井控(8)

2019-03-29 15:11

③加重钻井液从钻头返出沿环空上返过程中,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。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。 常规井控作业中应避免的不安全做法:

①溢流后不及时关井,仍开井观察,如停泵或开泵循环观察; ②溢流后不先关井,试图将钻具起到套管内;

③起下钻溢流后不先关井,试图将钻具全部起完或下到井底;

④溢流关井后,认为井内已安全而长时间关井不进行排溢流压井作业; ⑤压井钻井液密度过高或过低;

⑥排除气体溢流时试图保持池液面不变;

⑦试图在畅开井口不节流循环情况下,使泵入速度大于溢流速度。 (3)空井压井方法(属于特殊压井方法之一)

①发生溢流原因 由于起钻时发生强烈抽吸,地层流体进入井内,或因电测等空井作业时,钻井液长期静止而被气侵,不能及时除气所造成。

②处理方法 空井发生溢流,不能再将钻具下入井内时,应迅速关井,记录关井压力。然后用“体积法”将井内气体排出。

③压井原理 在控制一定的井口压力以保持压稳地层的前提下,间歇放出钻井液,让天然气在井内膨胀,上升到井口。

④操作方法 先确定允许的套压升高值,当套压上升到允许的套压值后,通过节流阀放出一定量的钻井液,然后关井。关井后气体又继续上升,套压再次升高,再放出一定量的钻井液。重复上述操作,直到井内充满钻井液。

(4)钻井液喷空时的压井方法(属于特殊压井方法之一)

①井内无钻具或钻具很少时,采用“置换法”压井,向井内强行泵入一定量的钻井液,关井。使钻井液下沉至井底,再放气泄掉一定量的井口压力,其值应等于灌入钻井液所增加的压力值。

重复上述操作,间歇泵入钻井液、间歇释放压力,就可以使井内静液柱压力逐渐增加,井口套压逐渐降低,最后建立新的平衡。

②钻具在井底时,向井内强行注入加重钻井液,并使钻井液进入环空,慢慢地在环空建立液柱压力。当钻井液在环空返到一定高度后,关井套压不很高时,则可通过节流阀进行循环压井。

(5)低套压压井方法(属于特殊压井方法之一)

低套压压井是指发生溢流后不能关井,若关井,套压就会超过最大允许关井套压,因此不能关死井,只能控制在接近最大允许关井套压的情况下节流放喷。

①不能关井的原因:高压浅气层发生溢流;表层或技术套管下得太浅;发现溢流太晚。 ②压井原理:低套压压井就是在井不能完全关闭的情况下,通过节流阀控制套压,使套压在不超过极度限套压的条件下进行压井。当加重钻井液在环空上返到一定高度后,可在极限套压范围内试行关井。关井后,求得关井立管压井和压井钻井液密度,然后再用常规法压井。 ③减少地层流体的措施:低套压压井过程中,由于井底压力不能平衡地层压力,地层流体仍会继续侵入井内,从而增加了压井的复杂性,为了减少地层流体的继续侵入。则增大压井排量,可以使环空流动阻力增加,有助于增大井底压力,抑制和减少地层流体的继续侵入;提高第一次循环的重钻井液密度,可使加重钻井液进行环空后,能较快地增加环空的液柱压力,降低井口套压;如果地层破裂压力是最小极度限压力时,当溢流被顶替到套管内以后,可适当提高井口套压值。

(6)又喷又漏的压井方法(属于特殊压井方法之一)

井喷与井漏同存在于一裸眼井段中的压井。这种情况需优先解决漏是问题,否则,压井时因压井钻井液的漏失而无法维持井底压力略大于地层压力。根据又喷又漏产生的不同原因,其表现形式可分为上喷下漏、下喷上漏和同层又喷又漏。

上喷下漏的处理:

上喷下漏俗称“上吐下泻”。这是因在高压层以下下钻遇低压层(裂缝、空隙十分发育)时,井漏将钻井液和储备钻井液消耗已尽,井内得不到钻井液补充,使井内液柱压力降低而导致上部高压层井喷。其处理步骤是:

①在高压层以下下钻遇井漏时,应立即停止循环,间歇定时定量反灌钻井液以降低漏速,尽可能维持一定液面高度来保证井内液柱压力略大于高压产层的地层压力。 确定量反灌钻井液的量和间隔时间有三种方法:

第一种是通过对地层钻井资料的分析统计出的经验数据决定; 第二种是用井内液面监测仪表(如回声仪)测定漏速后决定;

第三种是由建立的钻井液漏速计算公式决定。最简单的漏速公式是:

Q=πD2h/(4T) (2—30)

式中 Q——漏速,m3/h;

D——井眼平均直径,m;

h——时间T内井眼液面下降高度,m; T——时间,h。

此外,还有一些考虑了地层因素(如空隙度、地层裂缝张开度、油气运移通道的长度和直径等),钻井液性能(如塑性流型钻井液的动切应力、塑性粘度)、井底压差、水力阻力系数等因素的计算漏速公式,但目前还难以应用于现场。

②反灌钻井液密度应是产层压力当量密度与安全附加当量钻井液密度之和。

③当漏速减小时,井眼一地层压力系统呈暂时平衡状态后,可着手堵漏,堵漏成功后就可压井了。

下喷上漏的处理:

当钻与高压层发生溢流后,提高钻井液密度压井而将高压层上部某地层压漏时,就会出现所谓的下喷上漏。其处理方法是:溢流发生后压井造成上部地层漏失,应立即停止循环,间歇定时定量反灌钻井液。然后隔开喷层和漏层,再堵漏以提高漏层的承压能力,最后压井。 隔开喷层和漏层及堵漏压井的方法有:

①注水泥塞隔和注水泥堵漏。此方法是将钻具置于喷层以上不远处,注一水泥塞以隔离喷漏层。然后对上部地层找漏并注水泥堵漏,再用压井钻井液对漏层试压合格后才钻开水泥塞。若为多层漏失,则层层试漏,漏了再堵,直至恢复钻进。

②注重晶石塞和水泥塞隔离及堵漏。如果压井后在喷层以上注水泥难以形成水泥塞,则改注重晶石塞,在重晶石塞以上注水泥塞达到隔离及堵漏目的。

③注一定密度的钻井液堵漏及压井.此方法用于漏层接近喷层,井眼一地层压力系统不易稳定的动平衡状态和在漏层位置不清,无法注水泥塞作业时。

④不压井起钻后下套管,压井,再注水泥固井。当起下钻中途井喷压井时,预知的喷层上部低压层将发生漏失,在允许提前下套管的前提下可采用此法。

⑤注超重钻井液压井然后堵漏,若喷层与漏层相距甚远,可在漏层以下注一超重钻井液压住井喷,然后对上部漏层堵漏。 同层又喷又漏的处理:

同层又喷又漏多发生在裂缝,孔洞发育的地层,或压井时井底压力与井眼周围产层压力恢复速度不同步的产层。这种地层对井底压力变化十分敏感。井底压力稍大则漏,稍小则喷。处理方法是:间隔定时反灌一定数量的钻井液,维持低压头下的漏失,起钻,下光钻杆堵漏或起钻,下油管完井。

(7)浅井段溢流的处理(属于特殊压井方法之一)

这种情况往往发生在未下技术套管的井。由于表层套管下得不深,地层破裂压力低,浅井段发生溢流后就不能使用常规压井方法关井求压后再压井。否则,过高的关井压力会压漏地层,也有可能超过表层套管的抗内压强度。其处理方法一般是打一段超重钻井液控制溢流,然后再根据情况决定是下套管封隔,或是用膨胀式钻井封隔器,或是调整钻井液密度继续钻进。若确

认这种浅气层储量很少,也可以采用有控制地放喷,使其在短时间内衰竭,然后封堵或直接恢复钻进。

8.溢流控制过程中可能出现的问题及其显示

在溢流控制过程中可能会遇到各种问题,这些问题出现后如果不能正确迅速地判断解除,将会危及井眼的安全,甚至使井眼失去控制,使井眼报废,见表2—15。

表2—15 溢流控制过程中可能出现的问题及其显示表

(四)三级井控(井喷失控的处理)

1.井喷失控及其可能造成的危害

井喷失控泛指井喷后井口装置和井控管汇失去了对油气井的有效控制,甚至着火。油井失控和气井失控各有其特点和复杂性,气井或含气油井处理更为困难。由于天然气具有密度小、可压缩、膨胀、易溶性,在钻井液中易滑脱上升,易爆炸燃烧,难以封闭等物理化学特性,因而稍有疏忽,气井和含气油井比油井更易井喷和失控着火。其危害性可概括以下八个方面:

2.井喷失控的处理方法

井喷失控的处理方法主要是围绕着怎样使井口装置、井控管汇重新恢复对油气喷流的控制而进行的。井喷失控井虽各有其特点和复杂性,但基本处理方法却是相同的。一般的处理过程都是先将三级井控转化为二级井控,即:重装井口,恢复对井口的控制。再将二级井控转化为一级井控,即:只利用合理的压井钻井液密度就能平衡地层压力,恢复正常钻井作业。 (1)明确抢险责任,制订抢险方案

井喷失控一旦发生,要迅速成立现场抢险组,明确抢险责任,统一指挥和协调抢险工作。应根据现场所了解的油气流喷势大小,井口装置和钻具的损坏程度,结合对钻井、地质资料的综合分析制订有效的处理方案,调集抢险人员和设备。

(2)着火的失控井应严防着火,无论着火与否皆要保护好井口装置

钻机、井架等设备烧毁,不但会造成直接经济损失,还会使事故的处理更为复杂。因而,井喷失控后首先要防止着火。除现场采取有效的防火措施外,应准备充足的水源和供水设备,

33

至少达到每小时供水500~1000m的能力,并以每分钟1~2m的排水量经防喷器四通向井内注水和向井口装置及周围喷水,达到润湿喷流、清除火星的目的。

对于已着火的井,同样应由防喷器四通向井内注水,向井口装置喷水,这样可以冷却保护井口装置,避免另部件烧坏和在其他毁坏设备(如井架、钻机、钻具及工具等)的重压下变形。

3.划分安全区

在井场周围设置必要的观察点,定时取样测定油气喷流的组分、硫化氢含量、空气中的天然气浓度、风向等有关数据,并划分安全区,疏散人员,严格警戒。及时将贮油罐等隐患设备、物资拖离危险区,避免引起人身中毒和油罐、高压气瓶的爆炸。

4.清除井口周围的障碍物

无论失控井着火与否,都得清除井口装置周围可能使其歪斜、倒塌、妨碍处理工作进行的障碍物,如转盘、转盘大梁、防溢管、钻具、倒塌的井架等,暴露和保护井口装置。

对于着火的失控井,清除障碍物可使燃烧的喷流集中向上,给灭火及换装井口创造条件。着火井应在灭火前带火作业(切割、拖拉)清除障碍物。清理工作要根据地理条件、风向,在消防水抢喷射水幕的保护下,本着“先易后难、先外后内、分段切割、逐步推进”的原则进行,切割手段有氧炔焰切割、纯氧切割、水力喷砂切割等。

未着火的失控井在清除设备时还要提防产生火花。其防止方法有三种: 一是要大量喷水;

二是要使用铜榔头、铜撬扛等铜制工具;

三是切割时最好采用水力喷砂切割,禁用明火切割。内含有毒气体的未着火井要注意防毒,避免人身伤亡。若有毒气体含量很高,毒性很强,又不能有效地在短时期内控制时,可考虑点火以减小产生的恶果。

5.灭火

可采用下述方法扑灭不同程度的油气井火灾。 (1)密集水流法

此法是以足够的排量,从防喷器四通向井内注水和向井口喷水的同时,用消防水集中喷射在向上燃烧的火焰最下部形成一完整水层,并逐步向上移动水层,把火焰往上推以切断井内喷流与火焰的“联系”,达到灭火的目的。但此法灭火能力较小,仅适用于小产量,喷流集中向上的失控井。

(2)突然改变喷流方向灭火法

此法是在注入和喷射水流的同时,突然改变喷流的方向,使喷流与火焰瞬时中断而灭火。改变气流方向可借助特制遮挡工具或被拆吊的设备(如转盘等)来实现。此法的灭火能力也有限,只适于中等以下产量,喷流集中于某一方向的失控井。 (3)空中爆炸灭火法

此法是将炸药放在火焰下面,利用爆炸时产生的冲击波将喷流往下压的同时,把火焰往上推,造成喷流与火焰的瞬时切断。同时,爆炸产生的二氧化碳等废气又起到隔绝空气的作用。火焰在双重作用下熄灭。

爆炸的规模要严格控制,既能灭火又不会损坏井口装置。对炸药的性能应有特殊要求,如撞击时不易爆炸,遇水时不失效,高温下不易爆炸和引爆容易等。 (4)快速灭火剂综合灭火法

