提高水平井环空砾石充填率对策探讨
天然气井环空带压原因及防治措施研究
天然气井环空带压原因及防治措施研究天然气井环空带压是一种危险情况，它可能会引发严重的事故。
环空是指连接井筒和顶板的空间，如果这个空间受到压力作用，就会导致环空带压，这种情况通常是由于沉积岩层或钻井液对环空的封堵造成的。
本文将介绍环空带压的原因及其防治措施。
一、环空带压原因1.井筒崩塌当井筒崩塌时，坍塌物会占据环空，同时会堵塞井筒底部的进气孔，阻碍钻井液的流动，从而导致环空带压。
2.地质条件部分地质构造中，井筒周围的岩层压力极大，如果钻头钻进这些压力较大的岩石中，便有可能造成井筒崩塌并导致环空带压。
3.钻井液高密度钻井液中含有较多沉积物，这些沉积物很可能在环空中沉淀，导致环空被堵塞，从而导致环空带压。
4.操作失误操作失误是导致环空带压的另一个因素，例如，井筒底部孔道阻塞、注入钻井液的速度过快等都可能导致环空带压。
二、环空带压的防治措施1.扩大井壁扩大井壁可以减轻周围的压力，从而缓解井筒崩塌的风险。
这项措施需要在钻井前进行，利用岩石力学原理确定井壁的合理大小。
2.预测井筒能力在钻探深度大于2500米的井中，钻井方需要了解地质情况，把握井筒承压能力，从而采取相应的措施，防止井筒在钻井过程中崩塌。
合理的钻井液配方可减少沉积物的形成，在钻井过程中减缓井筒中的积压，并对环空产生正向的流动作用，从而减少环空带压的风险。
操作规范可以有效地规范钻井过程中的操作，从而避免一些常见的操作失误。
例如，注入钻井液时要掌握每个时间段的流量，井筒底部的进气孔要时常开启，防止孔道被堵塞。
5.预警领先预警领先可以提前识别环空带压的风险，从而采取相应的措施。
预警系统可以采用多种传感器进行监测，例如，注入压力传感器、环空沉积物传感器等，从而提前发现环空带压的风险。
总结：环空带压是钻探过程中的一种危险情况，有可能造成严重事故。
为了防止环空带压，可采取多种措施，如扩大井壁、预测井筒能力、优化钻井液配方、规范操作、预警领先等。
通过这些措施，可以防止环空带压的风险，保障人员的生命安全和财产安全。
关于提高钻井效率的技术措施探讨(全文)
关于提高钻井效率的技术措施探讨(全文)【一】关于提高钻井效率的技术措施探讨正文：一、引言对于石油钻井行业来说，提高钻井效率是一个重要的课题。
本文将探讨一些可以提高钻井效率的技术措施，以期为相关领域的从业人员提供参考和指导。
二、钻井工艺改进2.1 钻头技术改进针对传统钻头容易磨损的问题，可以采用新型钻头材料，如钻石复合材料等，提高钻头的耐磨性，延长使用寿命，从而减少更换钻头的频率，提高钻井效率。
2.2 钻井液体系统改进优化钻井液体系统，可以采用新型增稠剂和减阻剂，提高钻井液体的性能，减少井下操作失效的可能性。
此外，通过合理控制钻井液的循环速度和压力，可以避免井下事故的发生，提高钻井效率。
三、钻井设备改进3.1 自动化钻井设备引入自动化钻井设备，可实现钻井过程的自动化控制和监测，减少人工操作，提高钻井效率。
比如，使用自动定向钻井系统，可以实现井斜角度的精确控制，减少误差，提高钻井质量和效率。
3.2 钻井排程优化通过使用钻井排程优化软件，可以实现钻井设备的合理调度和资源的优化分配，减少钻井过程中的等待时间和设备闲置时间，提高钻井效率。
四、人员培训与管理4.1 钻井操作人员培训加强钻井操作人员的技术培训，提高其专业水平和技能，减少操作失误的可能性，提高钻井效率。
4.2 钻井作业管理建立完善的钻井作业管理机制，制定规范的作业流程和标准，加强对钻井作业过程的监督和管理，及时发现和解决问题，保证钻井作业的顺利进行，提高钻井效率。
附件：本文档涉及附件：无法律名词及注释：本文档所涉及的法律名词及注释：无【二】提高钻井效率的技术措施探讨正文：一、背景介绍随着石油需求的增加，提高钻井效率成为石油行业发展的重要。
本文将从多个方面探讨提高钻井效率的技术措施，以期为相关从业人员提供参考和指导。
二、钻井工艺改进2.1 钻头技术改进传统钻头容易磨损，影响钻井效率。
