1、教师简介个人简介个人简介学习经历学习经历起止时间起止时间毕业院校毕业院校所学专业所学专业2006.07-2010.07西南石油大学石油工程工作经历工作经历起止时间起止时间工作单位工作单位职务职务2010.07-2012.11油生秦皇岛项目组钻工2012.11-至今油生钻修井作业公司副钻培训目标及意义1一、培训目标一、培训目标: :1.1.掌握井控理论知识掌握井控理论知识2.2.熟悉井控设备操熟悉井控设备操二、培训意义：二、培训意义：1.1.对应的岗位序列要求对应的岗位序列要求2.2.培训对象：井架工培训对象：井架工井控设备介绍井控设备介绍井控基本知识井控基本知识井控基本知识井控基本理论井控基本
2、理论 井喷概念井喷概念 井喷：指地层流体（油、气和井喷：指地层流体（油、气和水）无控制地涌入井筒，喷出水）无控制地涌入井筒，喷出地面的现象。钻井过程中，井地面的现象。钻井过程中，井喷是危及海上作业安全的恶性喷是危及海上作业安全的恶性事故，井喷失控是重大恶性事事故，井喷失控是重大恶性事故，井喷失控着火更是灾难性故，井喷失控着火更是灾难性的恶性事故。的恶性事故。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 溢流失控导致井喷或井喷失控溢流失控导致井喷或井喷失控，使井下情况复杂，无法进行，使井下情况复杂，无法进行钻井作业。如果井喷失控着火钻井作业。如果井喷失控着火将会造成船毁人亡、井眼报废将会造成船毁人亡、
3、井眼报废、破坏油气资源、污染自然环、破坏油气资源、污染自然环境等严重后果，给国家和企业境等严重后果，给国家和企业带来巨大损失。带来巨大损失。井控基本知识井控基本理论井控基本理论井眼内相关压力概念井眼内相关压力概念 地层孔隙压力（地层压力）：是指在地下岩石孔隙内流体（油、地层孔隙压力（地层压力）：是指在地下岩石孔隙内流体（油、气和水）聚集的压力。用符号气和水）聚集的压力。用符号PPPP表示，单位用兆帕（表示，单位用兆帕（MPaMPa）或磅英）或磅英寸寸 （psipsi）和公斤厘米）和公斤厘米 （KgKgcmcm）表示。地层压力梯度：单位深）表示。地层压力梯度：单位深度的地层压力变化。用符号度的地
4、层压力变化。用符号GPGP表示，单位用兆帕米（表示，单位用兆帕米（MPaMPam m）或磅）或磅英寸英寸 英尺（英尺（psipsif tf t）和公斤厘米）和公斤厘米 米（米（kgkgcmcmm m）表示）表示。 静液柱压力：是指在静止液体中的任意一点液柱重量产生的压力静液柱压力：是指在静止液体中的任意一点液柱重量产生的压力，它的大小和液柱单位重量及垂直高度有关，而和液柱的横向尺寸及，它的大小和液柱单位重量及垂直高度有关，而和液柱的横向尺寸及形状无关。用符号形状无关。用符号PhPh表示，单位用表示，单位用MPaMPa或或psipsi和和kgkgcmcm表示。表示。井控基本知识井控基本理论井控基
5、本理论 上覆岩层压力：指覆盖在该地层以上地层岩石和孔隙中流上覆岩层压力：指覆盖在该地层以上地层岩石和孔隙中流体（油、气或水）的总重量造成的压力。用符号体（油、气或水）的总重量造成的压力。用符号PoPo表示，单表示，单位位MPaMPa或或ps ips i或或KgKgcmcm。 当量钻井液密度当量钻井液密度 压力可用当量钻井液密度的形式来表示，等于实际钻井液密压力可用当量钻井液密度的形式来表示，等于实际钻井液密度与所附加压力钻井液密度之和。度与所附加压力钻井液密度之和。 式中：式中：WeWe当量钻井液密度，当量钻井液密度，g gcm3cm3（lblbgalgal） Wo Wo实际密度，实际密度，g
6、 gcm3cm3（lblbgalgal） P P附加压力，附加压力，MPaMPa（psipsi） H H垂直深度，垂直深度，m m（ f t f t） C3 C3与采用单位有关的系数。当采用法定计量单位时，与采用单位有关的系数。当采用法定计量单位时，C3C30.00980.0098；当采用括号内的英制单位时，；当采用括号内的英制单位时，C3C30.0520.052。HCPWW3oe井控基本知识井控基本理论井控基本理论 井底压力：指井眼底部所受的总压力，包括钻井液柱压力和井口所井底压力：指井眼底部所受的总压力，包括钻井液柱压力和井口所受压力的总和。受压力的总和。 地层破裂压力：由于井内液柱压力过
