钻井坐岗培训课件(2)

2020-02-21 13:05

九、不同工况下的溢流显示:

1.钻进过程中发生溢流的显示 A 间接显示

① 钻速突快、蹩跳或放空;

A钻遇高压地层时,由于地层孔隙度增加,井底压差减小,钻速加快; B 钻遇碳酸盐地层时,若裂缝发育或溶洞,不仅钻速突快,而且出现放空或蹩跳现象。

②钻具悬重发生变化;(升高或降低)

A悬重增加:∵地层流体侵入井内使ρm↓,浮力↓,∴悬重↑。 B悬重降低:∵溢流后地层流体有一个向上的喷势,∴悬重↓。 ③循环泵压下降,泵冲增加气测值增加;

④返出岩屑发生变化:块大、量多、形状不规则。 B 直接显示

①泥浆池液面升高;(1方报警,2方关井) A 快速升高:高孔隙度、高渗透性地层时; B 先慢后快:高产层;

C 缓慢升高:低空隙、低渗透、低产层。 为了能及时发现溢流,必须安装泥浆池液面指示器、记录仪表和报警装置。

②泥浆出口管流速、流量增加;

A 若排量不变,地层流体侵入井内,泥浆返出量增多,出口管流速加快 B 若为天然气溢流,因气体膨胀,出口管流速会越来越大。 ③停泵后钻井液自动外溢; ④钻井液性能发生变化;

A 气侵时,密度降低,粘度升高; B 油水侵时,密度降低,粘度降低。 2.起下钻时发生溢流的显示: ① 起钻:

A起钻时灌钻井液困难,实际灌入钻井液体积小于起出钻具的体积,或灌不进钻井液。

B停止灌钻井液时井口仍有钻井液返出。 ②下钻:

A 若井口返出的钻井液体积大于下入钻具的体积; B 停止下放钻具后,井口仍有钻井液自动外溢。 3.空井(测斜、电测)时溢流的显示: ①出口管有钻井液自动返出; ②钻井液池面升高;

③井内液面下降(井漏可能引起溢流、井喷)

十、及时发现溢流迅速关井的优点

1.控制住井口,可以使井控工作处于主动,有利于实现安全压井。 2.制止地层流体继续侵入井内。

3.可保持井内有较多的钻井液,减少关井和压井时的套压。 4.可以准确地计算地层压力和压井钻井液密度。

十一、如何及时发现溢流

1.正确认识及时发现溢流的重要性和溢流将会带来的危害性。

2.建立坐岗员制度,明确其岗位职责。

3.坐岗人员必须有高度的责任心和井控基本常识。

4.重视地质预告。每口井开钻前必须进行地质交底,明确目的层深度及其邻井的地层压力系数。

5.重视溢流的显示。

6.井入目的层前100m开始坐岗,具体要求是: ①钻进中每10-15分钟观察记录一次返出量的变化,观察钻井液槽面有无气泡、油花、气味(H2s)和钻井液池液面变化,并测定一次钻井液密度、粘度。

②起钻作业中,观察灌钻井液时井口是否返出。下钻时观察钻井液返出量是否正常,并及时复核钻井液灌入量或返出钻井液量是否与起出或下入钻具体积相符,每15分钟填写一次坐岗记录。

③其它作业时观察井口是否有钻井液自动外溢,钻井液池面是否升高等现象,每15分钟填写一次坐岗记录。

十二、坐岗员丈量、计算、记录钻井液量变化的具体方法

出口管钻井液返出量增大,钻井液液面升高,起钻时钻井液灌入量小于起出钻具体积或灌不进钻井液,停泵或停止下放钻具时井口仍有钻井液自动外溢等现象等都是溢流的直接而主要的显示,因此,通过观察,记录钻井液量的变化是及时发现溢流的主要手段。

