60Q t2
60Q
min ； t1— 注满钻柱内容积所需时 间， min ；t 2 — 注满环空所需时间， V2 — 环空容积， m3； V1— 钻具内容积， m3； Q — 压井排量， L / S。 Q — 压井排量， L / S。
二、关井技术措施
2、溢流后原则上要立即关井
“1m3报警，2m3关井”。 “发现溢流应在2m3内报警并立即关井”。由于对溢流量认定的偏差， 出现了多次比较严重的溢流复杂情况。所以目前修改为:“发现溢流立即关 井，疑似溢流关井检查，确认溢流立即上报” 。但是鉴于目前不少井队技 术水平有限，责任心不强，采取比较武断的关井措施也是必要的。 实际上，只要认真执行好坐岗制度，钻井时认真记录好泥浆池液面， 注意增减量；起钻时，认真记录好灌入量，在一定范围波动是允许的。
常规压井技术
二Ο一五年五月
一、概述 二、 关井技术措施 三、压井技术
一、概述 1.压井的原理
“U”形管原理 关井时 如图所示：将钻柱和环空视为连通 的“U”形管，井底地层作为U形管 底部。 关井后，压力平衡关系为：
Psp+Phi=Pp=Pa+Pha
一、概述 2.压井数据的获取
1）判断溢流类型 2）计算压井钻井液密度 3）计算加重钻井液量
加重设备及手段，从关井到恢复循环的时间较长，压井技术含量高，
压力控制较为复杂。
三、压井技术
工程师法压井步骤
a、压井时，缓慢开泵，迅速打开节流阀及下游平板阀，调节节流阀， 使套压保持关井时的套压不变；逐渐达到压井排量，保持不变；这时不再 保持套压不变，应调节节流阀，套压有所变动，使立管压力接近初始压井 立管压力Pti，并保持调节后的套压Pci不变。 b、在加重钻井液由地面到达钻头这段时间内，调节节流阀，控制立 管压力按“立管压力控制进度表”变化，即由初始立管总压力降到终了立 管总压力。 c、加重钻井液从钻头返出沿环空上返过程中，保持排量不变，调节 节流阀，使立管压力保持终了立管总压力不变，直到加重钻井液返出地面。 d、停泵关井，检查套管压力和立管压力是否为零。若为零，说明压 井成功。开井循环并调整钻井液性能，恢复正常钻井作业。