7、高，会使地层产生拉伸破裂或地层破裂压力：由于井内液柱压力过高，会使地层产生拉伸破裂或使地层原有裂缝张开而造成井漏。使地层原有裂隙张开或形成新裂隙使地层原有裂缝张开而造成井漏。使地层原有裂隙张开或形成新裂隙时的井内静液柱压力，称为地层破裂压力。单位时的井内静液柱压力，称为地层破裂压力。单位MPaMPa或或psipsi；用符号；用符号PfPf表示。表示。 每单位深度增加的破裂压力值，叫地层破裂压力梯度。每单位深度增加的破裂压力值，叫地层破裂压力梯度。 地层破裂压力梯度是一个十分重要的地层参数，它对研究地层的稳定地层破裂压力梯度是一个十分重要的地层参数，它对研究地层的稳定性，确定钻井过程中的钻井液密
8、度，保护油气层，确定合理的压井液性，确定钻井过程中的钻井液密度，保护油气层，确定合理的压井液密度以及正确的井身结构设计都有很大的影响。为了实现优质、快速密度以及正确的井身结构设计都有很大的影响。为了实现优质、快速和安全钻井，必须保持井内流体压力介于地层孔隙压力和地层破裂压和安全钻井，必须保持井内流体压力介于地层孔隙压力和地层破裂压力之间。力之间。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 地层坍塌压力：所谓地层坍塌压力是指地层钻开后，井壁围岩产生地层坍塌压力：所谓地层坍塌压力是指地层钻开后，井壁围岩产生剪切破坏而向井内产生坍塌或缩径时的井内静液柱压力。单位剪切破坏而向井内产生坍塌或缩径时的井内静液
9、柱压力。单位MPaMPa或或psipsi。 异常压力：指与正常压力趋势不相符的任何压力。正常条件下，地异常压力：指与正常压力趋势不相符的任何压力。正常条件下，地下某一深度的地层压力等于地层流体作用于该处的静液柱压力。地层下某一深度的地层压力等于地层流体作用于该处的静液柱压力。地层压力梯度在压力梯度在0.00980.00980.0105MPa0.0105MPam m（或（或0.4330.4330.465Psi0.465Psiftft或或0.l0.l0.107kg0.107kgcm2cm2m m）之间的为正常地层压力。）之间的为正常地层压力。 地层压力梯度大于地层压力梯度大于0.0105MPa0.
10、0105MPam m（0.465psi0.465psiftft）为异常高压。）为异常高压。 地层压力梯度小于地层压力梯度小于0.0098MPa0.0098MPam m（0.433psi0.433psiftft）的为异常低压。）的为异常低压。 异常高压的上限大约等于上覆岩层的总重量，即相当于压力梯度为异常高压的上限大约等于上覆岩层的总重量，即相当于压力梯度为0.02262MPa0.02262MPam m（lpsilpsiftft）。但在浅处则要稍小些，也有局部地层）。但在浅处则要稍小些，也有局部地层超过上覆岩层压力梯度达超过上覆岩层压力梯度达4040的所谓的所谓“压力桥压力桥”井控基本知识井控基
11、本理论井控基本理论地层异常压力的预报和监测地层异常压力的预报和监测 钻前预报：包括地震法、重力勘探、磁法勘探、电法勘探等地球钻前预报：包括地震法、重力勘探、磁法勘探、电法勘探等地球物理方法以及利用井底以上的电测资料预报井底以下尚未钻开地层的物理方法以及利用井底以上的电测资料预报井底以下尚未钻开地层的孔隙压力和对邻井资料的综合分析。孔隙压力和对邻井资料的综合分析。 随钻监测：随钻监测： （1 1）根据钻井参数的变化进行监测。其中有根据机械钻速增加、）根据钻井参数的变化进行监测。其中有根据机械钻速增加、d d指指数下降、数下降、dcdc指数下降、钻速方程、随钻测井以及扭矩、卡阻增加等现指数下降、钻
12、速方程、随钻测井以及扭矩、卡阻增加等现象来判断高压地层的出现。象来判断高压地层的出现。 （2 2）根据钻井液参数的变化来监测。钻井液气侵、出口钻井液密度）根据钻井液参数的变化来监测。钻井液气侵、出口钻井液密度下降、出口钻井液温度上升、钻井液中氯化物含量增加、钻井液的电下降、出口钻井液温度上升、钻井液中氯化物含量增加、钻井液的电阻率下降、钻井液性能的突变、泥浆池液面上升、钻井液总量和钻井阻率下降、钻井液性能的突变、泥浆池液面上升、钻井液总量和钻井液出口管流量增加、钻井液灌不进或灌进量减少等现象都可能是异常液出口管流量增加、钻井液灌不进或灌进量减少等现象都可能是异常高压地层出现的征兆。高压地层出现
13、的征兆。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 （3 3）根据页岩岩屑参数的变化来监测。页岩密度下降、页岩岩屑中搬）根据页岩岩屑参数的变化来监测。页岩密度下降、页岩岩屑中搬土含量增加、岩屑体积、尺寸和形状有变化等现象可能是异常高压地土含量增加、岩屑体积、尺寸和形状有变化等现象可能是异常高压地层出现的征兆。层出现的征兆。 （4 4）随钻气侵监测。）随钻气侵监测。 钻后检测：钻后检测： 电测井、声波时差测井、中途测试和完井测试等都是最直接的异常高电测井、声波时差测井、中途测试和完井测试等都是最直接的异常高压地层的钻后检测方法。压地层的钻后检测方法。 几种具有代表性预报和监测方法的基本原理：几种具有
