壓井：恢復和重建壓力平衡五、常規井控壓井方法溢流：壓力平衡被破壞

第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4壓井過程：循環排出污染泥漿溢流循環替入加重泥漿技術關鍵：不能敞開井口循環第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4原因：采用一般的循環方法（敞井）是無法制止溢流的，因為這時環空內液柱壓力大大小于地層壓力，打入的重泥漿會隨同油氣立即溢出或噴出，無法建立起壓力平衡。解決方法：必須在井口造成一定的局部阻力來增大環形空間的壓力。即井口加回壓。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4壓井原理：

在控制井口的前提下，使用一定的排量進行循環，調節阻流器開度，對井口施加不同的回壓Pa，始終保持回壓與環空泥漿柱壓力達到平衡地層壓力，直到重泥漿充滿整個環空為止。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/41、壓井基本數據的計算立管壓力：鉆柱井口壓力套管壓力：環空井口壓力PaPdPp第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4（1）求取地層壓力如果關井一段時間后井底壓力穩定，那么就可由關井立管壓力和鉆柱內泥漿壓力求得地層壓力。注意：

不能用關井套壓來求地層壓力，因為，環空中的泥漿被污染，泥漿柱壓力計算不準。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4確定關井立管壓力的方法：1)未裝回壓凡爾時

關井后，立管壓力穩定后，直讀。PaPdPp第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/42)裝有回壓凡爾時方法１：關井，記下套壓。緩慢地啟動泵并繼續泵入，，當套壓升高時讀出此時套壓及立管壓力，停泵；將立管壓力減去升高的套壓即為關井立管壓力。方法２：先確定壓井所用泵速下的流動阻力；緩慢地開啟阻流器和啟動泵，保持套壓等于關井套壓；使泵速達到壓井所用泵速，而調節阻流器保持不變；讀出立管壓力，從立管壓力中減去原先確定的流動阻力，余下的就是關井立管壓力。PaPdPp第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4

比較關井套壓和立管壓力的大小差值,可以判斷氣侵的嚴重程度Pd＝Pa＝0正常Pd＝Pa>0壓力平衡破壞，但無溢流Pd＝0；Pa>0少量溢流Pd>0；Pa>0溢流Pd>0；Pa>0；Pd－Pa>0嚴重溢流比較關井套壓和立管壓力的大小差值,也可以判斷溢流性質第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4（2）確定壓井所需的泥漿密度求出地層壓力PP后，即可求得壓井所需鉆井液密度

mk。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4循環泥漿時，有一循環阻力的作用，則立管總壓力應為：

PT=Pd+Pc

循環過程要求控制作用在地層上的壓力不變，且方法是控制立管的總壓力不變，（注意，不能用控制套壓來控制）。（3）確定壓井循環時的立管總壓力PaPTPpPcPd第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4PdPaPTPpPcmPcmo1）壓井過程井筒壓力平衡方程控制井底壓力不變，必須先求出不同情況下的PcPcmi第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制管內管外2024/3/4進行泵速試驗，記錄立管壓力。

理論上計算一定排量下的Pcm壓井循環初始立管總壓力PTi

2）計算初始循環壓力Pcm初始循環壓力——循環原密度泥漿時所需的循環壓力第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/43）求終了循環壓力Pcmk當重鉆井液在鉆柱內逐漸下行，鉆柱內靜水柱壓力增加，原關井立管壓力逐漸下降，當重鉆井液到達鉆頭處時，鉆柱內靜液柱壓力已和地層壓力相平衡，因此關井立管壓力Pd=0。壓井循環終了立管總壓力為終了循環壓力——循環加重泥漿到井底時所需的循環壓力第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制1、理論法2、正比原理不計環空壓降2024/3/4（4）壓井循環時間泥漿從井口到井底的時間：泥漿從井底至井口的時間

Vp、Va分別為鉆柱內與環空內每米長的容積PdPaPTPpPcmPcmiPcmo第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/42、常規井控壓井方法1）關井立管壓力為零的壓井方法（Pd=0）由抽汲作用或氣體擴散進入泥漿引起的溢流，且說明井內鉆井液柱壓力大于或等于地層壓力，可不必提高鉆井液密度即可建立井筒內壓力平衡。（１）套壓為零（Pa=0）說明環空鉆井流體侵污不嚴重，應開著防噴器恢復循環出被侵污流體，對井口返出流體進行充分除氣。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4（２）套壓不為零（Pa

0）只需控制一定回壓（通過節流閥）循環排除環空受氣或油侵鉆井液即可控制溢流。循環排放程序為：

a、在套壓不變情況下，低泵速啟動泵，此時立管壓力應非常接近前述Pcm。

b、控制節流閥開啟大小，保持立管壓力Pcm不變，由于Pd=0，所以

循環直至套壓降到零，停泵校核，此時套壓和立管壓力均為零。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/42）關井立管壓力不為零的壓井方法（Pd

0）

由于溢流關井后，立管壓力和套壓均不為零，這說明井筒內鉆井液柱壓力小于地層壓力，這種情況要重新恢復和建立地層——井筒壓力系統平衡，必須提高泥漿密度壓井。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4關井后在處置程序上有四種可能性：同步法：

立刻開始邊加重泥漿邊循環壓井；司鉆法（兩步法）：

先關井循環排出受侵污的泥漿，再加重泥漿，然后壓井；工程師法：(等待加重法)