此法将液体灭火剂经防喷器四通注入井口与油气喷流混合,同时向井口装置喷射干粉灭火剂包围火焰,内外灭火剂综合作用达到灭火的目的。

国内油气田常用的、行之有效的液体化学灭火剂主要有“1211”和“红卫912”两种。1211灭火剂主要用于以天然气为主的失控井。1211与天然气反应时,变可燃气体为不燃气体,且具有降温隔氧作用,从而阻止了天然气与氧的燃烧反应,致使火焰熄灭。红卫912灭火原理与1211相同。另外,可用于以天然气为主的失控井。以油为主的失控井的灭火剂还有小苏打干粉灭火剂。灭火时,粉末表面与火焰接触使燃烧链锁反应中断,达到灭火目的。用干粉炮车喷射干粉时,应根据炮车生产厂家提供的干粉炮车与火焰的距离和把握喷射干粉时灭火有利时机。

必须强调的是,密集水流法是上述几种灭火方法须同时采用的最基本方法,其喷水量应达到使井口装置和其他设备、构件充分冷却,全面降温至滴水程度。为了防止灭火后复燃,火灭后仍需继续向井内注水和向井口装置外部及周围设备、构件喷水。 (5)钻救援井灭火法

此法是在失控着火井附近钻一口或多口定向井与失控着火井连通,然后泵入压井钻井液,压井灭火同时完成。救援井压井的目的是制止与其连通的失控着火井油气流继续喷出。压井时,还需考虑救援井井口装置、套管和地层的承压能力。

理想的救援井应在井喷层段与喷井相交,当然,这需要精确的定向控制技术。一般来说,救援井与喷井总是立体相交而隔有一段距离,但可借助救险井的水平射孔和压裂,及其他方法使之连通。

6.设计和换装新的井口装置

根据失控井的特点和下一步作业的要求,设计和换装新的井口装置以重新控制喷流。设计新井口装置的主要原则是:

(1)在油气敞喷情况下便于安装,其通径不小于原井口装置的通径,密封钢圈要固定。 (2)原井口装置各部件因损坏、变形等原因不能利用的必须拆除以保证新井口装置安装后的承压能力。

(3)能大通径放喷控制低回压,避免承压能力降低了的原井口装置保留部分(如底法兰等)因过高的回压发生破坏。

(4)优先考虑安全可靠地控制井喷的同时,应兼顾控制后进行井口倒换、不压井起下管柱、压井、处理井下事故等作业。

(5),空井失控井的新井口装置最上面,一般都应装一个大通径的中压闸门,在敞喷的情况下先用它关井,可避免直接用闸板防喷器关井时闸板橡胶密封件被高速射的油气流冲坏。 拆除旧井口装置,可采用绞车加压扶正、导向、长臂吊车整体吊离。安装新井口装置,可采用整体吊装或分件扣装法进行。无论井口装置的拆除或安装,都应尽可能远距离操作,尽量减少井口周围的作业人数,缩短作业时间,消除着火的可能性。施工前须预先进行技术交底和模拟演习。新井口装置安装好后,失去控制的喷流就变成了有控制的放喷,给下一步处理创造了条件。

7.不压井强行起下管柱、压井或不压井完井

井喷失控事故的复杂性,除井口装置、井控管汇损坏外,多数情况下钻具(或油管)被冲出井筒或掉入井内,或钻具在井口严重损坏与变形。新井口装置安装好后,一般都要进行不压井强行起下管柱或打捞作业,然后是压井或不压井完井。

井喷失控井的压井施工,因产层较长时间地敞喷,原始能量损失较大,还需考虑“压堵兼施”的方案对付压井中可能出现的漏失。对于产量大,地层压力梯度高、渗透性好的产层,为使压井钻井液尽快在井内形成液柱,除尽可能控制较高的井口套压外,还需具备“三个优势”。其一是钻井液密度优势,即压井钻井液密度比按估算地层压力计算的压井钻井液密度要高,甚至可用超重钻井液压井;其二是排量优势,即以所用缸套额定泵压下的最大排量压井;其三是钻井液贮备量的优势,即压井钻井液贮备量至少三倍于井筒,并备有一定量的轻钻井液。当井内液柱形成,可通过液柱压力加上控制套压略大于地层压力时,压井施工可转入常规压井作业。

井喷失控的处理工作不应在夜间进行,以免发生抢险人员伤亡事故,以及因操作失误而使处理工作复杂化。施工的同时,不应在现场进行可能干扰施工的其他作业。


井控(8).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:证券投资分析作业答案

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: