“三高”油气井试修作业安全控制措施.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 若Pm= Pp，则Pe=0。在这种情况下，基本维持井筒平衡，但进行起下钻作业时可能导致井喷，因为起钻时有个抽吸压力（下钻时也会产生压力激动），根据实验结果，抽吸压力相当于减少作业液密度0.03～0.13g/cm3之间。 若Pm Pp则Pe为正值。在这种情况下,可以维持正常钻进及起下钻作业,在起钻时只要抽吸压力不大于Pe，就不会引起溢流、井涌或井喷等后患。 若PmPp,则Pe为负值。井下处于不稳定状态。 若Pe的绝对值不大于循环作业液时的环空压耗，可以勉强维持钻进，但不能停泵，一旦停泵就会产生溢流。 若Pe绝对值大于循环作业液时的环空压耗，则在钻进时即可产生溢流。 由此我们可以得出这样一种结论： 只要在渗透性好的地层中有流体存在，不论其压力高低，只要它的压力高于修井液液柱压力就可能产生溢流。 由于溢流的发生，使环空液柱压力越来越低势必导致严重井涌甚至井喷。 三、“三高”油气井溢流发生的主要原因与预防 （二）井底压力（或井筒液柱压力）小于地层压力，导致地层与井眼系统失去压力平衡。 其原因有以下五个方面： 1、地层压力掌握不准，设计的作业液密度过低。这是因为：略 2、井筒作业液液柱高度降低。这是因为：略 3、作业液密度降低。这是因为：略 4、起钻时的抽吸压力。这是因为：略 三、“三高”油气井溢流发生的主要原因与预防 图2 不同工况下的压力变化 1—环空作业液静液柱压力； 2—下钻； 3—钻进； 4—调整钻进液； 5—起钻 三、“三高”油气井溢流发生的主要原因与预防 在不同工况下井底压力变化如图2所示。 5、停泵时环空压耗消失。 循环作业液时，泵压主要消耗在两个方面： 一是循环系统的摩擦损耗，通常称为压耗； 二是作用在钻头或工具水眼上的压降，它转变为水力功能用以破碎地层和携带岩屑。 在近平衡作业时，正是这部分压耗对地层压力起着平衡作用，一旦停止循环，便失去了这部分环空压耗，而导致井底压力（或井筒内液柱压力）小于地层压力。 三、“三高”油气井溢流发生的主要原因与预防 （三）气体的滑脱、上移、膨胀，导致井内液柱压力的急剧下降而失去平衡 但是纯气层（或井）则不然，从溢流到井喷仅是一个短暂的过程，有时只有几分钟时间。 三、“三高”油气井溢流发生的主要原因与预防 因为气体遵守以下规律。 P1V1/T1= P2V2/T2 假定P1、V1、T1为天然气在井底时的压力、体积和温度 P2、V2、T2为天然气运移到井口时的压力、体积和温度。 从上式中可以看出： 天然气在向上运移的过程中，随着温度的下降体积会出现少许收缩，但随着压力的下降，体积确会产生大量的膨胀。 在井底的1m3天然气运移到井口时要膨胀数百倍甚至上千倍，其速度之快，能量之大，可想而知。 三、“三高”油气井溢流发生的主要原因与预防 集团公司近100多口井井喷失控案例中，有70%以上的井其喷出物为天然气。 其中：井喷后着火的井，占井喷总井数的20%以上，直接造成人员伤亡的井，占井喷总井数的10%以上； 其喷出物全部是天然气且大部分井喷失火及伤亡的井，均含有不同轻重程度的硫化氢（包括二氧化碳及二氧化硫）等有毒气体。 三、“三高”油气井溢流发生的主要原因与预防 （四）导致溢流的原因 我们不能控制地层压力和地层渗透率。 为了维持初级井控状态，必须保持井内有适当的作业液静液压力。 造成静液压力不够的任何一种或多种原因都可能导致溢流。 最普遍的原因是： 1、井筒液柱压力小于地层压力； 2、起管柱时井内未灌作业液或虽然灌作业液但灌量不足； 3、起管柱产生过大的抽汲力； 4、循环漏失； 5、作业液密度不够； 6、地层压力异常。 三、“三高”油气井溢流发生的主要原因与预防 （五）溢流的主要原因分析及预防 预防溢流的要求是井筒液柱压力稍大于地层压力。 也就是说，在保证作业液液柱压力大于地层压力的同时，不能造成井漏而致使压井液进入地层，造成地层污染及井下复杂。 （1）起管柱时井内未灌满作业液。其导致的原因：略 a.为了杜绝起管柱时未灌满而造成的溢流，应做到以下几点： ①熟悉并掌握井内管柱、套管及井筒等规范尺寸和相应体积数据，重视并控制处置好井内液面下降的后患现象； ②现场应计算并编制起下管柱的灌入量及排出量的体积便查表并严格把关监督； 三、“三高”油气井溢流发生的主要原因与预防 ③计算测量灌满井眼所需修井液的体积及下钻完修井液应返出的体积总量及液面上涨高度； ④按规定期地把修井液体积与起出管柱的体积与下钻排出体积进行比较，并按规作好相关原始记录； ⑤如果发现实际灌入量与返出量同计算是不相符合，应按相关井控要求立即采取措施。 管柱的体积