苏里格气田高压气井远程自动开井技术

苏里格气田高压气井远程自动开关井技术

徐文龙、梁博羽、李彦彬、梁倚维

（中国石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心，陕西西安710018）

摘要：苏里格气田高压气井远程自动开关井技术，在现有气井井口设备的基础上，对井口节流针阀进行改造升级，同时增加相应的控制机构。通过程序控制器和阀门开关控制器联动，实现对井口节流针阀的控制。通过监测井口实时运行参数，模拟人工现场开关井的操作过程，实现高压气井的远程仿人工开关井作业。

关键词：高压气井远程开井仿人工作业

Remote automatic switching technology of

high pressure wells in Sulige gas field

XuWenLong,LiangBoYu,LiyanBin,LiangYiWei

(Sulige gas field research center,ChangQing oil-field company,PetroChina,Xi’an Shanxi 710018,China)

Abstract: Remote automatic switching technology of high pressure wells, which uses the existing wellhead equipments, is to renovate and upgrade the needle valve on the wellhead throttle, while increasing corresponding control mechanism. The linkage program controller and valve switching controller work together to control the wellhead throttle needle valve. To make the remote switching of high pressure gas wells works like the manual operation, each steps of well s’ remote controlling must simulate the field artificial operation, basing on the Monitoring of wellhead

real-time operating parameters.

Keywords: high pressure well, remote switching, artificial operation

1 前言

随着苏里格气田气井数量的逐年攀升，气井的日常开井、关井作业量逐年增多，特别是间歇生产气井的增加，使得气井开关井作业更加频繁。集气站、天然气处理厂的停产检修，会关闭大量的气井，检修完成后的开井作业量非常繁重。由于开井作业需要到每口气井井口操作，而实际的现场操作人员不足，特别是大批量气井开井作业时，一是人员相对比较缺乏，二是开井时间比较长，在一定程度上不能满足上产的需要。

苏里格气田经过5年的探索试验，已经初步建成了数字化气田，形成了“数据采集与无线传输、气井远程控制、单井电子巡井”等一系列数字化技术。通过可以“远程控制的井口电磁阀”对气井进行定压、定时开关井作业已经基本实现。由于中低压地面集输系统运行压力限制，目前的远程控制技术只能对高压气井进行远程关井作业，高压气井的开井作业必须到井场进行人工开井，尚未实现远程自动开井作业。

2 苏里格气田中低压集气工艺模式

苏里格气田中低压集输工艺模式为：“井下节流、井口不加热、不注醇、中低压集气、带液计量、井间串接、远程控制、常温分离、二级增压、集中处理”。主要是通过井下节流器将井筒高压天然气节流降压后，经采气井口进入地面中低压集输系统。为了防止井下节流器突然失效，在井口安装高低压紧急截断阀，确保节流器失效后，井口高压天然气被紧急截断阀关闭，从而确保中低压集输管道的安全。因此，井口地面流程以紧急截断阀为分界点，截断阀上游为高压系统，截断阀下游为中低压系统。现有的井口设备主要有：采气树—井口节流针阀—紧急截断阀（机械阀、电磁阀）—流量计—截止止回阀—采集气管线。

为了对气井生产情况进行有效的监控和管理，防止气井在异常情况下无法关断，在采气井口安装了数字化设备，在实时采集现场生产数据的同时，实现对井口紧急截断阀的远程关断控制。

图1 气井地面工艺流程及远程控制示意图

3 高压气井远程自动开关井技术

远程自动开关井，即是通过可以远程控制开关的阀门，将阀门开启、关闭。对于气井而言，远程控制阀门的开关状态，必须与天然气采集输系统相匹配，以避免高压天然气进入不同压力系统时出现超压等安全风险。此外，远程自动开井技术必须符合苏里格气田的实际，必须以“低成本”开发为前提，同时还要考虑高压气井开井节流降压过程及气流高速冲击的影响。

3.1 技术思路

以现有井口设备为主，通过升级改造井口节流针阀，增加动力传动机构与远程控制设备，实现传动机构与井口针阀联动。通过远程控制指令的下达，对井口针阀进行远程操作，模拟人工现场手动开关井作业。

3.2 设备组成

气井井口远程开关井设备主要由电控平衡式控制阀、电控紧急截断阀、智能井口控制器、阀门开度控制传感器、太阳能+风能电供电系统、以及油套压变送器、管压变送器、流量计等设备组成。其中，电控平衡式控制阀、智能井口控制器、阀门开度控制传感器为新增设备，其他设备为井口原有设备。

（1）油套压变送器、管压变送器、流量计所监测的压力、流量瞬时信号，作为开关井过程中系统状态的判断依据。太阳能+风能电供电系统，为整个系统提供电力动力保障。

（2）电控平衡式控制阀，保留原有针阀的功能，增加电动控制功能和阀门开度监测控制功能。电控平衡式控制阀采用无刷电机驱动。

（3）井口紧急截断阀与电控平衡式控制阀联动，当电控平衡式控制阀失效，或者开关

井作业失败后，井口紧急截断阀能够第一时间关闭，从而确保下游管输系统的安全。

图2高压气井远程开关井工艺设备示意图

（4）智能井口控制器是系统的核心，采用多个微控制器综合控制，将各种信号收集，在软件程序的控制下，协调动作，智能的完成气井的开关井功能。

3.3远程控制仿人工自动开关井

由于苏里格气田采用井下节流、中低压

集输工艺，因此气井的开井作业必须保证在

迅速降低井口油压的同时，确保地面集输管

道系统运行压力不超过管道设计运行压力。

在苏里格气田中低压集输工艺技术条件下，

远程自动开关井的实施，必须要符合人工现

场开关井的步骤，才可以确保远程开关井的

成功和安全。其核心工作是，通过实时监测

井口油压、地面管线系统压力、以及井口流

量大小，及时根据井口各项运行参数对阀门

开度进行实时的调节，从而确保在开井过程

中地面系统不超压，真正实现高压气井的远

程自动开关井作业。

3.3.1远程自动开井

目前，气田日常人工现场开井作业，主

要是通过现场开启针阀来实现。人工开井作

业的全过程要求操作人员实时观察井口油

压、地面管线的压力，人为控制井口针阀的

开度，一方面要大气量开井，快速将井口油压与地面集输系统压力持平，一方面要确保采集气管线不超压，井口截断阀不起跳，而且要避免因节流降压过程形成水合物堵塞导致开井失败。