14、代表性预报和监测方法的基本原理：井控基本知识井控基本理论井控基本理论 （l l）地震层速度法）地震层速度法 这是一种钻前预测方法。地震层速度是一个重要参数，是地震预测地这是一种钻前预测方法。地震层速度是一个重要参数，是地震预测地层压力的主要依据。正常情况下，地震层速度随着埋深的增加而增加层压力的主要依据。正常情况下，地震层速度随着埋深的增加而增加。岩石埋深增加，压实作用愈强，岩石密度愈大，而孔隙度却下降，。岩石埋深增加，压实作用愈强，岩石密度愈大，而孔隙度却下降，地震层速度就会增加。这就是说地震速度与岩石密度成正比，与地层地震层速度就会增加。这就是说地震速度与岩石密度成正比，与地层孔隙度成反比
15、。当钻遇高压地层，由于地层压力增高，往往孔隙增大孔隙度成反比。当钻遇高压地层，由于地层压力增高，往往孔隙增大，岩石密度变小，使地震波速度降低。因此如果地震层速度随着深度，岩石密度变小，使地震波速度降低。因此如果地震层速度随着深度的增加而明显减低，则有可能是异常高压地层出现的前兆。据此还可的增加而明显减低，则有可能是异常高压地层出现的前兆。据此还可根据地震层速度与地层孔隙压力的关系，预测地层孔隙压力。根据地震层速度与地层孔隙压力的关系，预测地层孔隙压力。 （2 2）dcdc指数法指数法 dc dc指数与机械钻速成反比。而机械钻速与钻井液柱压力和地层孔隙压指数与机械钻速成反比。而机械钻速与钻井液柱
16、压力和地层孔隙压力的压差有关。正常压力地层，对泥岩和页岩而言，随着井深的增加力的压差有关。正常压力地层，对泥岩和页岩而言，随着井深的增加dcdc指数也增大。当钻遇压力过渡带或异常高压地层时，压差减小，机指数也增大。当钻遇压力过渡带或异常高压地层时，压差减小，机械钻速增大，而械钻速增大，而dcdc指数明显偏小，根据这种机理，可以监测地层异常指数明显偏小，根据这种机理，可以监测地层异常压力的出现。压力的出现。井控基本知识井控基本理论井控基本理论 （3 3）声波测井法）声波测井法 声波测井法是利用声波时差与地层孔隙度成正比，而孔隙度与地层孔声波测井法是利用声波时差与地层孔隙度成正比，而孔隙度与地层孔
17、隙压力成正比的关系来检测地层孔隙压力。正常情况下，随着深度的隙压力成正比的关系来检测地层孔隙压力。正常情况下，随着深度的增加，压实作用愈强，孔隙度减小，声波传播速度增大，而声波时差增加，压实作用愈强，孔隙度减小，声波传播速度增大，而声波时差逐渐减小。当钻遇压力过渡带或异常压力地层时，地层孔隙增大，导逐渐减小。当钻遇压力过渡带或异常压力地层时，地层孔隙增大，导致声波时差也偏大。因此只要建立起正常地层压力带的地层孔隙压力致声波时差也偏大。因此只要建立起正常地层压力带的地层孔隙压力与声波时差间的关系，就可以计算异常地层压力。声波时差法是利用与声波时差间的关系，就可以计算异常地层压力。声波时差法是利用
18、钻后的电测资料来检测地层孔隙压力的方法之一。钻后的电测资料来检测地层孔隙压力的方法之一。 单靠某一种方法不能比较准确地检测和预报异常地层的出现，只有将单靠某一种方法不能比较准确地检测和预报异常地层的出现，只有将几种方法取得的资料进行综合分析和比较才能较准确预报。几种方法取得的资料进行综合分析和比较才能较准确预报。井控基本知识井控基本理论井控基本理论溢流及其正确控制方法溢流及其正确控制方法 溢流井喷相关概念溢流井喷相关概念 （1 1）油、气侵）油、气侵油、气侵入钻井液，使其性能变坏的过程。油、气侵入钻井液，使其性能变坏的过程。 （2 2）溢流）溢流井口返出的钻井液量比泵入量大，停泵后井口钻井液井
19、口返出的钻井液量比泵入量大，停泵后井口钻井液 自动外溢的现象。自动外溢的现象。 （3 3）井涌）井涌溢流的进一步发展，在循环或停泵后，钻井液涌出溢流的进一步发展，在循环或停泵后，钻井液涌出 井井口的现象。口的现象。 （4 4）井喷）井喷地层流体（油、气或水）无控制地涌入井筒，喷出井口地层流体（油、气或水）无控制地涌入井筒，喷出井口的现象。的现象。 （5 5）地下井喷）地下井喷井下高压层的地层流体（油、气或水）把井内某一井下高压层的地层流体（油、气或水）把井内某一薄弱地层压破，流体由高压层大量流入被压破的地层内，这种现象叫薄弱地层压破，流体由高压层大量流入被压破的地层内，这种现象叫地下井喷。地下
