1、时间时间:二二0 0一四年六月一四年六月 西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司二、压井原则二、压井原则前前 言言汇汇 报报 提提 纲纲一、压井目的一、压井目的三、压井液密度的确定及准备三、压井液密度的确定及准备四、常规压井方法四、常规压井方法五、压井案例五、压井案例西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司前前 言言 油气井施工中，无论是钻井还是井下作业，井筒作业均涉及油气井施工中，无论是钻井还是井下作业，井筒作业均涉及到压井问题，井下作业过程中转层试气、挖潜试气、封井等情况到压井问题，井下作业过程中转层试气、挖潜试气、封井等情况下可能采用密度符合要求
2、的泥浆一次性压井，进而进行下步工程下可能采用密度符合要求的泥浆一次性压井，进而进行下步工程作业，若泥浆压井失败则可能造成井控事故、原井内管柱卡埋甚作业，若泥浆压井失败则可能造成井控事故、原井内管柱卡埋甚至井筒报废的情况，因此井下作业过程中的泥浆压井显得尤为重至井筒报废的情况，因此井下作业过程中的泥浆压井显得尤为重要，本文从泥浆密度的选定、泥浆准备和压井过程等三方面浅析要，本文从泥浆密度的选定、泥浆准备和压井过程等三方面浅析泥浆压井工艺技术。泥浆压井工艺技术。西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司一、压井目的一、压井目的 通过将适宜密度的压井液注入井筒，利用其产生的液柱压力
3、通过将适宜密度的压井液注入井筒，利用其产生的液柱压力控制住地层流体，防止地层流体进入井筒影响井筒作业、产生井控制住地层流体，防止地层流体进入井筒影响井筒作业、产生井控事故，确保井下作业又特别是井筒作业安全进行，它是工程作控事故，确保井下作业又特别是井筒作业安全进行，它是工程作业的必要条件，而压井就是将适宜密度的压井液注入井筒这一过业的必要条件，而压井就是将适宜密度的压井液注入井筒这一过程。程。西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司二、压井原则二、压井原则 压井原则概括为：压而不死，活而不喷。压井原则概括为：压而不死，活而不喷。压而不死即井不漏，井筒内产生的液柱压力（和回压
4、）小于地层破压而不死即井不漏，井筒内产生的液柱压力（和回压）小于地层破裂压力，则井不漏。若压井液进入地层，会污染产层、堵塞产层通道，裂压力，则井不漏。若压井液进入地层，会污染产层、堵塞产层通道，影响油气产量。甚至在试油气后期压井液反吐至地面，造成井筒事故、影响油气产量。甚至在试油气后期压井液反吐至地面，造成井筒事故、损坏地面设备。损坏地面设备。活而不喷即井不漏、又无井控风险，井筒内液柱压力（和回压）保活而不喷即井不漏、又无井控风险，井筒内液柱压力（和回压）保证压井液不会漏入地层，同时地层流体也不会进入井筒，影响井筒作业。证压井液不会漏入地层，同时地层流体也不会进入井筒，影响井筒作业。压井的原理
5、可以简单地理解为压井的原理可以简单地理解为“U U”型管原理，在压井过程中，通过地型管原理，在压井过程中，通过地面节流阀门（或油嘴）控制回压加上已进入井筒内几种液体产的井底液面节流阀门（或油嘴）控制回压加上已进入井筒内几种液体产的井底液柱压力来平衡地层压力，压井过程中始终都保持井底压力略高于地层压柱压力来平衡地层压力，压井过程中始终都保持井底压力略高于地层压力的状态，并且在整个过程中确保井底压力基本恒定。力的状态，并且在整个过程中确保井底压力基本恒定。西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司三、压井液密度的确定及准备三、压井液密度的确定及准备 为确保压井压而不死，活而不喷，