3.3.2远程自动关井

气井远程自动关井有2种措施。一是通过向井口紧急截断阀下达远程关闭指令，使紧急截断阀座封关闭，实现气井的关断。二是通过向井口可控式针阀下达关闭指令，通过针阀完全关闭气井。方法一，可以快速将气井关断，但是冬季生产过程中阀体内容易冻堵积冰，存在关闭不完全的风险。方法二符合现场人工实际关井的操作，可以有效的将气井关闭。

4 技术展望

高压气井远程自动开关井技术的实现，将有效解决气田检修、停产期间大规模气井繁重的开关井作业程序，也将为间歇气井生产制度的调整和自动开关井控制，以及气井远程加注泡排药剂开关井的实施等气井管理工作，提供有效的技术保障。高压气井远程自动开关井技术不仅会解决高压气井开关井的问题，而且也会为低产低效井的精细化管理插上翅膀，大规模大批量气井井筒的精细化管理和“一井一法一工艺”的管理目标必将实现。

参考文献：

[1] 张建业,伍藏原,黄兰,卢培华,王建顺,李玉林.异常高压气井井口节流阀开度控制方法研究[J].石油钻采工艺,2010,(S1).

[2] 吴革生,王效明,宋汉华,王宪文,于志刚.气井井口智能生产控制系统[J].新疆石油天然,2008,(S1).

[3] 肖述琴,于志刚, 樊莲莲,商永滨.苏里格气田气井井口远程控制电磁阀研究[J].油气田地面工程,,2009,(09).

[4] 陈擎东,李军,罗辉.高压气井井口控制柜远程关断系统[J].油气田地面工程[J],2011,(08).

[5] 李战平,鲁艳峰.长北气田气井井口控制系统的设计与应用[J].自动化仪表,2008，(03).

[6] 赵登荣,李新华.井场设备采集信息远程传输系统研究与应用[J].石油天然气学报,2010,(05).

作者简介:徐文龙，男，2005年7月毕业于中国石油大学（华东）,长期从事天然气开发技术与生产管理研究工作。通讯地址：陕西省西安市未央区凤城三路巍然大厦A5002室,邮编710018，电话（029）86978159，E-mail：xuwl_cq@https://www.360docs.net/doc/fd4357829.html,。

中国石油天然气集团公司石油与天然气井下作业井控规定

可修改编辑

中国石油天然气集团公司石油与天然气井下作业井控规定可修改编辑

第一章总则第一条为做好井下作业井控工作，有效地预防井喷、井喷失控和井喷着火、爆炸事故的发生，保证人身和财产安全，保护环境和油气资源，特制定本规定。第二条各油气田应高度重视井控工作，必须牢固树立“以人为本”的理念，坚持“安全第一，预防为主”方针。第三条井下作业井控工作是一项要求严密的系统工程，涉及各可修改编辑

管理(勘探)局、油(气)田公司的勘探开发、设计、施工单位、技术监督、安全、环保、装备、物资、培训等部门，各有关单位必须高度重视，各项工作要有组织地协调进行。第四条利用井下作业设备进行钻井（含侧钻和加深钻井）的井控要求，均执行《石油与天然气钻井井控规定》。第五条井下作业井控工作的内容包括：设计的井控要求，井控装备，作业过程的井控工作，防火、防爆、防硫化氢等有毒有害气体的安全措施和井喷失控的紧急处理，井控培训及井控管理制度等六个方面。第六条本规定适用于中国石油天然气集团公司(以下简称集团公司)陆上石油与天然气井的试油(气)、射孔、小修、大修、增产增注措施等井下作业施工。第二章设计的井控要求第七条井下作业的地质设计、工程设计、施工设计中必须有相应的井控要求或明确的井控设计。第八条地质设计(送修书或地质方案)中应提供井身结构、套管钢级、壁厚、尺寸、水泥返高及固井质量等资料，提供本井产层的性质(油、气、水)、本井或邻井目前地层压力或原始地层压力、油气比、注水注汽区域的注水注汽压力、与邻井地层连通情况、地层流体中的硫化氢等有毒有害气体含量，以及与井控有关的提示。第九条工程设计中应提供目前井下地层情况、套管的技术状况，必要时查阅钻井井史，参考钻井时钻井液密度，明确压井液的类型、性能和压井要求等，提供施工压力参数、施工所需的井口、井控装备组合的压力等级。提示本井和邻井在生产及历次施工作业硫化氢等有可修改编辑

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

长庆油田试油(气)作业井控实施细则

规章制度：________ 长庆油田试油(气)作业井控实施细则单位：______________________ 部门：______________________ 日期：______年_____月_____日第1 页共29 页