20、井喷。 （6 6）井喷失控）井喷失控发生井喷后，无法用常规方法控制井口而出现敞喷发生井喷后，无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象。的现象。井控基本知识井控基本理论井控基本理论 地层地层井眼系统平衡条件井眼系统平衡条件 在钻井作业中，某些外力可能会引起液柱压力升降变化，为了保持地在钻井作业中，某些外力可能会引起液柱压力升降变化，为了保持地层与井眼系统的压力平衡，在现场是使钻井液柱压力略大于地层孔隙层与井眼系统的压力平衡，在现场是使钻井液柱压力略大于地层孔隙压力。建立下列平衡式：压力。建立下列平衡式： Ph PhPpPp Pe Pe） 式中：式中：PhPh钻井液静液柱压力钻井液静液柱压力 （MP
21、aMPa） Pp Pp地层孔隙压力地层孔隙压力 （MPaMPa） Pe Pe平衡安全附加压力平衡安全附加压力 （MPaMPa） 根据安全钻井，保护油气层和提高机械钻速，防止溢流等因素来决定根据安全钻井，保护油气层和提高机械钻速，防止溢流等因素来决定 PePe值。值。 经验数据，一般规定：经验数据，一般规定： 油井油井PePe为为1.51.53.5 MPa3.5 MPa（相当附加钻井液密度（相当附加钻井液密度0.050.050.10g0.10gcm3cm3） 气井气井PePe为为3 35 Mpa5 Mpa（相当附加钻井液密度（相当附加钻井液密度0.070.070.15g0.15gcm3cm3）井
22、控基本知识井控基本理论井控基本理论溢流发生的原因溢流发生的原因 溢流发生的根本原因是地层与井眼系统压力失去平衡，井内液柱压力溢流发生的根本原因是地层与井眼系统压力失去平衡，井内液柱压力小于地层孔隙压力而引起溢流或井喷。其影响因素主要由：小于地层孔隙压力而引起溢流或井喷。其影响因素主要由： 地层掌握不准确，钻到异常高压层，事先未预告或者预告不准确地层掌握不准确，钻到异常高压层，事先未预告或者预告不准确，特别是在新探区钻井经常出现这种现象。，特别是在新探区钻井经常出现这种现象。 钻井液柱压力减少。引起液柱压力减小的主要因素有：钻井液柱压力减少。引起液柱压力减小的主要因素有： （l l）因井漏，井内
23、液柱高度降低而使液柱压力减小。这种情况往往不）因井漏，井内液柱高度降低而使液柱压力减小。这种情况往往不易及时发现，要加强观察。易及时发现，要加强观察。 （2 2）起钻时未向井内灌足钻井液。起钻时由于井内钻具起出而使钻井）起钻时未向井内灌足钻井液。起钻时由于井内钻具起出而使钻井液面下降，如不及时灌足钻井液，就会使液面下降，使井内液柱压力液面下降，如不及时灌足钻井液，就会使液面下降，使井内液柱压力降低可能引起溢流。降低可能引起溢流。井控基本知识井控基本理论井控基本理论 （3 3）起钻发生抽汲作用。）起钻发生抽汲作用。 起钻柱时，由于钻井液的粘滞作用产生的使井底减小的瞬时液柱压起钻柱时，由于钻井液的
24、粘滞作用产生的使井底减小的瞬时液柱压 力叫抽汲压力。由于起钻太快，钻井液在井内下落的速度小于钻柱上力叫抽汲压力。由于起钻太快，钻井液在井内下落的速度小于钻柱上提的速度就产生一种抽汲作用，使井内液柱压力减小而引起溢流。提的速度就产生一种抽汲作用，使井内液柱压力减小而引起溢流。 （4 4）压力激动引起井漏从而使液柱压力减小。）压力激动引起井漏从而使液柱压力减小。 钻井作业中，由于某些外力引起井内压力发生升降变化，尤其是钻柱钻井作业中，由于某些外力引起井内压力发生升降变化，尤其是钻柱快速向下运动时会对井内产生一个附加压力（激动压力）而使井底压快速向下运动时会对井内产生一个附加压力（激动压力）而使井底
25、压力增加，可能压漏地层，使液柱压力减小引起溢流。力增加，可能压漏地层，使液柱压力减小引起溢流。 （5 5）井内钻井液密度降低。）井内钻井液密度降低。 钻开油气层后，油气水不断侵入井内钻井液，使其密度逐渐降低，造钻开油气层后，油气水不断侵入井内钻井液，使其密度逐渐降低，造成液柱压力降低。液柱压力降低又使油气水侵入更厉害，以致最后造成液柱压力降低。液柱压力降低又使油气水侵入更厉害，以致最后造成溢流或井喷。成溢流或井喷。井控基本知识井控基本理论井控基本理论 钻入邻近的油气井。钻入邻近的油气井。 一个平台若钻定向井，如果钻头钻入邻近的油气井内或正在生产的油一个平台若钻定向井，如果钻头钻入邻近的油气井内