1.钻进中钻井液变化量的丈量、计算、记录: 正常钻进中,随着井深的增加,井筒容积也不断增加。因此,在钻井液总量(井筒钻井液量+地面钻井池中的钻井液量)没有人为变化的情况下,地面钻井液池中的钻井液量将不断减少。

每钻进单位进尺时:

井筒容积增量(升)= 1/ 4πD2×进尺(分米) (其中D:钻头外径,分米) 钻具体积增量(升)=每米钻具体积(升/米)×进尺(米)

井筒钻井液增量(升)=井筒容积增量(升)-钻具体积增量(升)

地面钻井液减少量=井筒钻井液增量(升)+自然消耗量(地面蒸化、地层渗漏、井径扩大等)

所以,正常情况下每钻进单位进尺,钻井液池中的钻井液减少量,至少应该等于井筒钻井液量增量。若钻井池中的钻井液减少量小于井筒钻井液增量或不减少反而有液面升高趋势,说明有地层流体侵入井内,发生了溢流。若钻井液减少量很明显,大大超过井筒钻井液增量时,说明井下出现漏失。

为了计算方便,应将钻井液池钻井液的变化用液面高度的变化来表示。 钻井液罐钻井液增减量(升)=N×钻井液罐液面高度增减量(分米)×钻井液罐长(分米)×钻井液罐宽(分米)

正常钻进中,每钻进单位进尺,钻井液罐至少应该下降的液面高度(分米)=每钻进单位进尺井筒钻井液增量(升)/(N ×钻井液罐长(分米)×钻井液罐宽(分米) )

(其中N:钻井液罐数量,若钻井液罐大小不一,则应分别计算。)

实际工作中,每10-15分钟观察一次钻井液变化量,并量出钻井液液面变化高度,然后再换算成体积记录在坐岗记录本上。

2.起钻作业中钻井液变化的丈量、计算、记录:

起钻作业中,原来由钻具和钻井液充满的井筒,因钻具起出而出现掏空,使钻井液液柱高度下降,为了保持钻井液高度必须向井内灌入与起钻具体积相等的钻井液量。

即: 起钻灌入钻井液体积=起出钻具体积

钻井液罐液面下降高度(分米)= 起出钻具体积(升)/(N ×钻井液罐长(分米)×钻井液罐宽(分米))

因此,起钻作业中要连续罐浆,使井筒中因钻具起出而下降的钻井液液面得到及时补充。

起钻杆每3-5柱灌满一次,钻铤每1柱灌满一次。灌浆时坐岗人员必须在出口管处观察是否灌满返出。若没有钻井液返出应提醒司钻继续灌浆,至到钻井液返出井口;然后丈量钻井液罐液面下降高度,再换算成体积与起出钻具体积相比较,看钻井液灌入量是否等于起出钻具体积,并将灌入量记录在坐岗记录本上,发现异常立即报告司钻和值班干部,查明原因,并采取有效措施。

3.下钻作业中钻井液变化的丈量、计算、记录:

下钻作业中,因钻具的下入要从井筒内排出一部分钻井液,其排出量在正常情况下应等于下入钻具体积。随着井内钻井液的排出,钻井液罐面液面高度就不断上升。

钻井液罐液面上升高度(分米)= 下入钻具体积(升)/(N ×钻井液罐长(分米)×钻井液罐宽(分米) )

下钻作业中,坐岗人员要观察井口返出量和钻井液罐液面上升情况,丈量上升高度是否与计算值相符。因此,要求每10-15分钟观察记录一次返出量,待钻具下放静止,出口停止返出时,丈量钻井液罐液面上升高度,并换算成体积记录在坐岗记录本上,与下入钻具体积相比较,发现异常也应该立即报告司钻和值班干部,查明原因,采取有效措施。

十三、钻具体积的计算方法

计算钻具体积常用的三种方法

1.用环形体积计算,考虑接头加厚部分 ①钻铤体积的计算: V铤=1/4π(D2-d2)×L铤 V铤-钻铤体积,升; D-钻铤外径,分米 L铤-钻铤长度,分米; d-钻铤内径,分米;