本文提出采用新型钻头材料，如钻石复合材料等，延长使用寿命，减少更换钻头的频率，从而提高钻井效率。
天然气井环空带压原因及防治措施研究
天然气井环空带压原因及防治措施研究
天然气井环空带压是指井筒壁与地层之间的环空处有一定的压力存在。
这种现象的主
要原因包括以下几点：
1. 水力封隔带破裂：在钻井作业中，地层中的高压水可能会通过井筒壁的破损部位
进入环空，造成环空带有一定压力。
2. 气体渗透：地层中可能含有一定的天然气，该气体可以通过井筒壁的裂缝、孔隙
等通道进入环空，形成环空带有压力的现象。
3. 结垢和堵塞：井筒壁的结垢和地层沉积物堵塞可能会导致环空的部分通道被堵塞，使得环空中积聚的气体无法顺利排空，形成一定的压力。
为了防止和控制天然气井环空带压，需要采取以下防治措施：
1. 增加封隔带的完整性：在钻井过程中，需要加强封隔带的施工和检查，确保封隔
带没有破损或渗漏的隐患，防止地层中的气体和水进入环空。
2. 加强井筒工艺设计：在井筒的设计中，应考虑采取合理的井筒结构和完备的环空
封堵措施，保证井筒的完整性，减少气体渗透的可能性。
3. 定期维护和清洗井筒：及时对井筒进行定期维护和清洗，清除堵塞物和结垢，确
保环空的通道畅通。
4. 定期监测和检查：定期进行环空的压力监测和检查，发现异常情况及时采取措施
处理，避免环空带压的发生。
5. 引入合适的泄压措施：在井筒设计中，建立合适的泄压装置，以便在出现环空带
压时能够及时泄放压力，保障井筒的安全。
天然气井环空带压是钻井作业中常见的问题，需要采取综合的措施来预防和控制。
通
过加强井筒工艺设计、定期维护和监测以及引入适当的泄压装置，可以有效地减少环空带
压的发生，提高钻井作业的安全性和效率。
气井环空带压原因及目前解决措施
气井环空带压原因及目前解决措施气井环空带压原因及目前解决措施摘要：文章给出了江苏油田及国内外其它油田气井带压现状，找出了气井带压的特征规律，从管柱泄露、顶替效率、水泥浆设计及固井后水泥环受力状态对环空带压的产生原因进行了初步分析，总结了目前国内外预防及补救环空带压问题的措施，为今后类似井固井提供了借鉴。
关键词：天然气固井气窜顶替效率固井质量环空带压一、前言在石油和天然气井所钻地层和套管的环空注水泥，其作用主要是防止在所钻各地层之间出现流体窜流而保证长期层间封隔，必须在整个油气井寿命期间及报废之后都能实现有效的层间封隔。
有的井特别是天然气井，即使注水泥时钻井液顶替良好并且水泥石在初期也起到了封隔作用，但井内条件变化产生足够的应力而破坏水泥环的完整性，其结果将导致层间封隔失效，这可由后期天然气窜流、环空带压或更坏的套管挤毁实例给予证实。
国外一般简称环空带压为SCP （sustained casing pressure），有时也简称为SAP（sustained annular pressure）。
随着国内外天然气用量的迅速增加，井下的地质环境也越来越复杂，固井后的环空带压问题也越来越突出，人们也越来越意识到气井水泥环短期和长期封隔的重要性。
二、气井固井后环空带压的规律1.准确的气源位置确定难度大尽管在地面很容易发现气井环空压力异常，但是导致环空带压的气源却不易确定。
环空气的气源可能来自产层，也有可能来自非目的层。
非目的层气层可能是导管、表层套管、技术套管后的过路气层，由于气源确定难度大，采取有针对性的补救措施难度也大。
2.环空带压的压力差别大天然气井环空带压时，根据每口井储层压力与气体窜流通道的不同，环空带压值也有很大差别。
带压程度轻时环空压力接近大气压，高的时候接近储层的压力。
井口释放气体的体积少的时候基本接近于零，多的时候接近1000方/天。
通过井口压力释放，环空压力能降至零，可是当重新关闭环空时，随着时间的延长，压力又会升至原来的值。
水平井开发配套技术研究与应用
0.2
2
0.2
3
埕东西区
储层以长石粉细砂岩、细砂岩为主，泥质胶结， 平均粒度中值0.15-0.25mm, 粘度1100.12-0.2 3133mpa.s, 岩性为粉细砂岩。粒度中值0.11-0.16mm,原油 粘度438mPa.s 储集层为中细砂岩及含砾砂岩，粒度中值 0.447mm—1.911mm ,粘度1061～3174mPa· s
