井控知識培訓(xùn)..ppt

2012年8月 井控知識培訓(xùn) 一 井控及其相關(guān)概念 井控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 大大減少了井噴和井噴失控事故的發(fā)生 從而有效確保了人員 設(shè)備和油井的安全 減少了油氣資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染 必須 以防為主 防治結(jié)合 的方針 做好公司的井控工作 井控工作應(yīng)立足于 寧可信其有 不可信其無 認(rèn)真抓好井控法規(guī)的貫徹落實(shí) 嚴(yán)格執(zhí)行井控分級責(zé)任制 做好員工的井控知識培訓(xùn) 牢固樹立常抓不懈 警鐘長鳴的井控意識 1 井控的概念 1 井控 即井涌控制 就是要采取一定的方法控制住地層孔隙壓力 基本上保持井內(nèi)壓力平衡 保證修井工作的順利進(jìn)行 2 井控作業(yè)的分級 根據(jù)井涌的規(guī)模和采取的控制方法不同 把井控作業(yè)分為三級 即初級井控 一級井控 二級井控 三級井控 a 初級井控 一級井控 是依靠適當(dāng)?shù)你@井液 壓井液 密度來控制住地層孔隙壓力 使得沒有地層流體侵入井內(nèi) 井涌量為零 自然無溢流產(chǎn)生 b 二級井控 是指依靠井內(nèi)正在使用的鉆井液 壓井液 密度不能控制住地層孔隙壓力 因此井內(nèi)壓力失衡 地層壓力大于井內(nèi)液柱壓力 地層流體侵入井內(nèi) 出現(xiàn)井涌 地面出現(xiàn)溢流 這時(shí)要依靠地面設(shè)備和適當(dāng)?shù)木丶夹g(shù)排除受侵鉆井液 壓井液 處理掉井涌 恢復(fù)井內(nèi)壓力平衡 使之重新達(dá)到初級井控狀態(tài) c 三級井控 是指二級井控失敗 井涌量不斷增大 終于失去控制 發(fā)生了井噴 地面或地下 這時(shí)使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)與設(shè)備重新恢復(fù)對井的控制 達(dá)到初級井控狀態(tài) 這就是平常說的井噴搶險(xiǎn) 可能需要滅火 打救援井等各種具體技術(shù)措施 1 井侵 當(dāng)?shù)貙涌紫秹毫Υ笥诰滓褐鶋毫r(shí) 地層孔隙中的流體 油 氣 水 將從地層中流入井內(nèi) 通常稱為井侵 最常見的是氣侵和鹽水侵 2 溢流 當(dāng)井侵發(fā)生后 井口返出的鉆井液量 壓井液量 比泵入井內(nèi)的鉆井液量 壓井液量 多 停泵后趕井口鉆井液 壓井液 自動(dòng)外溢 這種現(xiàn)象稱為溢流 3 井涌 溢流進(jìn)一步的發(fā)展 鉆井液 壓井液 涌出井口的現(xiàn)象稱為井涌 2 與井控有關(guān)的概念 4 井噴 地層流體 油 氣 水 無控制地涌入井筒 噴出地面的現(xiàn)象稱為井噴 注 地上井噴 井噴流體自地層經(jīng)井筒噴出地面 地下井噴 井噴流體從井噴地層流入其它低壓地層 5 井噴失控 當(dāng)井噴發(fā)生后 無法用常規(guī)方法控制井口而出現(xiàn)敞噴的現(xiàn)象 總之 井侵 溢流 井涌 井噴 井噴失控反映了地層壓力與井底壓力失去平衡以后 井下和井口所出現(xiàn)的各種現(xiàn)象及事故發(fā)展變化的不同程度 二 井噴失控的危害 一 井噴失控打亂了正常的工作秩序 影響全局生產(chǎn) 二 井噴失控使井下作業(yè)工作變得更復(fù)雜 三 井噴失控容易造成火災(zāi) 造成機(jī)械設(shè)備毀壞 人員傷亡 油氣井報(bào)廢 帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失 1 四 井噴失控造成對產(chǎn)層的傷害 