26、或正在生产的油气井内，就会导致溢流或井喷。这是一种很危险的现象，这种井应严气井内，就会导致溢流或井喷。这是一种很危险的现象，这种井应严格控制井眼轨迹，正确设计。格控制井眼轨迹，正确设计。气侵的特点气侵的特点 地层中的流体，有油气水单独存在的，也有油气水共存的。由于气体地层中的流体，有油气水单独存在的，也有油气水共存的。由于气体的特性，气侵时无论侵入的方式或运移的状态都不同于油侵或水侵。的特性，气侵时无论侵入的方式或运移的状态都不同于油侵或水侵。为了有效地进行防喷和压井作业，熟悉和掌握气侵的特点是十分重要为了有效地进行防喷和压井作业，熟悉和掌握气侵的特点是十分重要的。的。井控基本知识井控基本理论
27、井控基本理论 气侵的途径与方式气侵的途径与方式 （1 1）钻进气层时，随着气层岩石的破碎，岩石孔隙中含有的气体侵入）钻进气层时，随着气层岩石的破碎，岩石孔隙中含有的气体侵入钻井液。钻到大裂缝或溶洞气藏，有可能出现置换性的大量气体突然钻井液。钻到大裂缝或溶洞气藏，有可能出现置换性的大量气体突然侵入钻井液。侵入钻井液。 （2 2）气层中的气体通过钻井液（含泥饼）向井内扩散。）气层中的气体通过钻井液（含泥饼）向井内扩散。 （3 3）当井底压力小于地层压力时，井下处于较大的欠平衡状态，气体）当井底压力小于地层压力时，井下处于较大的欠平衡状态，气体由气层以气态或溶解气状态大量地流入或侵入钻井液。由气层以
28、气态或溶解气状态大量地流入或侵入钻井液。 气侵对钻井液柱压力的影响气侵对钻井液柱压力的影响 由于气体有压缩和膨胀的特征，气体侵入钻井液后，在井底时因受上由于气体有压缩和膨胀的特征，气体侵入钻井液后，在井底时因受上部液柱时因受上部液柱的压力，气体体积很小，随着钻井液循环上，部液柱时因受上部液柱的压力，气体体积很小，随着钻井液循环上，气体上升速度越来越大，气体所受液柱压力也会逐渐减小，气体体积气体上升速度越来越大，气体所受液柱压力也会逐渐减小，气体体积就逐渐膨胀增大，特别是气体接近地面时气体膨胀就很快增大。因此就逐渐膨胀增大，特别是气体接近地面时气体膨胀就很快增大。因此，即使返到地面的钻井液气侵很
29、厉害，形成很多气泡，密度降低很多，即使返到地面的钻井液气侵很厉害，形成很多气泡，密度降低很多，但钻井液柱压力减少的绝对值仍是很小的。，但钻井液柱压力减少的绝对值仍是很小的。井控基本知识井控基本理论井控基本理论 右图所示，即使地面气侵钻井右图所示，即使地面气侵钻井液密度只有原钻井液密度的一液密度只有原钻井液密度的一半，钻井液柱压力减少值也未半，钻井液柱压力减少值也未超过超过0.4MPa0.4MPa。但是，在钻井过。但是，在钻井过程中，若不采取有效的除气措程中，若不采取有效的除气措施，就会反复将气侵钻井液泵施，就会反复将气侵钻井液泵入井内，使钻井液气侵程度更入井内，使钻井液气侵程度更加严重，造成井
30、底压力不断降加严重，造成井底压力不断降低，就有出现溢流或井喷的危低，就有出现溢流或井喷的危险。险。天然气侵入钻井液后对钻井液的影响天然气侵入钻井液后对钻井液的影响井控基本知识井控基本理论井控基本理论 气侵的几个特点：气侵的几个特点： （1 1）气侵的钻井液在不同深度的密度是不同的。）气侵的钻井液在不同深度的密度是不同的。 （2 2）气侵钻井液接近地面时其密度才变得很小，所以即使地面钻井）气侵钻井液接近地面时其密度才变得很小，所以即使地面钻井液气侵厉害，密度降低很多，但井底钻井液柱压力减少并不大。这时液气侵厉害，密度降低很多，但井底钻井液柱压力减少并不大。这时不能再以地面气侵钻井液密度乘以井深来
31、计算液柱压力。不能再以地面气侵钻井液密度乘以井深来计算液柱压力。 （3 3）由于抽汲或长时间停止循环（如因换钻头、修泵或电测等）井）由于抽汲或长时间停止循环（如因换钻头、修泵或电测等）井底积聚有相当数量的天然气形成的气柱，上升膨胀时可能导致钻井液底积聚有相当数量的天然气形成的气柱，上升膨胀时可能导致钻井液外溢。外溢。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 （4 4）钻井液气侵后而井又关闭时，由于密度差的缘故，天然气会滑）钻井液气侵后而井又关闭时，由于密度差的缘故，天然气会滑脱上升，最后积聚在井口。若井筒和井口装置无渗漏，则滑脱上升的脱上升，最后积聚在井口。若井筒和井口装置无渗漏，则滑脱上升的天
32、然气不会膨胀，体积不会变化，但上升过程中，井口压力会逐渐增天然气不会膨胀，体积不会变化，但上升过程中，井口压力会逐渐增加。当气体升至井口时，钻井液柱上增加了一个与溢流在井底相同的加。当气体升至井口时，钻井液柱上增加了一个与溢流在井底相同的压力同时作用于井筒，而井口则作用有原来溢流在井底时的压力，此压力同时作用于井筒，而井口则作用有原来溢流在井底时的压力，此时，有可能形成过高的井底压力和井口压力。为了避免出现这种情况时，有可能形成过高的井底压力和井口压力。为了避免出现这种情况，气侵钻井液循环出井时，要允许气体膨胀，释放部分压力，同时不，气侵钻井液循环出井时，要允许气体膨胀，释放部分压力，同时不要
