井控技术概述课件

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本人毕业于南京大学石油钻采工程和石油大学经济管理专业，大学文化。现就职于中国石油化工集团公司华东石油技师学院、华东石油高级技能培训中心,任石油工程系主任、培训处主任，是中国石油协会会员、石油钻井职业技能鉴定考评员，副教授。自1992年以来，一直从事井控技术、石油安全技术、钻井司钻、专业高级技工和技师等培训项目的科研、开发和实施工作。先后服务为国内15个油田的有关单位提供过培训服务。

陈办公室江苏）自我介绍自我介绍井控技术培训教程目录井控技术概论井下各种压力及其相互关系地层压力检测技术井控设计其它井控技术关井后气体运移与立管压力的确定溢流原因及关井程序防火防硫与井喷失控后的处理井喷案例钻井技术概况井控设备压井方法井控技术培训教程目录井控技井下各种压力地层压力井控设计其它井前言井控技术是钻井工程中一项十分重要的技术，井控工作水平的高低是衡量钻井技术水平和管理水平的重要指标。1、定义：井控技术是指油气井压力控制技术。2、井控作业的目的：（1）保护油气层，防止资源破坏、污染环境。（2）减少钻井风险、提高钻井效率。（3）保证准确地获取各种地质资料。前言井控技术是钻井工程中一项十分重要的技术，井控工作水平的高UBD地面设备流程图UBD地面设备流程图一次井控：在油气井作业过程中，利用井筒液柱压力高于地层孔隙压力，使油、气、水不进入井筒或有控制地进入井筒（如欠平衡钻井）我们称之为一次井控。现象：无地层流体侵入井内，井涌量为零。措施：利用合适的钻井液密度维持井底压力稍大于地层压力。3、井控作业分级：（井涌规模与控制方法分级）Pb>PPPbPbPP一次井控：在油气井作业过程中，利用井筒液柱压力高于地层孔隙压

二次井控：当钻遇油、气、水层时，地层孔隙压力大于井筒液柱压力，产生连续的溢流或井涌，通过地面井控装置、油气分离系统、加重系统向井筒注入重泥浆（压井液），排除溢流，重新建立液柱压力使油、气、水不再进入井筒，我们称为二次井控。现象：地层流体侵入井内，井涌量大，地面有溢流发生。

措施：关井、压井，恢复井内压力平衡。Pb<Pp二次井控：当钻遇油、气、水层时，地层孔隙压力大于井筒液柱压三次井控：

地层流体失去控制，发生井喷后，需要通过抢险，重新恢复井口的控制，达到制服井喷的目的，称为三次井控。现象：大规模溢流，继而井涌并喷出（地面或地下），失去失控、着火。措施：抢险、灭火、重新恢复对井口的控制。三次井控：地层流体失去控制，发生井喷后，需要通过抢险，重新井喷失控是灾难性事故，造成人员、装备、地下资源，环境污染等方面损失。处理井喷失控是一项十分复杂的工程。井喷失控造成机毁人亡的教训是非常惨痛的，是深刻的。井喷失控是灾难性事故，造成人员、装备、地下资源，环境污染等方井喷失控可能发生在高压油、气井；也可能发生在常压、低压的油、气井；稍有疏忽，可能转变成难以控制的灾难局面。井喷失控可能发生在高压油、气井；井控的有关概念1、井侵：地层流体侵入到井内的现象。（任何时候均有）2、溢流：井侵发生后，井口返出的钻井液量比泵入的钻井液量多，停泵时井外溢的现象。3、井涌：钻井液涌出井口的现象。4、井喷：井内钻井液从井口向外喷出转盘面以上的现象。5、井喷失控：井喷后，无法用常规方法控制井口，井口丧失控制能力，无节制向外喷出，导致敞喷现象。（此时遇火源将导致井喷失火）6、地下井喷：地层流体侵入到井内后，从高压层流入到其它低压地层的现象。（无法控制、危害极大）井控的有关概念1、井侵：地层流体侵入到井内的现象。（任何时候井喷失控的危害1、井喷失控的危害：（1）油气资源受到破坏，并污染环境。（2）油气井报废、设备损坏、造成极大的经济损失。（3）危及人民生命安全、造成国际政治影响。1992年9月28日，华北石油管理局井井下作业209队，在位于河北赵县各子乡宋城北700米处的赵48井进行试油时发生井喷，大量含有硫化氢的天然气喷出井口，造成周围居民6人死亡，24人抢救的重大事故。1998年3月22日，四川局温泉4井钻到1869米，发生溢流，关井后在准备压井泥浆和堵漏过程中，含有硫化氢的天然气通过煤层裂隙窜入四川开江县江翰田坝煤矿及乡镇小煤矿，导致在煤矿内作业的矿工死亡11人，中毒13人，烧伤1人有特大事故（地下井喷）。苏门答腊的一口失控井，用了三个月重新控制，每天储量损失已超过4.5×109立方英尺/日。新851井压井费用上千万元罗16井的赔付费用上亿元井喷失控的危害1、井喷失控的危害：1992年9月28日，华北2、井喷失控事故损失情况概述：

“一五”到“八五”期间，全国共钻井160398口，累计发生井喷失控271口，占所钻井数1.6%，井喷后又着火的井81口，占井喷失控井的30%，着火后，烧毁钻机和由于井喷造成地层塌陷埋掉钻机61部。1978年-1995年，累计发生井喷失控井171口，导致死亡5人，伤47人，工程报废井43口。据不完全统计，近10年（1994-2003）我国陆上共发生15口井钻井严重井喷失控（着火）事故。其中井喷失控后着火的有7口井，占47%；

2、井喷失控事故损失情况概述：四川石油管理局对1957～1981年间的井喷失控统计表项目失控次数着火井次烧毁钻机（台）伤亡人数（人）33口放空天然气报废井（口）16口井的抢险费用（万元）喷空泥浆（万元）损失（不完全统计）48311815848.96141051998.4平均损失1.92次/年1.24次/年0.72台/年6人/年1.48亿m3/年0.6口/年65.7万元/年40万元/年四川石油管理局对1957～1981年间的井喷失控统计表项目失案例一1986年中原油田卫146井井喷，失控，发生大火，先后动用油田和地方30多辆消防车，800多人抢险。当场烧死一人，重伤一人（后抢救无效死亡），13人烧伤，污染3000亩良田。1989年1月青海油田台南2井取心起钻中途，发生溢流，失控导致井喷（因岩心筒为7”，而防喷器芯子为51/2”）。使得井口转盘、岩心筒、61/2”钻铤一起顶出12M高，并将转盘挂在井架大腿横梁上。3Min后，二层台起火，虽强关防喷器将火扑灭，但由于压力过大，将放喷管线内闸门芯憋断，造成1人死亡，9人受伤。2天后防喷器被刺坏，喷出大量的气流和泥砂，喷高50-70M。

经过40天的抢险，利用间歇停喷时抢注水泥封堵成功，但造成严重经济损失（机毁人亡，全井报废）案例一1986年中原油田卫146井井喷，失控，发生大火，先后案例二1958年，四川长桓坝气田长1井，井喷，喷出气量为1000万方/D，损失天然气4.61亿方,占该开发气藏的62%,导致该气藏失去开采价值。1970年7月，大港油田港75井，循环钻井液时发生井喷，方补心冲出转盘，钻井液和砂石随着强大的气流喷至天车以上。随即由上而下着火，引起钻机、转盘机房等处油污起火燃烧。起火后，油井停喷，随后火熄灭。但不久又发生第二次井喷，火柱冲天而上，迅猛异常，将钢丝绳烧断，钻具坠落井底，游车和大钩砸下，倒挂在水龙头上，导致水龙带燃烧，强大的火柱从水龙头鹅颈管喷出。半小时后，井架倒向机房，整个设备被倒塌的井架压住，气流将水龙头鹅颈管弯处刺穿，火分二股，一股直冲天空达数十米，一股冲向井架底座前面，地面开始燃烧。整个井场一片火海。案例二1958年，四川长桓坝气田长1井，井喷，喷出气量为10井喷失控的原因（1）起钻抽吸，造成诱喷。（2）起钻不灌钻井液或没有灌满。（3）不能及时准确地发现溢流。（4）发现溢流后处理措施不当。比如，有的井发现溢流后不是及时正确地关井，而是继续循环观察，致使气侵段钻井液或气柱迅速上移，再想关井，为时已晚。（5）井口不安装防喷器。井口不安装防喷器主要是认识上的片面性：其一，实行施工大承包后，片面追求节省钻井成本，想尽量少地投入钻井设备，少占用设备折旧；其二，认为地层压力系数低，不会发生井喷，用不着安装防喷器；其三，井控装备配套数量不足，配有的防喷器只能保证重点探井和特殊工艺井；其四，认为几百米的浅井几天就打完了，用不着安装防喷器。井喷失控的原因（1）起钻抽吸，造成诱喷。（6）井控设备的安装及试压不符合《石油与天然气钻井井控技术规定》的要求。比如：放喷管线、钻井液回收管线、内控管线各部位的连接下是法兰丝扣连接，而是现场低质量的焊接；连接管线的尺寸、壁厚、钢级不合要求；弯头不是专用的铸钢件，弯头小于90O；放喷管线不用水泥基墩固定，或是虽然固定了但间隔太远；放喷管线没有接出井场，管线长度下够；防喷器及节流管汇各部件没有按规定的标准试压，各部件的阀门出现间题最多，有的打不开，有的关不上，有的刺漏；防喷器不安装手动操纵杆；不安装灌钻井液管线，而是把高压内控管线当作灌钻井液管线使用；井口套管接箍上面的观上升高短节丝扣不规范，造成刺漏；防喷器与井口安装不正、关井时闸板推不严，造成刺漏；防喷器橡胶件老化，不能承受额定压力；控制系统储能器至防喷器的液压油管线安装不规范，漏油；储能装置控制系统摆放位置不合要求等。（7）井身结构设计不合理。表层套管下的深度不够，技术套管下的深度又靠后，当钻到下部地层遇有异常压力而关井时，在表层套管鞋外憋漏，钻井液窜至井场地表，无法实施有效关井。还有的井应该在打开油气层前实施先期完成，可往往设计上却是后期完成，给井控工作带来了麻烦。（6）井控设备的安装及试压不符合《石油与天然气钻井井控技术规（8）对浅气层的危害性缺乏足够的认识。许多人认为浅气层井浅，最多几百米深，地层压力低，不会惹麻烦。而实际上，井越浅，平衡地层压力的钻井液柱压力也越小，一但失去平衡，浅层的油气上窜速度很快，时间很短就能到达井口，很容易让人措手不及。而且浅气层发生井涌井喷，多是在没有下技术套管的井，即使关上井，很容易在上部浅层或表层套管鞋处憋漏。所以，浅气层的危害性必须引起人们的重视，要从井身结构和一次控制上下功夫。（9）地质设计未能提供准确的地层孔隙压力资料，造成使用的钻井液密度低于地层孔隙压力。（10）空井时间过长，又无人观察井口。空井时间过长一般都是由于起完钻后修理设备或是等技术措施。由于长时间空井不能循环钻井液，造成气体有足够的时间向上滑脱运移。当运移到井口时已来不及下钻，此种情况下关门板防喷器不起作用，关环形防喷器要么没有安装，要么胶芯失效，往往造成井喷失控。（11）钻遇漏失层段发生井漏未能及时处理或处理措施不当。发生井漏以后，钻井液液柱压力降低，当液柱压力低于地层孔隙压力时就会发生井侵、井涌乃至井喷。（8）对浅气层的危害性缺乏足够的认识。许多人认为浅气层井浅，（12）相邻注水井不停止或未减压。这种情况多发生在老油田、老油区打调整井的情况。由于油田经过多年的开发注水，地层压力已不是原始的地层压力，尤其是遇到高压封闭区块，它的压力往往大大高于原始的地层压力。如果采油厂考虑原油产量，不愿意停掉相邻的注水井，或是停注但不泄压，往往造成钻井的复杂情况发生。（13）钻井液中混油过量或混油不均匀，造成液柱压力低于地层孔隙压力。这种情况多发生在深井、探井、复杂井，出于减少摩阻、改善钻井液性能、稳定井壁、钻井工艺的需要，往往要在钻井液中混入一定比例的原油。但在混油过程中，加量过猛导致不均匀，或是总量过多，都会造成井筒压力失去平衡。此外，当卡钻发生后，由于需要泡原油、柴油、煤油解卡，从而破坏了井筒内的压力平衡，此时如果不注意二次井控，常常会造成井涌、井喷，酿成更重大的事故。（14）思想麻痹，违章操作。由于思想麻痹、违章操作而导致的井喷失控在这类事故中占有一定的比例，解决这个问题主要要从严格管理和技术培训两个方面入手，做好基础工作。（12）相邻注水井不停止或未减压。这种情况多发生在老油田、老抓好井控工作的五个环节1、思想重视（井喷失控是灾难性的工程事故，井控技术是钻井工程中的一项技术。）2、措施正确（能够及时发现溢流显示，进行正确关井，组织压井，恢复压力平衡）3、严格管理（严格执行《石油与天然气钻井井控技术规定》，结合本单位和本地区的油气钻井实际，制定实施细则和各项管理制度，建立、健全井控管理系统。认真执行钻开油气层前检查验收制度，明确岗位责任制和后勤保障制度）4、技术培训（生产指挥人员、技术人员和正副司钻必须经过井控技术培训与考核，取得井控操作合格证，岗位工人要进行井控知识培训）5、装备配套（按《科学钻井装备配套标准》配齐井控装置）