长庆油田试油(气)作业井控实施细则第一条试油（气）作业井控是试油（气）作业安全施工的基本保障。做好井控工作，既可以有效防止和避免井喷及其失控事故，实现作业过程的安全生产，又有利于试油（气）作业过程中保护和发现油气层，顺利完成作业施工。第二条长庆油田井控工作的原则是立足一次井控，搞好二次井控，杜绝三次井控，指导方针是“警钟长鸣、分级管理、明晰责任、强化监管、根治隐患”，树立“以人为本”、“积极井控”的理念。第三条试油（气）作业井控工作包括：地质、工程、施工设计的井控要求，井控装备配备及管理，作业前的井控准备，试油（气）作业施工过程中的井控工作，防火防爆防硫化氢等有毒有害气体的安全措施，井喷失控的处理，井控技术培训及井控管理制度等内容。第四条带压作业井的井控技术要求和管理由作业设计作详细规定。第五条本细则是依据中国石油天然气集团公司《石油与天然气试油（气）井控规定》和SY/T6690-xx《井下作业井控技术规程》，并结合了长庆油田试油（气）作业的特点而制定的。第六条本细则适用于长庆油田公司及在长庆油田区域从事试油（气）作业的承包商队伍。第二章地质、工程、施工设计的井控要求第七条试油（气）作业的地质设计（试油气任务书、地质方案）、工程设计、施工设计中必须有相应的井控要求和提供必要的基础数据。 1、在进行地质设计前应对井场周围一定范围内（含硫油气田探井第 2 页共 29 页

固井技术规定

固井技术规定第一章总则第一条固井是钻井工程的关键环节，其质量好坏不仅关系到钻井工程的成败和油气井的寿命，而且影响到油气田勘探开发的整体效果。为保证固井工程质量，特制定本规定。第二条固井工程必须从设计、准备、施工、检验四个环节严格把关，采用适合地质特点及各种井型的先进固井工艺技术，确保质量，达到安全、可靠、经济。第三条固井作业必须按固井设计执行，否则不得施工。第二章固井设计第一节设计格式与审批第四条固井设计格式按勘探与生产分公司发布的《xx井xx套（尾）管固井设计》要求执行。第五条固井审批程序按勘探与生产分公司发布的《中油股份公司勘探与生产工程技术管理办法》执行。第二节套管柱强度要求第六条套管柱强度设计方法SY/5322-2000执行。其中，在高压气井和超深井的强度设计时，必须考虑密封因素。对安全系数的要求见下表数据。系数名称安全系数抗挤安全系数≥1.125 抗内压安全系数≥1.10

抗拉安全系数管体屈服强度≥1.25 螺纹连接强度直径244.5mm及以上套管≥1.6 直径244.5mm以下套管≥1.8 第七章套管柱抗挤载荷计算在正常情况下按已知产层压力梯度、钻井液压力梯度或预测地层孔隙压力值计算。遇到盐岩层等特殊地层时，该井段套管抗挤载荷计算取上覆地层压力梯度值，且该段高强度套管柱长度在盐岩层段上下至少附加50m 第八条套管柱强度设计应考虑热采高温注蒸汽过程中套管受循环热应力的影响。第九条对含有硫化氢等酸性气体井的套管柱强度设计，在材质选择上应明确提出抗酸性气体腐蚀的要求。有关压裂酸化、注水、开采方面对套管柱的技术要求，应由采油和地质部门在区块开发方案中提出，作为设计依据。第三节冲洗液、隔离液和水泥浆要求第十条冲洗液及隔离液 1、使用量：在不造成油气侵及垮塌的原则下，一般占环空高度的300～500m。 2、性能要求：冲洗液和隔离液能有效冲洗、稀释、隔离、缓冲钻井液，与钻井液及水泥浆具有良好的相容性，并能控制失水量，不腐蚀套管，不影响水泥环的胶结强度。第十一条水泥浆试验按SY/T5546-92执行，试验内容主要包括：密度、稠化时间、滤失水、流变性能、抗压强度等。

固井施工过程井控应急措施(正式)

编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 固井施工过程井控应急措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-8275-93 固井施工过程井控应急措施(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。一、固井施工过程中井涌、井喷的应急措施。 1、注前置液时发生井涌或井喷，立即停止注前置液，并向钻井队工程技术员汇报，有钻井队根据井涌情况决定是否关井并进行压井处理措施，确保压稳地层后重新组织固井施工。 2、注入水泥过程中发生井涌、井喷时根据具体情况采取以下措施：（1）、注放水泥量少时，由钻井队根据井涌情况决定是否关井，如果关井，要节流循环出注入的水泥浆并采取压井措施。压稳地层后重新组织固井施工。（2）、已经开始注尾桨时出现井涌或井喷时，由钻井队实施关封井器后节流注水泥作业，抢压胶塞、节流顶替。同时启动固井工程公司井控应急预案。二、尾管固井井控措施

1、尾管固井封固井段短，要计算前置准的使用量，仔细核算地层压力和环空静液柱压力，实现平衡压力固井。 2、固完尾管后要求将钻具起到安全位置，循环出多余水泥浆。在进行循环泥浆时水泥浆正处于失重时期，地层流体容易窜入到水泥浆中。因此，在起钻过程中一定要注意灌泥浆作业，防止起钻过快造成抽吸现象，降低套管内液柱压力后地层流体窜入到水泥浆中造成固井质量不好，防止环空静液柱压力降低后诱发井涌或进喷。三、注入水泥过程中，水泥车出现不正常情况。在注入低密度水泥浆阶段： 1、泥浆泵出现凡尔卡住现象，要判断准确，是哪个凡尔卡住，及时停泵排除。 2、发动机出现供油不畅，能在（10-15分钟）内排除的，排除后继续施工。如不能排除时，换车继续施工。 3、出现高能混合器堵塞现象，停泵检查排除，