33、让井眼长时间关井而不循环。要让井眼长时间关井而不循环。 （5 5）关井时气体上升而不膨胀的情况下，地层压力不等于井口压力加）关井时气体上升而不膨胀的情况下，地层压力不等于井口压力加钻井液柱压力，因此，不能用这个压力来计算所需钻井液密度。钻井液柱压力，因此，不能用这个压力来计算所需钻井液密度。井控基本知识井控基本理论井控基本理论 溢流的判断信号溢流的判断信号 钻井循环系统是一个封闭系统，系统内任何流体的增加（油、气或水钻井循环系统是一个封闭系统，系统内任何流体的增加（油、气或水），在地面会有一定的显示或使钻井液的性能变化，或使钻井液数量），在地面会有一定的显示或使钻井液的性能变化，或使钻井液数量
34、发生变化，我们把这些显示和变化称为溢流出现的信号。熟悉和正确发生变化，我们把这些显示和变化称为溢流出现的信号。熟悉和正确识别这些信号是井控技术的重要组成部分。识别这些信号是井控技术的重要组成部分。 （1 1）钻进中有蹩钻、钻速突然加快或出现放空现象）钻进中有蹩钻、钻速突然加快或出现放空现象 地层流体要进入井筒，所钻地层要有良好的渗透性，因此钻进中有可地层流体要进入井筒，所钻地层要有良好的渗透性，因此钻进中有可能出现蹩跳、钻速加快现象。钻到大裂缝或溶洞则出现放空。上述现能出现蹩跳、钻速加快现象。钻到大裂缝或溶洞则出现放空。上述现象的出现，有可能是钻到油气层，因此要观察，综合分析是否是溢流象的出现
35、，有可能是钻到油气层，因此要观察，综合分析是否是溢流出现的前兆。出现的前兆。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 （2 2）钻进中泵压下降和泵冲数增加）钻进中泵压下降和泵冲数增加 出现这种信号，应检查出口流量和钻井泵。若系无问题，出口流量增出现这种信号，应检查出口流量和钻井泵。若系无问题，出口流量增加则是溢流出现。当低密度的地层流体进入环空代替高密度钻井液时加则是溢流出现。当低密度的地层流体进入环空代替高密度钻井液时，泵压会下降，钻具内的高密度钻井液就有下落的趋势，泵冲数就可，泵压会下降，钻具内的高密度钻井液就有下落的趋势，泵冲数就可能增加。能增加。 （3 3）钻井液密度下降）钻井液密度下降
36、 如果钻井液返出时密度下降，可能是由于地层流体侵入钻井液使其密如果钻井液返出时密度下降，可能是由于地层流体侵入钻井液使其密度下降，造成液柱压力降低，最后发生溢流。度下降，造成液柱压力降低，最后发生溢流。 （4 4）钻具悬重发生变化）钻具悬重发生变化 当低密度的地层流体侵入钻井液后，使其密度降低，造成钻井液浮力当低密度的地层流体侵入钻井液后，使其密度降低，造成钻井液浮力减少，出现悬重增加的现象。此时要认真观察井内情况，提防出现溢减少，出现悬重增加的现象。此时要认真观察井内情况，提防出现溢流。流。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 （5 5）烃类或氯根含量增高）烃类或氯根含量增高 钻井液中上述
37、成份增加，有可能是油、气或水进入井内，要提高警惕钻井液中上述成份增加，有可能是油、气或水进入井内，要提高警惕，防止溢流发生。，防止溢流发生。 （6 6）钻井液返出流量突然增加）钻井液返出流量突然增加 在泵排量不变的情况下，钻井液返出量突然增加，说明地层流体已进在泵排量不变的情况下，钻井液返出量突然增加，说明地层流体已进入井内，这是溢流发生的告急信号之一。入井内，这是溢流发生的告急信号之一。 （7 7）循环池钻井液量增多）循环池钻井液量增多 若不是人为增加循环池钻井液量，而钻井液面增加时，则是溢流发生若不是人为增加循环池钻井液量，而钻井液面增加时，则是溢流发生了。因为溢流进入井筒排代了同体积的钻
38、井液到循环池，使循环池液了。因为溢流进入井筒排代了同体积的钻井液到循环池，使循环池液面增高，液量增加，这也是溢流发生的告急信号之一。面增高，液量增加，这也是溢流发生的告急信号之一。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 （8 8）停泵后井内钻井液外溢）停泵后井内钻井液外溢 若停泵后，井内钻井液忽大忽小外溢，说明溢流已经发生。（由于钻若停泵后，井内钻井液忽大忽小外溢，说明溢流已经发生。（由于钻井液比重差而引起的外溢不属此类）这也是溢流告急信号。井液比重差而引起的外溢不属此类）这也是溢流告急信号。 （9 9）起钻时井内灌钻井液困难，或者灌入量少，甚至灌不进钻井液）起钻时井内灌钻井液困难，或者灌入量