破壞油氣資源 五 井噴失控使油氣無控制的噴出井口進(jìn)入空中 造成環(huán)境污染 影響周圍千家萬戶的生命安全 六 井噴失控涉及面廣 造成不良的社會(huì)影響 影響作業(yè)隊(duì)伍的形象 對企業(yè)的生存和發(fā)展不利 三 井噴失控的原因 一 井控意識淡薄由于受市場經(jīng)濟(jì)的影響 許多領(lǐng)導(dǎo)在安全與效益上認(rèn)識不清 而忽視按集團(tuán)公司井控管理規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)施工 二 備老化落后川渝油氣田對井下作業(yè)的井控設(shè)備投入很少 大部分都在使用鉆井隊(duì)使用過的井控裝備 裝備陳舊老化問題特別嚴(yán)重 遠(yuǎn)未達(dá)到集團(tuán)公司規(guī)定的配套要求 三 工作責(zé)心不強(qiáng) 違章操作 1 搶進(jìn)度圖省事 井口不安裝防噴器 或配套不齊全以及把防噴器作擺設(shè) 沒有把防噴器在井控中的作用提高到應(yīng)有的高度 2 井控設(shè)備的安裝及試壓不符合 石油與天然氣井下作業(yè)井控規(guī)定 要求 3 空井時(shí)間過長 無人觀察井口 空井時(shí)間過長 一般來說是由于起完井內(nèi)管柱 修理設(shè)備或是等技術(shù)措施 由于長時(shí)間空井不能循環(huán)壓井液 造成氣體有足夠的時(shí)間向上滑脫運(yùn)移 當(dāng)運(yùn)移到井口時(shí)已來不及下油管 這時(shí)侯閘板降噴器不起作用 環(huán)形防噴器沒有安裝或安裝但膠芯失效 往往造成井噴 4 不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流或發(fā)現(xiàn)溢流后不能正確關(guān)井 四 起管柱產(chǎn)生過大的抽汲力起管柱速度過高產(chǎn)生的抽汲力過大 尤其是帶有大直徑的工具 如封隔器等 時(shí)必須控制上提速度 五 起管柱不及時(shí)灌或沒有灌壓井液 在低壓氣田連續(xù)灌壓井液量過小 灌注壓井液所建立起的液柱壓力不能平衡地層壓力 六 施工設(shè)計(jì)方案中過于強(qiáng)調(diào)保護(hù)油氣層 使用的壓井液密度偏小 導(dǎo)致井筒液柱壓力不能平衡地層壓力 七 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或完善程度差 有些部位套管腐蝕嚴(yán)重或其它原因?qū)е驴箖?nèi)壓強(qiáng)度降低等 如淺氣層部位的套管腐蝕致使淺層氣由腐蝕產(chǎn)生的裂縫處進(jìn)入井內(nèi) 因氣侵部位距井口近 液柱壓力小 淺層的油氣上竄速度快 時(shí)間很短就能到達(dá)井口 很容易讓從措手不及 所以對于生產(chǎn)時(shí)間長的井或腐蝕嚴(yán)重的井且有淺層氣的井要特殊對待 八 地質(zhì)設(shè)計(jì)方案未能提供準(zhǔn)確的地層壓力資料 造成使用的壓井液密度低于地層壓力 致使井筒液柱壓力不能平衡地層壓力 導(dǎo)致流體侵入井內(nèi) 九 發(fā)生井漏后 液柱壓力降低 當(dāng)液柱壓力低于地層壓力時(shí)就會(huì)發(fā)生井侵 井涌乃致井噴 十 井控工作的重點(diǎn)在各個(gè)作業(yè)隊(duì) 在作業(yè)隊(duì)的管理中仍存在以下情況 1 重視程度不夠特別是表現(xiàn)在對井控工作要求不高管理不嚴(yán) 一些規(guī)章制度落實(shí)流于形勢 2 隊(duì)伍素質(zhì) 技術(shù)骨干處理復(fù)雜問題經(jīng)驗(yàn)不足 尤其是班組獨(dú)立操作能力有待提高 3 沒有建立和完關(guān)善的應(yīng)急預(yù)案 