长庆油田试油(气)作业井控实施细则正式样本

文件编号：TP-AR-L8147 There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party. （示范文本）编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 长庆油田试油(气)作业井控实施细则正式样本

长庆油田试油(气)作业井控实施细则正式样本使用注意：该管理制度资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范，条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。第一章总则第一条试油（气）作业井控是试油（气）作业安全施工的基本保障。做好井控工作，既可以有效防止和避免井喷及其失控事故，实现作业过程的安全生产，又有利于试油（气）作业过程中保护和发现油气层，顺利完成作业施工。第二条长庆油田井控工作的原则是立足一次井控，搞好二次井控，杜绝三次井控，指导方针是 “警钟长鸣、分级管理、明晰责任、强化监管、根治

隐患”，树立“以人为本”、“积极井控”的理念。第三条试油（气）作业井控工作包括：地质、工程、施工设计的井控要求，井控装备配备及管理，作业前的井控准备，试油（气）作业施工过程中的井控工作，防火防爆防硫化氢等有毒有害气体的安全措施，井喷失控的处理，井控技术培训及井控管理制度等内容。第四条带压作业井的井控技术要求和管理由作业设计作详细规定。第五条本细则是依据中国石油天然气集团公司《石油与天然气试油（气）井控规定》和 SY/T6690-2008《井下作业井控技术规程》，并结合了长庆油田试油（气）作业的特点而制定的。第六条本细则适用于长庆油田公司及在长庆

固井对钻井要求

需要钻井单位配合内容 1）井底发生漏失的井，固井前进行堵漏作业，堵漏后要求做地层承压试验，满足水泥浆上返要求； 2）井队提供真实地破试验数据，钻进过程中发生漏失和堵漏情况，下套管前按照工程设计要求做地层承压试验； 3）严格按照规范进行通井、下套管、循环洗井等工作，为固井提供一个良好的井眼； 4）为保证固井套管居中度，177.8mm技术套管要求目的层每3根安放一个弹性扶正器，非目的层每10根安放一个弹性扶正器；139.7mm套管目的层每3根安放一个树脂扶正器，非目的层段每10根安放一个弹性扶正器。由于2019年测井新添SBT测井项目，对套管居中度要求较高，因此井队严格按照要求加放扶正器； 5）下套管过程及中途循环过程发生漏失、遇阻等复杂情况，井队记录好套管下入位置，漏失情况，及时汇报； 6）固井前循环期间，若发生漏失，钻井队及时请示甲方下一步施工方案；若无法建立循环的井，经甲方批准后采取正注反挤技术措施，井队提供不少于30m3的泥浆，用于大排量冲刷目的层井段； 7）固井前循环要求：套管到位后，小排量低泵压顶通，0.3-0.5m3/min小排量循环出环空泥浆量，泵压和排量稳定的情况下逐步提升排量,达到循环泥浆上返速度不低于1.2m/s，原则上循环时间不低于2个循环周，循环过程中调整钻井液性能，在保证钻井液密度波动在±0.02g/cm3基础上，降低粘度至45-50s，钻井液循环均匀，循环压力稳定，振动筛无泥饼、岩屑后进行固井施工； 8）固井前，井队保证备水充足，满足固井施工要求，备好多余泥浆罐收集固井返出的泥浆和水泥浆； 9）按设计要求生产套管固井，替浆采取清水替浆，井队提前清洗泥浆罐，做好备水准备，按设计排量替浆，若井队因泥浆罐无法单独隔离储备清水，导致无法实现大泵替清水，需提前告知固井队，经固井队更改固井方案，经甲方审批后采用双车替浆； 10）固井期间，井队电工现场值班，保证供电连续；

中国石化复杂地层深井超深井固井技术

中国石化复杂地层深井超深井固井技术丁士东桑来玉周仕明（中国石化石油勘探开发研究院德州石油钻井研究所,山东德州 253005）摘要：深井超深井复杂地层固井面临着高温、高压、高含腐蚀性气体、压稳与防漏、盐膏层、顶替效率低等固井技术难题，固井难度大。为此，采用了“封”、“堵”、“压”、“快”和“新”等综合固井技术措施，应用新型非渗透和胶乳防气窜水泥浆体系，提高了水泥浆本身抗窜能力，减低CO2和H2S对水泥石的腐蚀；采用纤维堵漏水泥浆，提高了水泥浆堵漏能力和地层承压能力，扩大了钻井液安全密度窗口；建立了动态循环承压试验方法，采用分段压稳设计模型分析固井后环空压力，实现压稳和防漏的协调统一；采用双凝双密度水泥浆设计，确保主力气层快速形成早期强度，实现“以快制气”，有效控制气层气体；采用旋转尾管固井新技术，在洗井和注水泥过程中旋转尾管，提高了洗井质量和水泥浆顶替效率。通过上述技术措施，为解决中国石化复杂压力深井超深井固井技术难题作了有益的尝试，取得了较好的现场应用效果。主题词：中国石化深井超深井复杂压力水泥浆体系固井应用近年来，随着中国石化油气勘探开发的不断深入，钻井技术水平的提高，出现了越来越多的深井超深井，完钻井深大多超过了6000m，主要集中在新疆塔里木盆地、川东北地区等区域。在钻井中过程中，经常遇到高压地层，如塔河油田秋南1井、巴楚区块，川东北地区河坝等区块；以及遇到低压易漏失地层，如塔河油田二叠系，深部奥陶系，川东北地区海相地层，这些复杂地层都增加了固井的难度。中国石化塔河油田2008年产能建设超过600万吨，川东北盆地海相层系油气勘探也取得了很大进展，发现了目前国内最大的海相整装气田-普光气田，在其外围也相继发现了清溪、河坝等高产气田，元坝等外围区块准备进一步加快，以普光气田为主体的川气东送已列入国家“十一五” 重点工程并正式开工建设，川东北海相油气勘探开发展示了良好的前景。塔里木盆地、川东北地区海相气井井深、温度高，地层压力高，特别是川东北地区、塔河雅克拉气田，很多气井含有酸性或腐蚀性气体H2S和CO2，给油气田安全勘探与开发带来了巨大挑战。2006年的罗家2井泄漏出含H2S的天然气，都造成了对周围生命、财产和环境的极大破坏，分析认为这与其固井质量差有很大关系；在普光气田先期8口探井中，有6口井正是主要由于固井质量不好和没有充分考虑井下CO2和H2S气体对水泥环以及套管柱腐蚀问题，不能直接转化生产井，造成了数亿元经济损失。 1 主要固井技术难题分析深井超深井固井受到的影响因素众多（如井眼条件、钻井液性能、地层漏失和地层流体等），技术难度大，风险非常高。 (1)气层压力高，气层活跃，固井后易发生环空气窜。

