井控知識培訓(xùn)..ppt

1、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

2、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

3、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

4、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）

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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。

10、,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)

11、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

12、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（P

13、a）。 1Pa=1N/m2 常用單位千帕（KPa）和兆帕（MPa） 換算關(guān)系： 1KPa=103Pa 1MPa=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 =1.20.009813000 =35.316 MPa 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

14、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

15、壓力系數(shù)1.20。 壓力梯度 G=P/H=（23.541000)2000=11.77KPa； 當(dāng)量密度 = P/（gH） =G/g=(11.771000)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 =9.811.24=12.164 KPa/m 二、1. P靜=gH =1.240.009813353 =40.79 MPa 2. P靜= GH =12.164 33531000 =40.79MPa 答：壓力梯度為12.164KPa/m,流體靜液柱

16、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10.496 KPa/m。 異常低壓：地層壓力梯度小于9.81 KPa/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；

17、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/

18、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 = 1.64 g/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1.06 g/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 = 1.35 g/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)