在高壓地區(qū)油氣工程作業(yè)建立完善的井控應(yīng)急預(yù)案 可有效的預(yù)防井噴失控事故的發(fā)生和最大限度的降低事故損失 現(xiàn)場管理工作從源頭抓起 存在的問題有 a 應(yīng)急預(yù)案沒有針對性 存在一個(gè)應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容在多井中使用 b 井場布置及設(shè)備安裝達(dá)不至相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求 小結(jié) 種原因都是由于現(xiàn)場管理工作粗放 工作作風(fēng)和技術(shù)素質(zhì)上的差異 其根本是井控安全意識上的差距 是重視層度不夠造成的結(jié)果 井控安全工作風(fēng)險(xiǎn)仍然比較大 井控安全工作的艱巨性 復(fù)雜性需要我們各級領(lǐng)導(dǎo) 各個(gè)部門進(jìn)一步增強(qiáng)井控意識 抓現(xiàn)場管理堅(jiān)持長抓不懈 講究實(shí)效 四 應(yīng)對措施井控安全管理是一項(xiàng)涉及地質(zhì) 工程 裝備和安全多個(gè)部門相互密切配合的系統(tǒng)工程 需要各級領(lǐng)導(dǎo)高度重視 加強(qiáng)其協(xié)調(diào)配合 做到萬無一失 必須做好以下工作 1 各級管理人員要知道井噴是事故 井噴失控是災(zāi)難性事故 其復(fù)雜性 嚴(yán)重性 其處理難度 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其它井下作業(yè)事故 井噴失控著火 有毒氣體的蔓延將造成嚴(yán)重的災(zāi)難 危及人民群眾的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全 事關(guān)社會(huì)穩(wěn)定大局 把井控安全提到 以人為本 的高度來認(rèn)識 要牢固樹立全員井控安全意識 任何不負(fù)責(zé)任 思想麻痹 僥幸 局部失誤都有可能造成井噴 井噴失控著火災(zāi)難性事故就其事故性質(zhì)那就是犯罪 牢固樹立 安全第一 預(yù)防為主 防治結(jié)合 居安思危 警鐘長鳴 常抓不懈的井控安全方針 井控安全是井下作業(yè)安全的核心指導(dǎo)思想 著重 四抓 四提高 抓思想 提高井控意思 抓管理 提高落實(shí)井控技術(shù)規(guī)程 抓裝備 提高井控設(shè)備配套能力 抓培訓(xùn) 提高人員素質(zhì) 2 嚴(yán)格貫徹執(zhí)行井控技術(shù)規(guī)程及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 抓好各項(xiàng)管理制度的落實(shí) 石油與天然氣井下作業(yè)井控技術(shù)規(guī)程經(jīng)多次修訂完善 現(xiàn)行的井控技術(shù)規(guī)程及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格 更科學(xué) 是井下作業(yè)工作中必須遵守的法規(guī) 是防止和減少井噴失控事故的技術(shù)保障 各項(xiàng)管理制度是總結(jié)過井控管理結(jié)驗(yàn)和多次井噴事故過教訓(xùn)總結(jié)出來的 是現(xiàn)場井控安全管理落實(shí)各個(gè)環(huán)節(jié)的具體要求和實(shí)現(xiàn) 3 井控管理一定要堅(jiān)持以現(xiàn)場為主 防治結(jié)合 要立足一次井控 強(qiáng)化二次井控 特別強(qiáng)調(diào)地層壓力資料的準(zhǔn)確 選用合理的壓井液 