【井控工艺基础】
井控是石油钻井和修井作业中的关键技术,旨在预防和控制井喷、井漏等安全事故,确保作业安全。本复习资料主要涵盖了井控的基础概念、计算方法以及作业中的注意事项。
1. 井底压力计算:井底压力是由井内液体的静液压力构成,可以通过公式 p = ρgh 计算,其中 p 为压力,ρ 为液体密度,g 为重力加速度,h 为井深。例如,一井深3000米,井内充满1.15克/厘米³的压井液,地面关井压力为2Mpa,井底压力为35.81 Mpa。
2. 地层压力系数:地层压力系数是地层压力与井深的比值,用于评估地层压力状态。例如,井深2000米,地层压力30Mpa,其系数为1.5。
3. 井控措施选择:对于高风险井,如新井、气井、高温高压井等,优先采用油管传输射孔方式,以降低井控风险。
4. 射孔作业:射孔过程中需维持井筒液柱压力,若地层严重漏失,需进行暂堵处理。液控系统的旁通阀通常处于关闭状态,确保系统正常运行。
5. 上覆岩层压力:上覆岩层压力是岩石和其中流体对特定深度产生的压力,而地层破裂压力则指地层抵抗水力压裂的能力。
6. 地层压力判断:地层压力当量密度在1.0~1.07g/cm³范围内视为正常地层压力。平衡地层压力所需的井液密度可以通过地层压力和井深计算得出。
7. 井底压力计算:循环时的井底压力受到井液密度、垂直井深、环空流动阻力等因素影响。例如,井深3000米,井液密度1.60克/厘米³,循环时环空流动阻力1MPa,井底压力为48.04 MPa。
8. 气体压力与体积关系:根据气体定律,等量气体压力增高,体积会减小。
9. 井控操作规范:在起管柱过程中,静液压力的减小可能导致抽吸效应,引起井喷。例如,井液密度1.16g/m³,地层压力32 MPa,静液压力减小1.4MPa,井可能会自喷。
10. 安全作业:射孔作业需建立井筒液柱压力,严重漏失时应先堵漏。气举放喷管线出口距离井口应不少于75米,且弯头角度大于1200°,以确保安全排放。
11. 作业监控:作业管柱下入目的层后,每次起下都应测试防喷器功能,确保其正常。油水井的桥塞、灰塞和封隔器之间的圈闭压力需得到妥善管理,以防止井控问题。
12. 气井管理:气井的当量井液密度需要考虑气体的存在,附加范围视具体气井条件而定,确保井筒内压力平衡。
这些知识点是井控作业人员必备的基础理论,理解和掌握它们对于预防井控事故、保障井下作业安全至关重要。