修井作业井控事故应急预案(优选.)

1 总则 1.1编制目的为进一步贯彻“安全第一，预防为主”的安全生产方针，保障井下作业施工安全，防止井喷失控事故发生及一旦发生井喷失控事故，把事故损失降低到最低限度，进一步实现管理理念的转变和管理体制的创新。由过去的物本管理向人本管理转变，进而向能本管理的方向发展，达到最大限度的调动人的主观性和最大限度的发挥物质效能，实现本质安全，因此特制订本预案。 1.2编制依据依据《中华人民共和国安全生产法》、《中国石油天然气集团公司应对突发重大事件（事故）管理办法》、《中国石油天然气集团公司应急预案编制通则》、《中国石油天然气集团公司突发事件总体应急预案》、《中国石油天然气集团公司钻井井控规定》《中国石油天然气集团公司石油与天然气井下作业井控规定》、SY/T5087-2005《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》、SY/T6610-2005《含硫化氢油气井井下作业推荐作法》、《吉林油田公司突发事故总体应急预案》、《吉林油田公司井喷事故应急预案》、《红岗采油厂突发事故总体应急预案》，制定本预案实施细则。 1.3适用范围本预案规定了红岗采油厂范围内的钻井、试油、井下作业等生产过程中发生井喷、井喷失控等事故时，吉林油田公司应急响应的内容和要求。 1.4工作原则 1.4.1 以人为本、安全第一。井喷失控事故应急救援工作，应始

终把保障人民群众的生命安全和健康放在首位，切实加强应急救援人员的安全防护，最大程度减少事故可能造成的人员伤亡和危害。 1.4.2 井控环保，联防联治。井喷失控事故应急救援工作要与保护环境相结合，防止有毒有害气体伤害和井内喷出流体的环境污染，避免发生衍生事故和次生灾害，确保人民群众的生命财产安全。 1.4.3 统一指挥、分级负责。本预案制定本单位井喷事故应急响应预案，负责相关的应急处理工作。 1.4.4企地联动、常备不懈。积极与红大公司、地方政府应急救援机构保持联系，做好应急救援的衔接工作。始终做到责任明确、反应迅速、指挥有力、措施有效。 2发生井喷失控事故的因素 2.1客观原因 2.1.1多数油、气井中有高压层和漏失层。 2.1.2井口设备装置、井身结构、油层套管、技术套管等存在质量问题。 2.1.3井下工具、封隔器解封机构失灵，胶筒不收缩，解封不开，起钻时造成抽汲油层。 2.2人为责任原因 2.2.1由于地质、工程设计的失误。 2.2.2无预防措施或措施不当。 2.2.3误操作以及在施工中使用的压井液质量不合格,不按设计施工。 2.2.4防喷设备、工具不配套，设备故障等。 2.3不可预见原因

天然气井井喷事故及危害(标准版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理）单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 天然气井井喷事故及危害(标准版)

天然气井井喷事故及危害(标准版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。随着天然气勘探开发领域的不断扩大，面临的对象越来越复杂，天然气勘探开发工作难度越来越大，安全风险也越来越高，一旦发生井喷失控，将导致后果严重、损失巨大甚至灾难性的事故和恶劣的社会影响。为了应对各种复杂情况，实现安全、优质、高效施工作业，必须坚持预防为主的原则，做好天然气井井控工作，避免井喷及井喷失控事故的发生，达到最大限度地发现、保护、解放气层。一、天然气井井喷的相关概念 (1)井控(WellContr01)为了实现井内压力平衡而采取控制地层孔隙压力的方法或手段。 (2)气侵(GasInflux)当地层孔隙压力大于井底压力时，地层孔隙中的天然气将侵入井内，称之为天然气气侵。 (3)溢流(Overflow)当天然气气侵发生后，井口返出的钻井液量比泵入的钻井液量多，停泵后钻井液在井口自动外溢的现象称之为天然气井溢流。