繼續關井先加重泥漿，再循環壓井；邊等邊加重法： 先循環排出受侵污的泥漿，然后邊加重泥漿邊循環壓井。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4特點：第１種：時間最短，井口泵壓最小，受壓時間最短，減少粘卡，最安全，計算最復雜。第２種：相對安全，技術上易掌握，需要最長時間，最大程度運用井口設備，以及關井是否適宜。第３種：時間較短，井口壓力較小，也較安全，關井時間長，對循環不利。用好該方法的關鍵是迅速加重。第４種：處置不但象第１種那樣復雜，而且需要長的時間。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4（1）兩步控制法（司鉆法）壓井準備工作a.關井b.讀出Pd、Pac.計算PP、ρmk、Pcm、Pcmk、PTi、PTf并繪制立管壓力PT的變化曲線第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4第一步

用原密度

m泥漿在控制井口時,將環空受污染泥漿循環出井.阻流器的調節標準:始終使立管總壓力保持為初始立管總壓力

PTi=Pd+Pcm。當循環結出時,停泵,這時應該有Pd=Pa,如不等,則未成功。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4第二步關井，加重泥漿，在控制井口下,用重泥漿

mk循環置換出井筒內

m的鉆井液.阻流器的調節標準:

a、重泥漿在鉆柱內下行時,Pti～PTf(均勻下降);

b、重泥漿在環空內上行時,始終使立管總壓力保持為終了立管總壓力PTf.

當重泥漿全部充滿井內時,停泵,若Pd=Pa=0,則成功.第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4其它計算工作計算1：求井中各空間的容積計算2：求循環時間t!,t2計算3：確定加重劑用量計算4：判別地層流體位置計算5：作出壓井施工單第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4施工過程第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4司鉆法壓井過程立管壓力和套管壓力的變化情況PTiPTiPTfPdPdt1t2上替泥漿排泥漿排輕泥漿重泥漿進環空到井口侵漿排完重漿到鉆頭重漿到井口T+t12T第一階段第二階段Pa第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4（2）等候加重法（工程師法）準備工作a.關井b.讀出Pd、Pac.計算PP、ρmk、Pcm、Pcmk、PTi、PTf并繪制立管壓力PT的變化曲線第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4壓井a.加重泥漿(關井狀態)b.用選定泵速循環重泥漿壓井重泥漿從井口至井底:調節阻流器,使立管總壓力PT從Pti～PTf(忽略氣柱摩擦損失)重泥漿從井底上行至井口:調節阻流器,使立管總壓力PT保持PTf不變.c.當重泥漿返出井口,停泵關井,若Pd=Pa=0,則成功壓井.第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制其它計算工作計算1：求井中各空間的容積計算2：求循環時間t!,t2計算3：確定加重劑用量計算4：判別地層流體位置計算5：作出壓井施工單2024/3/4施工過程第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4工程師法壓井過程立管壓力的變化情況PdtPTiPd的變化Pc的變化t1PTft2第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4例：某井井深H=2000m，鉆頭號尺寸

215.9mm，鉆桿外徑114.3mm，內徑97.1mm，鉆井液密度

m=1.20g/cm3，

244.5mm套管下深1800m，套管鞋處地層破裂壓力梯度GF=0.0179MPa/m，根據溢流發生之前的記錄，泵速30沖/分時，循環壓力Pc=7.65MPa，鉆井泵類型NB-900，缸套直徑185mm，泵速30沖/分時排量15.78l/s，最高泵壓13MPa，發生溢流關井后10min，立管壓力Pd=1.67MPa，套管壓力Pa=2.65MPa，泥漿池內鉆井液量增加3.5m3。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制Va=9.468L/m2024/3/4解：

根據以上數據，比較關井立管壓力和套壓，差值為0.98MPa，而泥漿量增加3.5m3，說明環形空間被侵污得并不嚴重，溢流發現得正是時候。首先計算壓力所需數據（1）地層壓力PP第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4（2）壓井所需鉆井液密度

mk（3）初始立管總壓力Pti，選定泵速30沖/min則（4）終了立管壓力PTF第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制2024/3/4（5）重泥漿到達鉆頭所需時間t由鉆井手冊查得

114.3mm（內徑97.1mm）的鉆柱每米長的內容積Vd=7417l/s，則（6）許可的最大關井套壓Pamax第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制考慮最小者Va=9.468L/m2024/3/4施工步驟：第一步排出受侵污的泥漿（1）緩慢地啟動泵，調節阻流器，使套壓保持為2.65MPa；（2）當泵速達到30沖/分時，保持泵速不變。此時立管壓力應非常接近于9.32MPa；（3）繼續保持泵速為30沖/分不變。調節阻流器，使立管壓力保持為9.32MPa不變。在這個過程中，套壓會升得比較高，這是正常的。記住必須保持立管壓力和泵速不變；（4）當環形容量已循環出來時，停泵并立即關閉阻流器。此時套壓等于立管壓力，應均為1.67MPa。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制關井立管壓力Pd=1.67MPa2024/3/4第二步壓井已將145米3泥漿加重到1.285g/cm3。（1）緩慢地啟動泵，調節阻流器，使套壓保持為1.67MPa；（2）當泵速達到30沖/分時，保持泵速不變。此時立管壓力應非常接近于9.32MPa；（3）開始用重泥漿循環。調節阻流器，當重泥漿在鉆柱內由地面下行到達鉆頭處，立管壓力相應地逐漸由9.32MPa降為8.19MPa；（4）當重泥漿在環形空間上行時，保持立管壓力為8.19MPa不變。（5）當重泥漿到達地面返出井口時，套壓應降至零，從而重建起地層-井眼系統的壓力平等。壓井至此結束。當天然氣釋放以后，如果沒有發生井漏，泥漿池液面應該恢復到溢流發生以前的水平。第三節溢流及井噴控制第四章鉆井過程壓力控制立管壓力Pd=1