6、首要工作就是选为确保压井压而不死，活而不喷，首要工作就是选取适宜密度的压井液，川西工区井下作业现场常用确定取适宜密度的压井液，川西工区井下作业现场常用确定压井液密度的方法有三种，下电子压力计实测、关压恢压井液密度的方法有三种，下电子压力计实测、关压恢计算、参考钻井密度。计算、参考钻井密度。根据确定的压井液密度、井筒容积和工程进度等数根据确定的压井液密度、井筒容积和工程进度等数据，现场以报告的形式向上级生产部门提出压井液需求据，现场以报告的形式向上级生产部门提出压井液需求信息，再由公司（生产管理部）具体安排相关事宜。信息，再由公司（生产管理部）具体安排相关事宜。备注：压井液需求量一般为井筒容积（
7、套管容积备注：压井液需求量一般为井筒容积（套管容积-油管本体体积）的油管本体体积）的1.5-2.01.5-2.0倍；修井方准备相应容积运倍；修井方准备相应容积运行良好的储备罐、泵和管线等。行良好的储备罐、泵和管线等。西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司三、压井液密度的确定及准备三、压井液密度的确定及准备 若施工井原试气层段下电子压力计实测了产层静温、静压，则可以直接若施工井原试气层段下电子压力计实测了产层静温、静压，则可以直接采用相应产层中部压力数据，利用如下公式计算出平衡该压力所需的压井液采用相应产层中部压力数据，利用如下公式计算出平衡该压力所需的压井液密度：密度：式
8、中式中P P：实测产层中部压力：实测产层中部压力 MPaMPa；r r：所需压井液密度：所需压井液密度 g/cmg/cm3 3；g g：9.80665 9.80665 常数；常数；h h：产层中部垂深：产层中部垂深 m m。针对川西气井，在计算得所需压井液密度后，附加针对川西气井，在计算得所需压井液密度后，附加0.10g/cm0.10g/cm3 3的安全值。的安全值。备注：规范要求油水井附加值为备注：规范要求油水井附加值为0.05g/cm0.05g/cm3 3-0.10g/cm-0.10g/cm3 3；气井为；气井为0.07g/cm0.07g/cm3 30.15g/cm0.15g/cm3 3，
9、含硫化氢等有毒有害气体的井取最高值。，含硫化氢等有毒有害气体的井取最高值。（一）下电子压力计测地层压力（一）下电子压力计测地层压力ghP西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司三、压井液密度的确定及准备三、压井液密度的确定及准备 若施工井原试气层段未下电子压力计关井压力恢复，我们可以通过关井若施工井原试气层段未下电子压力计关井压力恢复，我们可以通过关井取得的稳定井口套压值，采用相关静气柱压力公式计算出产层中部压力（地取得的稳定井口套压值，采用相关静气柱压力公式计算出产层中部压力（地层压力），进而采用公式层压力），进而采用公式 确定压井液密度。计算公式如下：确定压井液密度。计
10、算公式如下：(一一)()(D D 1680m1680m用此式用此式)式中式中P PR R：地层压力：地层压力 MPaMPa；：关井稳定井口压力：关井稳定井口压力 MPaMPa；g g：天然气相对密度：天然气相对密度 ；D D：产层中部垂深：产层中部垂深 m m。(二二)()(D D 1680m1680m用此式用此式)式中式中P PR R：地层压力：地层压力 MPaMPa；：关井稳定井口压力：关井稳定井口压力 MPaMPa；g g：天然气相对密度：天然气相对密度 ；D D：产层中部垂深：产层中部垂深 m m。（二）关压恢计算（二）关压恢计算DgewhPP410251.1RDgewhRPP4102
11、93.1whPwhPwhPwhPwhPwhPghP西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司三、压井液密度的确定及准备三、压井液密度的确定及准备 根据设计上相应的钻开试气层的压井液密度，根据设计上相应的钻开试气层的压井液密度，采用适宜的压井液。采用适宜的压井液。（三）参考钻井密度（三）参考钻井密度whPwhPwhPwhP西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司四、常规压井方法四、常规压井方法 采用正循环或反循环法的方式进行压井，达到进出口密度小于采用正循环或反循环法的方式进行压井，达到进出口密度小于0.02g/cm0.02g/cm3 3为合格，该方法常用于