39、少，甚至灌不进钻井液 起钻时如果灌入井内的钻井液量小于因起出钻具体积相应减少的测算起钻时如果灌入井内的钻井液量小于因起出钻具体积相应减少的测算量，可能是溢流发生。因为地层流体进入井筒，填补了部分起出钻具量，可能是溢流发生。因为地层流体进入井筒，填补了部分起出钻具所占的空间，当进入井筒的流体使全井液柱压力小于地层压力时就会所占的空间，当进入井筒的流体使全井液柱压力小于地层压力时就会发生溢流。这也是溢流告急信号之一。发生溢流。这也是溢流告急信号之一。 （1010）油气层钻进发生井漏）油气层钻进发生井漏 油气层钻进发生井漏，很快使钻井液柱压力减小，溢流很快就会出现油气层钻进发生井漏，很快使钻井液柱压
40、力减小，溢流很快就会出现甚至发展成井喷。甚至发展成井喷。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论溢流的控制溢流的控制 溢流发生后平台人员应共同遵守的规定：溢流发生后平台人员应共同遵守的规定： （1 1）溢流发生后，司钻有权立即关井，在发出溢流信号的同时，按）溢流发生后，司钻有权立即关井，在发出溢流信号的同时，按 井控程序正确控制井口。井控程序正确控制井口。 （2 2）听到溢流信号后，平台高级队长立即通知不在岗人员到指定地点）听到溢流信号后，平台高级队长立即通知不在岗人员到指定地点集合待命，并迅速组织当班人员检查井口有无渗漏，了解井口压力变集合待命，并迅速组织当班人员检查井口有无渗漏，了解井口压力
41、变化情况。化情况。 （3 3）电报员通知守护船到平台附近待令。）电报员通知守护船到平台附近待令。 （4 4）发出溢流信号后，严禁任何人在危险区使用火种或进行电气焊工）发出溢流信号后，严禁任何人在危险区使用火种或进行电气焊工作。作。 （5 5）设备总监检查电源及各种开关的使用情况，避免触发火灾。）设备总监检查电源及各种开关的使用情况，避免触发火灾。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 （6 6）船长（或平台压载工程师）及时收集海况、天气和）船长（或平台压载工程师）及时收集海况、天气和 潮汐情况，潮汐情况，了解钻井船起伏及甲板载荷变化情况，随时向钻井总监和高级队长汇了解钻井船起伏及甲板载荷变化情
42、况，随时向钻井总监和高级队长汇报。报。 （7 7）钻井总监根据溢流情况及平台动态，向基地有关部门汇报并保持）钻井总监根据溢流情况及平台动态，向基地有关部门汇报并保持联系。联系。 （8 8）钻井监督组，根据收集的井口压力数据和其他压井资料，确定压）钻井监督组，根据收集的井口压力数据和其他压井资料，确定压井液密度，制订压井方案，得到上级主管领导的批准后，积极组织压井液密度，制订压井方案，得到上级主管领导的批准后，积极组织压井作业，防止井下情况恶化。井作业，防止井下情况恶化。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 关井方式：关井方式： 关井有硬关井和软关井两种方式。所谓硬关井是当发现溢流时，立即关井
43、有硬关井和软关井两种方式。所谓硬关井是当发现溢流时，立即关闭防喷器的操作程序，关防喷器前阻流管汇是不通的。所谓软关井关闭防喷器的操作程序，关防喷器前阻流管汇是不通的。所谓软关井是当发现溢流关井时，先打开阻流阀再关防喷器，最后关闭阻流阀的是当发现溢流关井时，先打开阻流阀再关防喷器，最后关闭阻流阀的操作程序。硬关井比软关井程序简单，控制井口快。但是硬关井会因操作程序。硬关井比软关井程序简单，控制井口快。但是硬关井会因为井内喷出流体和钻井液循环速度突然变为零对地层产生一个为井内喷出流体和钻井液循环速度突然变为零对地层产生一个“液击液击”现象，给井口装置和地层可能带来不良后果。而较关井可使喷出的现象，
44、给井口装置和地层可能带来不良后果。而较关井可使喷出的流体逐渐被关住而不对地层产生猛烈的流体逐渐被关住而不对地层产生猛烈的“液击液击”。目前海上平台作业。目前海上平台作业，基本上都按软关井方式制定关井程序。，基本上都按软关井方式制定关井程序。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 井口未装防喷器或装有防喷器不能关井（特殊情况）时，溢流的井口未装防喷器或装有防喷器不能关井（特殊情况）时，溢流的处理方法处理方法 如果井口未装防喷器或者装有防喷器而套管鞋下得很浅，或者套管鞋如果井口未装防喷器或者装有防喷器而套管鞋下得很浅，或者套管鞋处的地层不能承受合理的关井压力，如关井会出现溢流沿井口周围窜处的地层不