高压气井动态控压固井新技术及应用

高压气井动态控压固井新技术及应用发表时间：2018-11-14T20:39:03.023Z 来源：《基层建设》2018年第28期作者：陈婉怡 [导读] 摘要：钻井过程中井底压力的稳定是保障井控安全的基础，但是由于地质条件可预知性差，特别是在窄安全密度窗口地层中，钻井过程中的起下钻、活动钻具、接单根以及泵入排量的变化均会引起较大的井底压力波动，导致井漏、井涌等问题，增加非生产时间，导致勘探开发费用大幅度提高。中海油田服务股份有限公司天津 300459 摘要：钻井过程中井底压力的稳定是保障井控安全的基础，但是由于地质条件可预知性差，特别是在窄安全密度窗口地层中，钻井过程中的起下钻、活动钻具、接单根以及泵入排量的变化均会引起较大的井底压力波动，导致井漏、井涌等问题，增加非生产时间，导致勘探开发费用大幅度提高。常规的钻井工艺过程中，主要通过改变钻井液密度实现环空压力的控制，但该处理措施一般耗时较长，容易使复杂情况恶化，而且需要额外的钻井液添加剂，增加了作业成本；另外，在窄密度窗口地层（如裂缝性漏失地层）中钻进时，安全钻井液密度窗口往往不到0.02g/cm3，而环空循环摩阻通常在0.03-0.15g/cm3之间，因此极易发生开泵漏失、停泵溢流的复杂情况。为此，文章对高压气井动态控压固井新技术及应用方面进行分析，具有重要的现实意义。关键词：动态控压；新技术；固定引言：控压钻进是实现井底压力快速地稳定在安全钻井液密度窗口内的重要钻井工艺技术，自动节流管汇是实施该技术的关键。综合考虑控压钻井工艺要求和海上钻井平台面积有限的局限性，设计一种具有层式空间结构的撬装自动节流管汇，并配套设计液压控制系统。该自动节流管汇是一套集压力、流量、温度等参数采集和井口回压控制于一体的自动化系统，具有节流控压、压力补偿、放喷、流量和压力监测等功能，而且优化了阀件布置，大大降低了整套设备的占地面积，提高了设备通用性，为海上控压钻井技术的应用和设备配套提供了借鉴。一、控压钻井节流控制原理常规钻井主要通过调整钻井液密度，继而改变静液柱压力，实现井底压力的改变，但该处理方法一般耗时较长。考虑在井口处施加一定的回压，通过改变也能起到改变井底压力的目的，这就是所谓的控压钻井，由于压力改变为机械波传播速度，井底压力调控速度较快。控压钻井的实质是在井口处安装一定的节流装置，通过对井底压力的实时监测、水力参数的分析计算，对节流装置的开度进行精确调整，改变钻井液流过该装置时产生的节流压差，从而在井口环空处的产生一定的回压，最终影响井底压力。控压钻井自动控制的对象是回压值。根据钻井过程中钻井液的循环状态，钻井施工可以分为钻进或循环、停泵、开泵和停止循环四种工况，为了实现不同工况下的安全高效钻进，有必要保持井底压力的恒定。二、控压钻井自动节流管汇设计自动节流管汇是控压钻井技术的执行机构，决定着控压钻井作业的成败。在钻井过程中，由于受钻井工况、设备及施工操作等因素的影响，井眼环空压力经常发生变化，并且各影响因素（如井眼轨迹、钻压、转速）之间相互关联、相互作用。要实现井底压力的快速准确控制，必须具备一整套集压力、流量、温度等参数采集和井口回压控制于一体的自动节流管汇，要求该管汇具备以下基本功能：第一，正常钻进时，能够利用节流作用在井口套管环空处形成回压；第二，停止循环时，能够利用回压泵形成小循环，在井口环空处形成回压；第三，能够实时准确监测钻井液返出量；第四，发生紧急情况时，具有放喷功能。由于海上钻井平台面积有限，为了节省管汇安装空间和满足海上控压钻井的需要，作者采用了层式空间撬装结构设计，顶层包括液动节流阀A、液动节流阀B、1个流量计、3个四通和2个手动板阀；中间层包括液动板阀A和3个手动板阀；底层包括液动板阀B、手动板阀C、手动板阀D、5个四通、1个单向阀、1个岩屑过滤装置和1个压力传感器。管汇与外部设备及管汇内部设备间的连接及安装如下图所示，顶层和中层的设备按图中箭头所示向上翻转，该管汇与控制柜等配套设备安装在撬装底座上，结构合理而紧凑，不仅满足了节流、压力补偿、流量监测和放喷等工艺需要，而且便于运输安装及海上平台安装使用，有效节省管汇占地面积（中石油钻井院研制的精细控压钻井自动节流管汇占地面积14.63m2，与其相比减少近5m2），扩展了控压钻井的应用范围。节流管汇示意图如下：为了适用于海洋平台环境及场地要求，该液控系统的高压管路材质选用316L不锈钢，集中组装在控制柜内，与节流管汇一起安装在撬装底座上。该系统额定工作压力为10.5MPa，采用一台气动液泵和一台手动泵为系统提供液压源，通过蓄能器为系统保压，以维持各阀的正常工作及换向关闭，而且能够实现超压（≥23.5MPa）自动排放功能，以维持各阀的正常开启。该系统可通过远程自动控制、本地手动控制两种模式精确控制两只液动节流阀和两只液动平板阀的开关，而且为了保证操作安全，远控和手动控制具有互锁功能。第一，远程控制模式。通过计算机采用电控液方式控制高压液压油导通或关闭，从而对管线系统进行控制，实现对两只液动节流阀和两只液动平板阀开关的远程控制。第二，本地手动控制模式。若计算机控制系统出现问题，可以通过控制柜面板手动调节节流阀开度和平板闸阀的开关，本地控制采用液动换向阀直接控制液压回路，实现通道的切换和阀门开度的调节。自动节流管汇液控系统的回路设计主要包括气体回路、节流阀控制回路、平板阀控制回路。其中，气体回路。气体回路采用干净干燥的压缩气体，主要用于驱动气动液体增压泵的启停、调节气动增压泵的输出压力等。节流阀控制回路。节流阀控制是整个液控系统设计的关键，需要确保钻进期间井底压力的伺服控制。管汇中有两个液控节流阀YJ1_top和YJ2_top，要求能够同时对两个节流阀进行独立控制，因此，设计了两个相同的节流阀控制回路。自动控制时，节流阀阀位传感器接收信号，计算机自动控制比例电磁阀的阀芯开口度，调整高压液体的流量，可实现管汇节流阀开大或关小的速度及位置。现场手动控制时，能够手动控制三位四通换向阀，可控制高压液体进入节流阀上腔（或下腔），同时节流阀下腔（或上腔）的回油流回回液