②钻杆体积的计算: V杆=1/4π(D本2-d本2)×L本+1/4π(D加2-d加2) ×L加+1/4π(D头2-d头2) ×L头 式中:D本:钻杆本体外径 d本:钻杆本体内径 D加:加厚部分外径 d加:加厚部分内径 D头:接头部分外径 d头:接头部分内径 L本:本体长度 L加:加厚部分长度 L头:接头部分长度

③平均每米钻具体积: V=(V铤+V杆)/井深

以上方法只需要了解,并不在现场中应用,若计算时,应注意统一单位。 2.用悬重计算法 ①起钻时,卸掉方钻杆后,读出此时井内钻具的准确悬重; ② 用读出的悬重除以浮力系数、钢材比重、井深,即得每米钻具体积。 计算公式:V=W/r钢H 式中:V-每米钻具体积,升/米; W-钻具悬重,公斤; k-钻井液浮力系数; r钢-钢材比重,7.85公斤/升; H-井深,米; 浮力系数k的计算: k=1-γ液/ r钢;

(其中γ液:井内钻井液比重;r钢:钢材比重) 3.实量法:

①起钻前,泥浆泵停稳井口返出停止后,准确丈量一次泥浆罐液面高度。 ②起钻完井筒灌满钻井液后,再准确丈量一次泥浆罐液面高度; ③根据两次丈量的钻井液罐液面高度,换算成体积数再除以井深,即得每米钻具体积。

计算式: 每米钻具体积(升/米)=液面高度差(分米)×钻井液罐长(分米)×钻井液罐宽(分米)/井深

若有喷钻井液或井漏现象时应考虑附加量。

附表一:常用钻具体积表

外 径φ 钻具 (吋) (毫米) 2 7/8″ ( φ 73) 3 1 /2″ φ88.9 内 径φ (吋) (毫米) φ62 φ54.6 φ76 φ70.2 φ66.1 φ100.5 φ97.2 φ92.5 φ112.0 φ108.62 壁厚 (毫米) 5.5 9.19 6.5 9.35 11.40 6.88 8.56 10.92 7.52 9.19 重量 (Kg/M) 9.16 14.48 13.12 18.37 21.79 18.28 22.30 27.80 22.1 26.73 本体体积 升/M 1.17 1.84 1.67 2.34 2.78 2.33 2.84 3.54 2.82 3.41 加接头平均体积 (升/M) 1.5 2.2 2 2.6 3 2.5 3 4 3.2 4 钻杆 4 1/2″ φ114.3 5 ″ φ127

附表二:常用钻具体积表 外 径φ 钻具 (吋) (毫米) 4 3 /4 ″ 120.65 6 1 /2 ″ 158.75 6 ″ 钻铤 165.10 7″ 178.8 8″ 203.2 9″ 228.6

内 径 φ (毫米) 壁厚 (毫米) 重量 (Kg/M) 体积 (升/M) 57.15 57.15 71.44 57.15 71.44 71.44 76.00 71.44 76.00 71.44 76.00 69.61 135.26 123.91 147.92 136.66 163.44 159.29 223.1 219.00 290.7 286.6 8.87 17.23 15.78 18.84 17.4 20.82 20.29 28.42 27.89 37.04 36.51 附表三: 不同尺寸井眼起出5″ (φ127)钻杆,井筒液下降深度:

起出钻杆 液面下降 井眼尺寸 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 8 1 /2″ 215.9 9 1 /4″ 241.3 12″ 311.2

1.07 2.14 3.21 4.28 5.35 6.42 7.09 8.56 9.63 10.7 0.86 1.72 2.58 3.44 4.30 5.16 6.02 6.88 7.74 8.60 0.52 1.04 1.56 2.08 2.60 3.12 3.64 4.16 4.86 5.20


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