400
水平井长度（m）
研究确定：稠油油藏水平井完井井段的合理长度为200－250米。
（一）、水平井防砂筛管完井技术研究应用
3、研究确定了两种防砂完井方式
1）水平段不大于250米采用整体防砂筛管完井； 2）水平段大于250米采用“套管固井+防砂筛管完井”组合的分段完井方式。
封隔器 分级箍
分级 盲板 箍 封隔 器 补偿器
陈家庄油田 30口
一、水平井开发技术应用概况
水平井具有渗流面积大、渗流阻力小、能够发挥储层潜能，增加储量控 制程度和动用程度，提高原油采收率等优势 。我厂于1991年完钻的埕科1井，
是我国的第一口水平探井，该井井深2650.13米，水平井段长505米，最大井 斜93.26，钻遇20个油层，厚度达211.5米，初期日产油230吨。目前日油5.2 吨。累积产油12.9万吨。
（一）、水平井防砂筛管完井技术研究应用
现场推广应用情况
2008年在埕东西区、陈家庄南区、太平油田、沾4区等推广 应用水平井防砂筛管完井配套工艺56口井，开井52口，日液2141
吨，日油526，含水74.9％，平均单井日液41吨，日油10 吨，
含水75.6％。累油8.02万吨。特别是防砂筛管挡砂精度的优化 实现了挡砂与排砂的有机相结合，最大限度的减少渗流阻力，发
防砂工艺
油层出砂是由于井底附近地带的岩石结构破坏引起 的，它与岩石的胶结强度、应力状态、开采条件、 油井含水等因素有关。
第一节 出砂 原因及危害
1、岩石的胶结强度
砂岩的胶结物有泥质、碳酸盐、硅质等胶结物。其 中泥质胶结强度最小。 胶结物的多少也是影响胶结强度的重要因素。胶 结物少、胶结强度低是油井出砂的主要内因。
特点：
存在老化现象，有效期不如机械 防砂长，防砂后不影响井筒内的 作业。 要 求 套管无变形、无破损；适用于油层温度 >55℃ 的常规开采井防砂； 适用于油层吸收能力>500l/min(泵压小于20Mpa)；适应于光油管 全井及分层，每次防砂井段<20m 。 适应于油田中后期出砂的常 规油水井的防砂，防砂半径1.5m。
的密度大于 0.934g/cm3 的疏松砂岩稠油油藏；防砂 井应远离油水边界，含油饱和度较高 ( 大于 40 ％ ) ， 防止热量过分损失。
总之，不论注热空气焦化固砂还是短期火烧防砂 效果都较好，是稠油开发井防砂的有效途径。
四、机械防砂
防砂管柱
割缝衬管、绕丝筛管、双层及 多层筛管、滤砂管 筛管或衬管＋砾石充填
2、岩石的应力状态
油层钻开前处于应力平衡状态，钻开后，平衡 状态受到破坏，井壁附近岩石应力集中，故井壁附 近岩石易发生剪切破坏。
第一节 出砂 原因及危害
3、开采因素的影响
1) 地层压力的下降超过了极限，
从而使岩石发生塑性变形，破坏 岩石结构，引起出砂。
由于压降主要发生在 近井地带，故主要引起 近井地带出砂。
油水井防砂工艺简介
2009.9
内 容 提 纲
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 出砂原因及危害 防砂方法分类 防砂工艺现状 砾石充填防砂设计 热采井砾石充填防砂特点 改善斜井水平井防砂效果的措施
水平井及大斜度井砾石充填过程试验
水平井及大斜度井砾石充填过程试验董长银;武龙;王爱萍;刘春苗;张琪【摘要】根据水平井及大斜度井砾石充填机制与过程,考虑地层滤失、井筒倾斜、筛管偏置等特殊情况,建立水平井及大斜度井管内砾石循环充填试验模拟装置.利用该试验装置模拟水平井及大斜度井管内砾石循环充填全过程,分析α波及β波充填前沿特征,研究井筒倾角、筛管偏置度、流量、砂体积分数对充填动态及α波砂床平衡高度的影响规律及机制.试验结果表明:α波充填前沿在低流量下规则稳定,在高流量下形状不规则;α波充填结束前沉积砂床平衡高度会整体升高,导致β波充填空间较小;筛管偏置度与井筒倾角对充填动态有明显影响,井筒倾斜会降低砂床平衡高度,而筛管偏置则会加剧沉积砂床的形成并增大平衡高度;流量、砂体积分数是影响α波充填动态的直接因素.