1、中国石油天然气集团公司石油与天然气井下作业井控规定

中国石油天然气集团公司石油与天然气井下作业井控规定第一章总则第一条为做好井下作业井控工作，有效地预防井喷、井喷失控和井喷着火、爆炸事故的发生，保证人身和财产安全，保护环境和油气资源，特制定本规定。第二条各油气田应高度重视井控工作，必须牢固树立“以人为本”的理念，坚持“安全第一，预防为主”方针。第三条井下作业井控工作是一项要求严密的系统工程，涉及各管理(勘探)局、油(气)田公司的勘探开发、设计、施工单位、技术监督、安全、环保、装备、物资、培训等部门，各有关单位必须高度重视，各项工作要有组织地协调进行。第四条利用井下作业设备进行钻井（含侧钻和加深钻井）的井控要求，均执行《石油与天然气钻井井控规定》。第五条井下作业井控工作的内容包括：设计的井控要求，井控装备，作业过程的井控工作，防火、防爆、防硫化氢等有毒有害气体的安全措施和井喷失控的紧急处理，井控培训及井控管理制度等六个方面。第六条本规定适用于中国石油天然气集团公司(以下简称集团公司)陆上石油与天然气井的试油(气)、射孔、小修、大修、增产增注措

施等井下作业施工。第二章设计的井控要求第七条井下作业的地质设计、工程设计、施工设计中必须有相应的井控要求或明确的井控设计。第八条地质设计(送修书或地质方案)中应提供井身结构、套管钢级、壁厚、尺寸、水泥返高及固井质量等资料，提供本井产层的性质(油、气、水)、本井或邻井目前地层压力或原始地层压力、油气比、注水注汽区域的注水注汽压力、与邻井地层连通情况、地层流体中的硫化氢等有毒有害气体含量，以及与井控有关的提示。第九条工程设计中应提供目前井下地层情况、套管的技术状况，必要时查阅钻井井史，参考钻井时钻井液密度，明确压井液的类型、性能和压井要求等，提供施工压力参数、施工所需的井口、井控装备组合的压力等级。提示本井和邻井在生产及历次施工作业硫化氢等有毒有害气体监测情况。压井液密度的确定应以钻井资料显示最高地层压力系数或实测地层压力为基准，再加一个附加值。附加值可选用下列两种方法之一确定： (一)油水井为0.05－0.1g/cm3;气井为0.07－0.15 g/cm3 (二)油水井为1.5－3.5MPa;气井为3.0－5.0 MPa

长庆油田试油(气)作业井控实施细则实用版

YF-ED-J2525 可按资料类型定义编号长庆油田试油(气)作业井控实施细则实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿）二零XX年XX月XX日

长庆油田试油(气)作业井控实施细则实用版提示：该管理制度文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。第一章总则第一条试油（气）作业井控是试油（气）作业安全施工的基本保障。做好井控工作，既可以有效防止和避免井喷及其失控事故，实现作业过程的安全生产，又有利于试油（气）作业过程中保护和发现油气层，顺利完成作业施工。第二条长庆油田井控工作的原则是立足一次井控，搞好二次井控，杜绝三次井控，指

导方针是“警钟长鸣、分级管理、明晰责任、强化监管、根治隐患”，树立“以人为本”、“积极井控”的理念。第三条试油（气）作业井控工作包括：地质、工程、施工设计的井控要求，井控装备配备及管理，作业前的井控准备，试油（气）作业施工过程中的井控工作，防火防爆防硫化氢等有毒有害气体的安全措施，井喷失控的处理，井控技术培训及井控管理制度等内容。第四条带压作业井的井控技术要求和管理由作业设计作详细规定。第五条本细则是依据中国石油天然气集团公司《石油与天然气试油（气）井控规定》和SY/T6690-2008《井下作业井控技术规程》，并结合了长庆油田试油（气）作业的特点而制

低密度固井技术新进展

低密度固井技术新进展概述随着石油勘探、开发地不断深入，深井、超深井数量不断增加，低压、易漏、长裸眼、长封固段、多压力层系的固井作业随之不断增多。在一口井的井眼和套管之间注入水泥浆的过程称为固井。自开始固井以来，固井的主要目的是封堵井眼内的油、气和水层。此外，水泥环强度必须满足后期增产措施、射孔、开采和各项修井作业的需要，同时在井的生产期中也要满足经济性、可靠性、安全性的要求，而后续进行许多生产或增产作业，其成功与否与固井作业质量有很大关系。低密度水泥固井可以降低套管外液柱压力，从而降低水泥浆液柱压力与地层孔隙压力差，实行合理压差固井，减少水泥浆滤液和固体颗粒侵入油气层，可减少对油气层的损害，有利于保护油气层：①、对于低压油、气层或漏层降低水泥浆密度可以防止堵塞、压死油、气层及漏失；②、对气井或有严重腐蚀套管的水、气层存在的油井，要使水泥浆返出地面，提高套管的使用年限，也需要降低水泥浆密度，减少静液柱压力；③、对于低压易漏深井长封固段注水泥，即便采用分级注水泥技术，仍希望尽可能降低水泥浆的静液柱压力，以便在较低泵压下获得较好的固井质量。膨润土低密度水泥浆体系膨润土密度为2.60-2.70g/cm3主要由含粘土矿微晶的蒙脱石组成，经干燥、磨细而成的粉状物质。国内主要产品有山东潍坊膨润土和安丘膨润土等。膨润土具有规则的层状结构，层与层之间可以吸附大量的水分，使其体积膨胀，通常每克膨润土可以吸水5.3mL，体积膨胀达15倍以上，因此设计膨润土低密度水泥浆时主要靠增大用水量来实现低密度。对于API G级水泥，水灰比为0.44时水泥浆密度约为1.90 g/cm3。如使配制的水泥浆密度降低至1.55 g/cm3，则相应的水灰比约为0.93，这样扣除水泥本身的水灰比0.44，余下部分的水就需要增加膨润土来吸附。在膨润土低密度水泥浆中，膨润土的作用有两个：一个作用是吸附水，另一个作用就是靠其吸水后的自身分散，悬浮支撑沉降的水泥颗粒，保持水泥浆体系的稳定性。从理论上讲，膨润土低密度水泥浆的设计密度可低于1.5g/cm3，但事实上低于这个密度，就失去了其实际使用价值，这是因为随着水灰比增大，膨润土掺量也增大，而水泥石的强度降低，渗透性增加。实验表明膨润土低密度水泥浆适宜的密度为1.53-1.58 g/cm3。膨润土掺量为干水泥质量的8％-10％。若采用预水化膨润土，达到相同的密度，则只需2％的预水化膨润土就相当于8％的干混膨润

天然气井固井质量分析及技术措施(新编版)

天然气井固井质量分析及技术措施(新编版) Safety technology is guided by safety technology, based on personnel protection, and an orderly combined safety protection service guarantee system. ( 安全技术) 单位：_______________________ 部门：_______________________ 日期：_______________________ 本文档文字可以自由修改

天然气井固井质量分析及技术措施(新编版) 一、固井质量统计截止4月16日，共固气井24口，固井质量不合格1口（苏36-16-16井），1口井留水泥塞75米（双24）。优质18口。二、存在的问题（一）苏36-16-16井固完井替空 1、苏36-16-16井固井数据： 40636钻井队承钻的苏36-16-16井3月27日开钻，4月7日完钻，4月10日固井，完钻井深3497m。井身结构： ?311mm×505m+?244.5mm×504.90m+?222mm×

2460m+?216mm×3497mm+?139.7mm×3483.23mm 最大井斜2.4°/1625m 气层顶界：3348~3352m气层底界：3443~3446m 阻位：3476.83m 短位：3263.56~3269.39m 全井为?139.7mm×N80×9.19mm套管，扶正器30只。理论替量：41.0m? 水泥量：尾浆20t，领浆20t。下套管前泥浆性能：比重1.08，粘度56，失水5，泥饼0.5，切力3/7，含砂0.2，PH11 固井时泥浆性能：比重1.08，粘度47，失水7，泥饼0.3，切力3/5，含砂0.1，PH9 2、施工情况： 14：00-12：00下套管

井控技术措施

井控技术措施（一）表层固井 1、钻井队表层钻深必须进入稳定层50米以上，保证下部表套水泥环与地层的胶结质量。 2、要高度重视表层固井施工，确保表层固井质量。固表层套管前要认真核对表层井深和表层套管下入深度，确保表层套管按钻井设计要求下到位置。 3、认真做好表层固井设计，确保表层固井灰量足够，按照固表层作业要求做好现场施工，打好水泥浆密度，油井留10-15米水泥塞，并做好固井表层施工记录。 4、要求钻井队固完表层后必须保证水泥候凝8小时后才能二开钻进。 5、固完表层后，对由于井漏而导致水泥未返到地面的井，井队要技术及时回填井口。（二）完井固井 1、要求钻井队下套管前必须先换好相应尺寸的防喷器闸板芯子后下套管。 2、认真做好完井固井设计，进行平衡压力计算。 3、钻井液密度异常的井，要求钻井队处理时必须坚持加入稀释剂稀释钻井液的原则，不得采用大量加清水处理钻液的办法。 4、对出油、出气的井，必须要坚持先稳定底层后固井的原则，做

好固井后的关井工作。 5、钻井队下套管过程中必须按下套管技术要求井行灌泥浆作业，下完套管给套管内灌满泥浆后能接方向杆循环泥浆，循环1-2周，循环处理好泥浆后进行固井作业。 6、完钻发生漏失的井必须先堵漏后固井。防止下套管过程中或固井过程中发生漏后环空液柱压力降低后诱发京涌。 7、一次上返固井和双级固井的一级固井过程中发生漏失的井，候凝期间要认真观察井口，发现溢流现象要立即关井。一、固井施工过程中井涌、井喷的应急措施。 1、注前置液时发生井涌或井喷，立即停止注前置液，并向钻井队工程技术员汇报，有钻井队根据井涌情况决定是否关井并进行压井处理措施，确保压稳地层后重新组织固井施工。 2、注入水泥过程中发生井涌、井喷时根据具体情况采取以下措施：（1）、注放水泥量少时，由钻井队根据井涌情况决定是否关井，如果关井，要节流循环出注入的水泥浆并采取压井措施。压稳地层后重新组织固井施工。（2）、已经开始注尾桨时出现井涌或井喷时，由钻井队实施关封井器后节流注水泥作业，抢压胶塞、节流顶替。同时启动固井工程公司井控应急预案。三、尾管固井井控措施 1、尾管固井封固井段短，要计算前置准的使用量，仔细核算地层