12、现场。为合格，该方法常用于现场。1 1、反循环法压井：反循环法多用于压力高、产量大的油气井中，在排量、反循环法压井：反循环法多用于压力高、产量大的油气井中，在排量一定的条件下压井液从环形空间泵入时，压井液的下行流速低，沿程摩阻损一定的条件下压井液从环形空间泵入时，压井液的下行流速低，沿程摩阻损失小，压降也小，对井底产生的回压相对较大，采用反循环法压井法相对易失小，压降也小，对井底产生的回压相对较大，采用反循环法压井法相对易成功，而且压井后，即使油层有轻微损害，也可借助井本身的高压、产量来成功，而且压井后，即使油层有轻微损害，也可借助井本身的高压、产量来解除，相反，如果对低压井采用反循环压井法，
13、会产生较大的回压，可能出解除，相反，如果对低压井采用反循环压井法，会产生较大的回压，可能出现压漏的现象。现压漏的现象。2 2、正循环法压井：正循环压井适用于低压、产量较大的井，在排量一定、正循环法压井：正循环压井适用于低压、产量较大的井，在排量一定的条件下，当压井液从管柱内泵入时，压井液的下行速度很快，沿程摩阻损的条件下，当压井液从管柱内泵入时，压井液的下行速度很快，沿程摩阻损失大、压降也大，对井底产生回压相对较小，所以对低压井采用正循环压井失大、压降也大，对井底产生回压相对较小，所以对低压井采用正循环压井不仅能达到压井的目的，还能避免压漏地层。不仅能达到压井的目的，还能避免压漏地层。3 3、
14、司钻压井法：司钻压井法分两个循环周进行，第一步是用原密度的压、司钻压井法：司钻压井法分两个循环周进行，第一步是用原密度的压井液循环，排除进入井内受污染的流体；第二步是用压井所需密度的压井液井液循环，排除进入井内受污染的流体；第二步是用压井所需密度的压井液置换原压井液达到压井的目的。置换原压井液达到压井的目的。（一）循环法（一）循环法whPwhPwhPwhP西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司四、常规压井方法四、常规压井方法 灌注法是向井筒内灌注一段压井液，利灌注法是向井筒内灌注一段压井液，利用液柱产生的压力平衡地层压力的方法，多用液柱产生的压力平衡地层压力的方法，多用在
15、井底压力不高的修井作业。针对近期川用在井底压力不高的修井作业。针对近期川西工区老井在修井过程中容易漏失的情况，西工区老井在修井过程中容易漏失的情况，采用的吊灌法即为灌注法。采用的吊灌法即为灌注法。（二）灌注法（二）灌注法whPwhPwhPwhP西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司四、常规压井方法四、常规压井方法 挤注法压井又叫平推法压井，即只接通压井液的进口、挤注法压井又叫平推法压井，即只接通压井液的进口、无出口，以合适的施工排量高压向井筒挤入压井液，把井无出口，以合适的施工排量高压向井筒挤入压井液，把井内的流体挤回地层，再将井筒注满压井液，以达到压井的内的流体挤回地层
16、，再将井筒注满压井液，以达到压井的目的，其缺点是井内流体挤入地层，造成产层污染。目的，其缺点是井内流体挤入地层，造成产层污染。在川西工区，挤注法常用于井筒内无循环通道、灌注法又在川西工区，挤注法常用于井筒内无循环通道、灌注法又不能将井压稳，且判断试气层压力不高，清水能够压稳的不能将井压稳，且判断试气层压力不高，清水能够压稳的老井。老井。（三）挤注法（三）挤注法whPwhPwhPwhP西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司五、压井案例（以星五、压井案例（以星1 1井泥浆压井为例）井泥浆压井为例）由我队承担转层试气施工任务的由我队承担转层试气施工任务的X1X1井井(直井直井)
17、，所封层位为，所封层位为须家河三段，须家河三段，X1X1井完井试气施工设计井完井试气施工设计显示该层位钻井压井显示该层位钻井压井泥浆密度为泥浆密度为2.00g/cm2.00g/cm3 3，计算出产层中部压力为，计算出产层中部压力为66.96MPa66.96MPa（产层（产层中部垂深中部垂深3593.5m3593.5m、该层破裂压力为、该层破裂压力为78MPa78MPa），遂现场准备密度），遂现场准备密度为为2.00g/cm2.00g/cm3 3的泥浆的泥浆134m134m3 3（2-2-7 7/8 8/光油管底界光油管底界3590.32m3590.32m，井筒容，井筒容积积66.99m66.9