45、能承受合理的关井压力，如关井会出现溢流沿井口周围窜出地面的危险。遇到这种情况，不能关井，而要采用分流放喷方法来出地面的危险。遇到这种情况，不能关井，而要采用分流放喷方法来处理溢流比较安全。处理溢流比较安全。 分流放喷要在井口安装有转喷器或压力分流器的情况下才能进行。分流放喷要在井口安装有转喷器或压力分流器的情况下才能进行。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 装有防喷器能关井（一般情况）时的关井程序。装有防喷器能关井（一般情况）时的关井程序。 （1 1）关井控制井口的原则：）关井控制井口的原则： 发现溢流或井喷时，一般情况下不准放喷，必须进行试关井；发现溢流或井喷时，一般情况下不准放喷，必须
46、进行试关井； 最大关井套压，不能超过下面三个极限值中的最小值：最大关井套压，不能超过下面三个极限值中的最小值： A A：井口装置的额定工作压力。：井口装置的额定工作压力。 B B：套管柱抗内压强度的：套管柱抗内压强度的8080（要考虑套管内外钻井液密度差造成的（要考虑套管内外钻井液密度差造成的压力损失对套管抗内压强度的降低）；压力损失对套管抗内压强度的降低）； C C：地层破裂压力。：地层破裂压力。 溢流时的作业不同，控制井口的程序也应不同。基本上有四种情况溢流时的作业不同，控制井口的程序也应不同。基本上有四种情况：正常钻进、起下钻杆、起下钻铤和无钻具的空井作业。：正常钻进、起下钻杆、起下钻铤
47、和无钻具的空井作业。 非紧急情况不能关闭剪切或全封闸板防喷器。非紧急情况不能关闭剪切或全封闸板防喷器。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 （2 2）钻进时的关井程序：）钻进时的关井程序： 发出井喷信号，停转盘，将钻具提离井底，使钻杆接头避开所要发出井喷信号，停转盘，将钻具提离井底，使钻杆接头避开所要 关闭的防喷器芯子；关闭的防喷器芯子； 停泵；停泵； 适当打开阻流阀（浮式钻井船打开水下阻流阀）；适当打开阻流阀（浮式钻井船打开水下阻流阀）； 关井（先关环形防喷器，再关闸板防喷器）；关井（先关环形防喷器，再关闸板防喷器）； 关阻流阀，试关井（浮式钻井船关水下阻流阀）；关阻流阀，试关井（浮式钻井
48、船关水下阻流阀）； 向钻井监督报告；向钻井监督报告； 认真观察，准确记录关井后认真观察，准确记录关井后10101515分钟的立管压力、套管压力和循分钟的立管压力、套管压力和循环池钻井液增减量。环池钻井液增减量。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 （3 3）起下钻杆时的关井程序：）起下钻杆时的关井程序： 发出井喷信号，迅速将立柱下到能接方钻杆或顶部驱动中心管的最发出井喷信号，迅速将立柱下到能接方钻杆或顶部驱动中心管的最低位置，并使钻杆接头避开所要关闭的闸板防喷器；低位置，并使钻杆接头避开所要关闭的闸板防喷器； 抢接回压阀。抢接回压阀。 适当打开阻流阀（浮式钻井船打开水下阻流阀）；适当打开阻流
49、阀（浮式钻井船打开水下阻流阀）； 关井（先关环形防喷器，再关闸板防喷器）；关井（先关环形防喷器，再关闸板防喷器）； 关阻流阀，试关井（浮式钻井船关水下阻流阀）；关阻流阀，试关井（浮式钻井船关水下阻流阀）； 报告钻井监督，并尽快接上方钻杆或顶部驱动中心管；报告钻井监督，并尽快接上方钻杆或顶部驱动中心管； 认真观察，准确记录关井后认真观察，准确记录关井后10101515分钟的立管压力、套管压力和循分钟的立管压力、套管压力和循环池钻井液增减量。环池钻井液增减量。 井控基本知识井控基本理论井控基本理论 （4 4）起下钻铤时的关井程序：）起下钻铤时的关井程序： 发出井喷信号，迅速将钻铤立柱下到最低位置；
50、发出井喷信号，迅速将钻铤立柱下到最低位置； 抢接配合接头和安全防喷阀，在条件允许时，抢下部分钻杆；抢接配合接头和安全防喷阀，在条件允许时，抢下部分钻杆； 适当打开阻流阀（浮式钻井船打开水下阻流阀）；适当打开阻流阀（浮式钻井船打开水下阻流阀）； 关防喷器（关环形防喷器），若下有钻杆再关闸板防喷器；关防喷器（关环形防喷器），若下有钻杆再关闸板防喷器； 关阻流阀，试关井（浮式钻井船关水下阻流阀）；关阻流阀，试关井（浮式钻井船关水下阻流阀）； 报告钻井监督，并尽快接上方钻杆或顶部驱动中心管；报告钻井监督，并尽快接上方钻杆或顶部驱动中心管； 认真观察，准确记录关井后认真观察，准确记录关井后1010151