另：密切注意浅层气的钻井井控工作抓好井控工作的五个环节1、思想重视1、范围：本标准规定了钻井井控技术的管理、准备及实施。

本适用于陆地油气田勘探、开发中的近平衡压力钻井及油气井压力控制技术。2、引用标准：（1）SY5087-93含硫油气田安全钻井作法。（2）SY5156-93采油（气）井口装置。（3）SY5225-1994石油与天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产管理规定。（4）5430-92地层破裂压力测定套管鞋试漏法。（5）SY5742-1995石油天然气钻井井控安全技术考核管理规则。（6）SY/T5964-2003钻井井控装置组合配套现范。（7）SY/T5967-2003钻井井控装置安装调试与维护。（8）SY/T6203-1996油气井井喷着火抢险作法。（9）SY/T6283-1997石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系指南。钻井井控技术规程（SY/T6426-1999）1、范围：本标准规定了钻井井控技术的管理、准备及实施。钻井井钻井井控技术规程（SY/T6426-2005）3、钻井井控设计；4、井控装置的安装、试压、使用和管理；5、钻开油气层前的准备和检查验收；6、油气层钻井过程中的井控作业；7、溢流的处理和压井作业；9、井喷失控的处理；10、井控工作分级责任制；11、井控技术培训；钻井井控技术规程（SY/T6426-2005）3、钻井井控钻井监督培训要求1、监督钻井作业安全进行；2、向承包方提出钻井设计、井控设计及防喷要求；3、保证甲方规程得到遵守。4、检查井控装置的安装、试压与维护保养是否符合规定。5、保证上井人员的井控资质；6、根据钻井现场要求，提出重新检验、试验或更换井控装置；7、督促乙方按设计规定的要求组织施工生产。钻井监督培训要求1、监督钻井作业安全进行；井控工作分级责任制一、油气田企业井控工作责任制：1、主管钻井工作的领导是井控工作的第一责任人，任井控领导小组组长。成员：由勘探、开发、钻井等部门人员组成。

职责和任务：（1）根据井控技术规程制定相应实施细则。（2）制定和下达井控工艺、装置的近期和长期发展规划及科研课题；编制井控培训计划并督促实施；（3）审批井控装置、工具、物资的配套、订货计划；（4）组织和指导复杂的井控作业。（5）每半年召开一次井控例会，总结、协调、布置井控工作；（6）每年组织一次井控工作大检查，督促井控岗位责任制的执行和检查其落实情况。井控工作分级责任制一、油气田企业井控工作责任制：二、钻井公司（矿）级井控工作责任制1、经理（矿长）是井控工作的第一责任人，任井控领导小组组长。

职责和任务：（1）贯彻井控技术规程和实施细则，组织、落实、布置、检查井控工作。（2）每季度召开一次井控例会，进行一次井控安全检查，负责定期向上级汇报本单位井控工作情况。2、总工程师任井控监督小组组长。

职责和任务：（1）领导小组成员对钻井队进行井控技术指导、技术把关；（2）监督井控的执行、装备配套、按标准安装使用和验收。（3）组织对井漏、井喷等复杂井控问题的处理。（4）负责制定本单位井控