18、9m3 3，其中环空容积，其中环空容积51.99m51.99m3 3、油管内容积、油管内容积10.84m10.84m3 3、油管、油管本体体积本体体积4.16m4.16m3 3）、清水，）、清水，13001300型压裂车、抽水泵、管线等设型压裂车、抽水泵、管线等设备物资等均安装调试到位。备物资等均安装调试到位。（一）压井前准备（一）压井前准备whPwhPwhPwhP西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司五、压井案例（以星五、压井案例（以星1 1井泥浆压井为例）井泥浆压井为例）1 1、清水压井：采用、清水压井：采用13001300型压裂车正循环泵注清水型压裂车正循环泵注清水
19、70m70m3 3（一个井筒容积），泵注（一个井筒容积），泵注清水过程中通过管汇闸门将回压慢慢控制上涨至约清水过程中通过管汇闸门将回压慢慢控制上涨至约32MPa32MPa。2 2、泥浆压井：采用、泥浆压井：采用13001300型压裂车正循环泵注密度为型压裂车正循环泵注密度为2.00g/cm2.00g/cm3 3泥浆，通过计量罐泥浆，通过计量罐计量，在泵注计量，在泵注10m10m3 3泥浆内，采用针阀控制回压一直保持在泥浆内，采用针阀控制回压一直保持在32MPa32MPa（由于油管内容积为（由于油管内容积为10.84m10.84m3 3，故在泵注，故在泵注10m10m3 3内井筒底部液柱压力不变
20、，控制回压值不变）。内井筒底部液柱压力不变，控制回压值不变）。随着时间推移，在泵注泥浆量随着时间推移，在泵注泥浆量10m10m3 3至至12m12m3 3过程中，慢慢将回压降至过程中，慢慢将回压降至31MPa31MPa；在泵注；在泵注泥浆量泥浆量12m12m3 3至至14m14m3 3过程中，慢慢将回压降至过程中，慢慢将回压降至30MPa30MPa始终保持回压加环空液柱压力略始终保持回压加环空液柱压力略大于产层中部压力。大于产层中部压力。在泵注约在泵注约56m56m3 3泥浆后，泥浆和清水产生的井底压力值趋近于地层压力，理论上慢泥浆后，泥浆和清水产生的井底压力值趋近于地层压力，理论上慢慢不控回
21、压，继续泵注至泥浆返出井口再循环两周，判断压井平稳后停泵。慢不控回压，继续泵注至泥浆返出井口再循环两周，判断压井平稳后停泵。备注：在泥浆压井过程中，即使保持泵压和排量不变、出口针阀大小不变，受井备注：在泥浆压井过程中，即使保持泵压和排量不变、出口针阀大小不变，受井内流体运移影响，回压亦会有一个逐步增大再逐步减小的显示，故在泥浆压井过程中，内流体运移影响，回压亦会有一个逐步增大再逐步减小的显示，故在泥浆压井过程中，除保连续施工外，控制好回压尤为关键。回压过高可能将井压漏污染地层；回压过低除保连续施工外，控制好回压尤为关键。回压过高可能将井压漏污染地层；回压过低导致压井不稳，增加作业时间，甚至水和
22、泥浆混合产生沉淀造成工程事故。导致压井不稳，增加作业时间，甚至水和泥浆混合产生沉淀造成工程事故。（二）压井过程（二）压井过程whPwhPwhPwhP西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司五、压井案例（以星五、压井案例（以星1 1井泥浆压井为例）井泥浆压井为例）（二）压井过程（二）压井过程whPwhPwhPwhP西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司五、压井案例（以星五、压井案例（以星1 1井泥浆压井为例）井泥浆压井为例）（二）压井过程（二）压井过程whPwhPwhPwhP西南石油工程公司井下作业分公司西南石油工程公司井下作业分公司压井工艺技术浅析压井工艺技术浅析汇报完毕，请各位领导、同事指正。汇报完毕，请各位领导、同事指正。