在各個(gè)工況下有人觀察井口和液面變化 監(jiān)測溢流 正確識別溢流的直接顯示和間接顯示 并正確采用對應(yīng)措施 確保一次井控 在搞好一次井控的同時(shí) 必須從井控設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)安裝試壓 所有井控設(shè)備處于良好的工作狀態(tài) 搞好 五種 作業(yè)狀態(tài)下的防噴演習(xí)來確保發(fā)生溢流時(shí)能迅速關(guān)井 4 加強(qiáng)現(xiàn)場各崗位的井控培訓(xùn) 井控現(xiàn)場管理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程 需要高度的統(tǒng)一 各崗位協(xié)調(diào)配合 負(fù)責(zé)的精神 任何一個(gè)局部失誤 麻痹 僥幸 不負(fù)責(zé)任 素質(zhì)差 盲目都有可能造成井噴災(zāi)難事故 因此對現(xiàn)場管理工作人員一是加強(qiáng)井控工作意識的教育 同時(shí)不間斷抓素質(zhì)教育 使職工能及早發(fā)現(xiàn)溢流 正確實(shí)施關(guān)井程序 井隊(duì)干部能正確關(guān)井 迅速建立井內(nèi)的壓力平衡 管理人員要精于井控工作的全面監(jiān)督管理 熟悉復(fù)雜情況下的二次控制 懂得井噴事故的處理 確保不發(fā)生井噴失控事故 五 井下各種壓力的概念及相互關(guān)系 壓力是井控的最主要的基本概念之一 正確理解壓力及壓力之間的關(guān)系 對于掌握井控技術(shù)和防止井噴事故的發(fā)生是非常重要的 一 各種壓力概念 1 壓力 物體單位面積在垂直方向所承受的力 物理學(xué)中壓強(qiáng)的概念 國際單位是帕 符號 Pa 1Pa 1N m2常用單位千帕 KPa 和兆帕 MPa 換算關(guān)系 1KPa 103Pa1MPa 103KPa 2 靜液壓力 是由靜止液體重力產(chǎn)生的壓力 計(jì)算公式 P靜 gH式中 P靜 靜液壓力 KPa 液體密度 g cm3 g 重力加速度 9 81m s2 H 液柱高度 m 舉例 已知鉆井液密度為1 2g cm3 垂直深度為3000m 求流體靜液柱壓力 解 P靜 gH 1 2 0 00981 3000 35 316MPa答 流體靜液柱壓力為35 316MPa 3 壓力梯度 是指每增加單位垂直深度壓力的變化 即每米垂直井深壓力的變化值或每10m垂直井深壓力的變化值 計(jì)算公式 G P H g式中 G 壓力梯度 KPa m P 壓力 KPa 液體密度 g cm3 g 重力加速度 9 81m s2 H 液柱高度 m 4 壓力的四種表示方法 a 用壓力單位表示 如MPa KPa b 用壓力梯度表示 c 用液體的當(dāng)量密度表示 井身某點(diǎn)壓力等于具有相當(dāng)密度的液體在該點(diǎn)所形成的液柱壓力 這個(gè)液體的密度稱為液體的當(dāng)量密度 d 用壓力系數(shù)表示 井身某點(diǎn)壓力與該點(diǎn)靜水壓力之比 數(shù)值等于液體當(dāng)量密度 舉例 地層2000m處的壓力是23 54MPa 也可以說壓力梯度是11 77KPa 也可以說當(dāng)量密度是1 20g cm3 或說壓力系數(shù)1 20 壓力梯度G P H 23 54 1000 2000 11 77KPa 當(dāng)量密度 P gH G g 11 77 1000 0 00981 1 20g cm3 壓力系數(shù)數(shù)值等于液體當(dāng)量密度 只是無單位 舉例 已知鉆井液密度為1 24g cm3 垂直深度為3353m 求壓力梯度和流體靜液柱壓力 解 一 G g 9 81 1 24 12 164KPa m二 1 P靜 gH 1 24 0 00981 