⑥压井时,不能用钻进排量压井,压井排量一般取钻进时排量的(1/3~1/2)。这是因为:正常循环压力加上关井立管压力也许超过泵的额定工作压力;大排量高泵压所需的功率,也许要超过泵的输入功率;大量流体经阻流器可以引起过高的套管压力,如果压井循环时,阻流器堵塞,将导致地层破裂。
采用较低排量时,由于降低了泵等钻井设备的负荷,也就提高了钻井设备在压井作业中的可靠性。在关井立压相当大时也能压井,不致泵压太高。同时,较低的循环速度,改进了加重时对钻井液密度的控制,并且在调节节流阀时,有较长的反应时间。 压井基本数据准备: (1)判断溢流类型
ρw=ρm—102(Pa—Pd)/hw (2—25)
式中 ρw——溢流密度,g/cm3;
ρm——钻柱内(未受侵污的)钻井液密度,g/cm3; Pa——关井套管压力,MPa; Pd——关井立管压力,MPa; hw——井眼内溢流高度,m。
hw=△V/Va (2—26)
3
式中 △V——钻井液池增量,m; Va——溢流所在井段环空容积系数,m3/m。 若ρw =1.07~1.20g/cm3,则为盐水溢流;
3
若ρw =12~0.36g/cm,则为天然气溢流;
3
若ρw =0.36~1.07g/cm,则为油溢流或混合流体溢流。 (2)计算压井钻井液密度的方法
①根据地层压力计算,再加附加值的方法:
ρk=102(Pp+Pe)/H (2—27)
3
式中 ρk——压井钻井液密度,g/cm; Pe——安全附加压力值,MPa; H——产层垂直深度,m。
②根据关井立管压力计算压井钻井液密度的方法:
ρk=ρm+102Pd/H+ρe (2—28)
式中 ρe——安全附加当量密度值,g/cm3。
③为尽快尽早压井,防止压漏地层,造成油气层损伤,国外常用地层压力当量密度作为压井钻井液密度。
(3)根据井控常用数据附表,查出每米钻柱内容积、环空容积、钻具排替量、井眼容积,计算出注满钻柱内容积、环空容积、钻具排替量、井眼容积所对应的时间、排量或冲数及加重钻井液量。填写压井施工单,如图2—15所示。
(a)
(b)
图2—15 压井施工单
(4)现场录取低泵速压耗的方法 ①利用实测法求低泵速压耗Pci
测定Pci时一般选用钻进排量的1/3~1/2作为压井排量。作为防喷措施之一,要求井队在钻进到可能的高压地层井段之前,每天早班选择好压井排量进行循环测试。把测试的立管压力及所用排量记到班报表上,以便压井时查用。若引起流动阻力的因素改变,用选定的压力排量重测循环系统流动泵压。例如,改变钻头水眼组合、换泵缸套、处理钻井液钻具结构改变等都要重新测定压井泵速的泵压。现场一般通过降泵冲数、换缸套或拆凡尔达到降低排量的目的。
②利用关井立压及初始压井立管总压力求测Pd 操作方法如下:
a.缓慢开泵,同时打开节流阀及下游的平板阀,调节节流阀保持套管压力等于关井套管压力;
b.使泵排量逐渐达到压井排量并保持不变,调节节流阀,使套管压力等于关井套压; c.记录此时的立管压力就是近似的PTi;
则: Pci=PTi—Pd (2—29) 压井方法:
根据溢流井喷井自身所具备的条件及溢流、井喷势态,压井方法可分为常规压井方法和特殊压井方法两大类。所谓的常规压井方法就是指溢流、井喷发生后,能正常关井,节流循环时能始终保持井底压力略大于地层压力的压井方法,如二次循环法(司钻法)、一次循环法(工程师法)、边循环边加重等方法。而特殊压井方法就是指溢流井喷井不具备常规压井方法的条件而采用的压井方法,如井内钻井液喷空的压井、井内无钻具的压井、又喷又漏的压井方法等。 (1)司钻法压井
司钻法也称两步控制法或二次循环法。在发生溢流关井后,先用原密度钻井液循环排出溢流,再用加重钻井液压井的方法,是用两个循环周完成。该方法往往在边远井及加重剂供应不及时的情况下采用。此方法较为简便、加重时间充足,现场容易掌握和操作,从关井到恢复循环的时间短。 压井步骤:
①准备压井所需数据:数据查表与录取。
②填写压井施工单:将查表与录取的各项数据填入压井施工单,绘出立管压力控制进度,作为压井施工的依据。 ③压井:
第一步:用原钻井液循环排除溢流。
a.缓慢开泵,迅速打开节流阀用下游的平板阀,调节节流阀使套管压力保持关井套管压力不变。一直保持到达到压井排量。
b.排量逐渐达到选定的压井排量,并保持不变,调节节流阀使立管压力等于初始循环立管总压力PTi,并在整个循环周保持不变。调节节流阀时,注意压力传递的迟滞观象。液柱压力传速度大约300m/s。3000m深的井,需要20s才能把节流变化的压力传递到立管压力表上。 c.溢流排完时,停泵关井,则应Pd=Pa,在排溢流的过程中,应配制加重钻井液,准备压井。
第二步:用加重钻井液压井,重建井内压力平衡。
a.缓慢开泵,迅速开节流阀及下游的平板阀,调节节流阀,保持关井套压不变。
b.排量逐渐达到压井排量,并保持不变。在加重钻井液从井口到钻头这段时间内,调节节流阀,控制套压等于关井套压不变(Pa=Pd)。也可按压井施工单进行控制操作。立管总压力由PTi逐渐下降到终了循环立管总压力PTf。
c.加重钻井液从钻头返出后,沿环空上返过程中,调节节流阀,控制立管压力等于终了循环立管总压力PTf,并保持不变,直到加重钻井液返出地面,停泵,关节流阀及下游平板阀,此时若Pd=0,Pa=0,则说明压井成功。开井循环,调整钻井液性能,恢复生产。 (2)工程师法压井
工程师法压井又称一次循环法。溢流发生后,迅速关井,记录溢流数据,填写压井施工单,绘出立管压力控制进度表,加重钻井液,用加重钻井液在一个循环周内完成排溢流和压井作业。 该法压井时间短,经济效益好,井口装置、井壁和井底承压比其他方法小。但是,在压井时,要求现场必须有足够的加重材料,具备快速加重设备及手段,从关井到恢复循环的时间较长。
压井步骤:
①准备压井所需数据:数据查表与录取;
②填写压井施工单:将查表与录取的各项数据填人压井施工单,绘出立管压力控制进度,作为压井施工的依据。 施工操作方法:
①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;逐渐达到压井排量并保持不变;这时不再保持套压不变,应调节节流阀,使立管压力等于初始压井立管压力。
②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。