【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(034)002【总页数】5页(P74-77,82)【关键词】水平井;大斜度井;砾石充填;α波;β波;砂床平衡高度;试验模拟【作者】董长银;武龙;王爱萍;刘春苗;张琪【作者单位】中国石油大学,石油工程学院,山东,东营,257061;中国石油大学,石油工程学院,山东,东营,257061;中国石油大学,石油工程学院,山东,东营,257061;中国石油大学,石油工程学院,山东,东营,257061;中国石油大学,石油工程学院,山东,东营,257061【正文语种】中文【中图分类】TE257砾石充填是疏松砂岩油气藏水平井及大斜度井的主要防砂完井方式之一,其充填过程是复杂条件下的固液两相流动过程,涉及井筒倾斜、冲筛环空结构、筛管偏置、地层滤失等诸多复杂条件,这些均会影响充填动态以及最终的充填效果[1-3],并给整个施工过程带来风险,限制了砾石充填这一理想的防砂完井工艺在水平井及大斜度井中的应用。
水平井及大斜度井砾石充填过程包括α波充填和β波充填。
充填过程中,井筒筛管环空存在沉积砂床,上部为固液两相流动,冲筛环空为携砂液单相流动。
水平井提高砂岩钻遇率的措施和方法
水平井提高砂岩钻遇率的措施和方法
1. 钻井液的选择：选用适合砂岩的钻井液，如泥浆黏稠度适中，具有良好的悬浮固
体控制和输送能力，能够防止砂岩颗粒的沉积和团聚。
2. 钻井液的循环：保持钻井液的循环，以保持其在井眼和钻头周围形成稳定的薄膜，减少砂岩颗粒与钻井液直接接触的机会，从而减小砂岩颗粒发生破碎和钻井液渗透的可能性。
3. 钻具的选择和优化：选择适合砂岩地层的钻具，如具有良好的抗磨损性能的钻头，能够有效地切削砂岩地层，减少钻头的磨损和卡钻现象。
4. 优化钻井参数：根据砂岩地层的特点，合理调整钻井参数，如钻速、钻压、钻转
速等。
通过合理的调整钻井参数，能够减少砂岩颗粒的堆积和团聚，提高钻头的切削效
率。
5. 钻井过程的监测和控制：监测钻井过程中的钻井液性能、钻头磨损情况以及钻井
压力等参数，并根据实际情况及时调整钻井液的配方和钻具的使用情况，保持钻探的稳定
进行。
6. 井内工具的防护：在钻井过程中，应加强井内工具的防护，避免砂岩颗粒对井内
工具的磨损和卡钻现象的发生。
可采取防护套管、护筒等措施，减少砂岩颗粒对井内工具
的直接接触。
7. 钻井液的净化和回收：通过使用净化设备，对钻井液进行筛选和分离，去除其中
的砂岩颗粒和其他杂质，保持钻井液的稳定性和性能。
提高砂岩钻遇率需要综合考虑钻井液的选择、钻具的优化、钻井参数的调整、钻井过
程的监测和控制等多个方面因素，并根据具体情况采取相应的措施和方法，以达到提高砂
岩钻遇率的目的。
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提高水平井环空砾石充填率对策探讨
【摘要】本文首先对水平井环空砾石充填过程进行深入分析，找出影响其充填率的关键因素：施工排量、砂比、冲筛比及携砂液粘度，从而提出提高环空砾石充填率对策，包括优化参数和改进工艺。
在现场的实施取得了较好效果，为油田水平井防砂工艺的发展提供了有力的支撑作用。
【关键词】防砂水平井充填率
环空砾石充填是目前最佳的防砂方法之一，随着水平井应用范围的扩大对防砂也提出了相应要求，但是水平井砾石充填的影响因素复杂，在现场施工作业中经常发生充填无效，导致防砂工艺失败，从而制约了砾石充填防砂技术在水平井的应用。
1 水平井环空砾石充填过程
水平井环空砾石充填过程中，砾石和携砂液组成的混合液泵入水平段井环空，经过射孔段时，随着携砂液的滤失，流速逐渐降低，流体的紊流强度减弱，砾石因重力而下沉，流体呈密度不对称流动状态，井筒下部所含的砾石比上部多；当流速进一步降低时，流体携砂能力进一步减弱，砾石开始在流动环空底部沉积，形成在上部流体携带下而流动的沉积砂床；当混合液的流速继续降低时，流动砂床底部不再流动，形成静止的砂床。