3353 40 79MPa2 P靜 GH 12 164 3353 1000 40 79MPa答 壓力梯度為12 164KPa m 流體靜液柱壓力為40 79MPa 5 地層壓力 地下巖石孔隙內(nèi)液體的壓力 也稱孔隙壓力 地下某一深度的地層壓力等于地層流體作用于該處的靜液壓力 這個(gè)壓力就是某深度以上地層流體靜液壓力所形成的 計(jì)算時(shí)與靜液壓力相同 對斜井井深必須用垂直井深 異常高壓 地層壓力梯度大于10 496KPa m 異常低壓 地層壓力梯度小于9 81KPa m 6 上覆巖層壓力 指某深度以上的巖石和其中流體對該深度形成的壓力 地下某一深處的上覆巖層壓力就是指該點(diǎn)以上至地面巖石的重力和巖石孔隙內(nèi)所含流體的重力之總和 施加于該點(diǎn)的壓力 上覆巖層壓力與地層壓力的關(guān)系 0 M P式中 0 上覆巖層壓力 MPa M 基體巖石重力 MPa P 地層孔隙壓力 MPa 也可用壓力梯度表示 G0 GM GP單位為KPa m 7 地層破裂壓力 指某一深度地層發(fā)生破碎和裂縫時(shí)所能承受的壓力 在壓井施工中 鉆井液 壓井液 作用于地層的壓力不能大于地層破裂壓力 否則會(huì)造成地層漏失 公式 e P 0 00981H 0式中 e 鉆井液 修井液 地層當(dāng)量密度 g cm3 P 試驗(yàn)壓力 MPa H 垂直井深 m 0 試驗(yàn)流體密度 g cm3 舉例 某井鉆至井深3421 68m 套管位置1774 24m 垂直 漏失試驗(yàn)壓力8 6MPa 漏失試驗(yàn)密度1 15g cm3 當(dāng)前泥漿密度1 21g cm3 試計(jì)算地層破裂壓力當(dāng)量泥漿密度 解 e P 0 00981H 0 8 6 0 00981 1774 24 1 15 0 49 1 15 1 64g cm3注意 在做漏失試驗(yàn)時(shí) 計(jì)算結(jié)果不要四舍五入 直接將不要保留的小數(shù)舍去 舉例 已知井深950 97m 垂深914 4m 關(guān)井壓力2 6MPa 當(dāng)前泥漿密度1 06g cm3 試計(jì)算地層壓力當(dāng)量泥漿密度 解 e P 0 00981H 0 2 6 0 00981 914 4 1 06 0 29 1 06 1 35g cm3 8 循環(huán)壓力損失 液體流動(dòng)時(shí)克服的摩擦阻力之和 環(huán)空循環(huán)阻力是作用于地層的 環(huán)形空間越小 這個(gè)數(shù)值越大 9 井底壓力 井內(nèi)泥漿液柱是同時(shí)作用于井壁和井底的 不同的作業(yè)情況下 井底壓力是不一樣的 井眼靜止時(shí) 井底壓力 靜液柱壓力 正常循環(huán)時(shí) 井底壓力 靜液柱壓力 環(huán)空壓力損失 旋轉(zhuǎn)頭循環(huán)時(shí) 井底壓力 靜液柱壓力 環(huán)空壓力損失 旋轉(zhuǎn)頭回壓 提鉆時(shí) 井底壓力 靜液柱壓力 抽吸壓力 下鉆時(shí) 井底壓力 靜液柱壓力 激動(dòng)壓力 循環(huán)油氣侵 井底壓力 靜液壓力 環(huán)空壓力損失 節(jié)流回壓 10 激動(dòng)壓力和抽吸壓力 摩擦阻力的方向與流體運(yùn)動(dòng)方向是相反的 當(dāng)提鉆時(shí) 產(chǎn)生抽吸壓力使井底壓力減少 過大的抽吸壓力會(huì)使地層流體進(jìn)入井內(nèi) 井底壓力 靜液柱壓力 抽吸壓力當(dāng)下鉆時(shí) 會(huì)給地層施加一個(gè)附加的激動(dòng)壓力 激動(dòng)壓力使井底壓力增加 過大的激動(dòng)壓力會(huì)造成井漏 井底壓力 靜液柱壓力 激動(dòng)壓力 11 壓差 地層壓力與井底壓力之差 井眼壓力的三種情況 1 過平衡 正壓 井底壓力大