此时，混合液中砾石无法再向前运移，从而开始在静止砂床顶部的空间内开始反向充填，直至充填到水平段开始位置。
水平井砾石充填过程是一个变质量流动过程。
在充填过程中，携砂液可以自由通过筛管缝隙，而砾石可以被
阻挡在筛套环空中。
2 水平井砾石充填率影响因素分析
影响水平井砾石充填率的因素不仅包括井身结构、地层物性等不能改变的因素，还包括现场施工排量、携砂比和携砂液粘度等可以优化的施工因素，提高充填率主要从这些可以优化的影响因素进行分析。
2.1 施工排量
理论上施工排量越大携砂能力越强，砾石颗粒越不容易沉积，充填率越高。
但是施工排量过高会形成较高的施工压力，从而导致地层压开使携砂液携带砾石进入地层，不能形成有效的环空充填从而造成防砂失败。
2.2 携砂比
较高的砂比可能会直接导致提前堵塞，并且携砂比越高，由于携砂液的滤失和砂床高度的不断升高，筛套环空中会越快地达到砾石极限浓度，堵塞位置会越提前不利于充填率的提高。
但是较低的携砂比会大大延长施工时间，增加施工成本。
因此，在保证充填率的前提下，可以尽量提高携砂比。
2.3 携砂液粘度
在一定的粘度范围内随着粘度增大携砂液携砂能力增强，随后即使再增加粘度携砂能力也基本不变，但是如果粘度太高，携砂液携带砾石进入水平井筛管末端后砾石仍不能沉降，也不行形成有效充填。
3 提高水平井环空砾石充填率对策
提高水平井砾石充填的对策主要是优化施工参数和改进施工工
艺两个方面。
3.1 优化施工参数
将对充填率影响较大的充填排量、携砂比、携砂液粘度、三个参数作为正交设计考虑的因素。
根据实际需要，将每种因素的取值分为4个位级，其中排量取值分别为400 l/ min、550 l/min、700 l/min、850 l/min，携砂比取值分别是5%、8%、10%、15%，粘度取值分别是1 mpa.s、5 mpa.s、10 mpa.s、15 mpa.s。
按照正交实验设计法，得到16种不同取值的组合方案，然后利用水平井砾石充填数值模拟软件进行模拟计算，分别计算出各施工参数在不同位级情况下的平均充填率，见表1。
根据表1的统计结果，通过直观分析得出：在给定的位级中，最佳施工参数组合为充填排量850l/min、携砂比8%、携砂液粘度
10mpa.s。
3.2 改进施工工艺
常规砾石充填防砂工艺是携砂液由上而下地进入筛套环空，该工艺在地层滤失强度大或砾石沉降过快时可能会造成提前砂堵导致
防砂工艺失败。
因此采用逆向充填工艺，使携砂液由下而上地进入筛套环空，从信号筛管开始滤砂，砾石自上而下不间断地对筛管与套管环形空间进行砾石循环充填。
3.3 现场应用
采用优化后的参数和改进的工艺在现场进行了应用，从应用效果
来看，m138-p7、j5-p32、j5-p15井和m138-p34平均充填率全部都略大于100%，循环施工结束后发现施工液量也均有小幅的减少，因此分析认为充填率大于100%的主要原因是地层压力低导致施工过程中部分携砂液进了地层。
m4-p6和m4-9-x35和由于本次循环充填前进行了地层预充填，在下入防砂管柱的过程中就发现井口轻微溢流，溢流过程中部分充填的砾石返回井筒，导致该井最终计算的充填率略小于100%。
4 结论
（1）通过水平井砾石充填过程和特征的分析，认识到提高水平井砾石充填效率的关键就是控制好水平井a充填阶段平衡砂床高度。
（2）对影响水平井a充填阶段平衡砂床高度的施工参数进行正交试验设计得到一系列组合，运用水平井砾石充填数值模拟软件计算各种组合条件下的平衡砂床高度，最后通过直观分析法和方差分析法可以确定最优的施工参数。
（3）采用提高水平井环空砾石充填率对策后进行试验的6口井均得到有效充填，说明提高水平井环空砾石充填率对策能够取得较好的应用效果。
参考文献
[1] 何生厚，张琪.油气井防砂理论及其应用[m].中国石化出版社，2003
[2] 李爱芬.地层砂粒在液体中的沉降规律研究[j].油气地质与
采收率，2001，8（1）：70-73
作者简介
何勇（1983-），男，工程师，长江大学地质工程专业工程硕士，现从事油田开发过程中的油水井防砂技术研究与应用。