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特殊情况下的控制与操作方法

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:在起下钻过程中发生溢流后,因钻具不在井底,给压井带来很多困难,必须根据不同情况采用不同方法进行控制。根据情况采取控制回压循环排除溢流,或调整钻井液密度,然后再用常规压井方法压井。这种情况通常是由于起钻时发生强烈的抽汲或起钻中未按规定灌够钻井液,使地层流体进入井内,或因进行电测等空井作业时,钻井液长期静止而被气侵,不能及时除气所造成。

特殊情况下的控制与操作方法

1.起下钻中发生溢流后的压井

在起下钻过程中,常常由于抽吸或未及时灌钻井液使井底压力小于地层压力而引起溢流发生。在起下钻过程中发生溢流后,因钻具不在井底,给压井带来很多困难,必须根据不同情况采用不同方法进行控制。

在起下钻中,如发现轻微的溢流显示,应立即抢装钻具止回阀,然后迅速下钻并争取下到井底,关井观察。根据情况采取控制回压循环排除溢流,或调整钻井液密度,然后再用常规压井方法压井。

如溢流较严重,则应停止起下钻作业迅速关井。在这种情况下,压井的方法有:

(1)暂时压井后下钻的方法

发生溢流关井后,由于一般溢流在钻头以下,直接循环无法排除溢流,可采用在钻头以上井段替成压井液暂时把井压住后,开井抢下钻杆的方法压井。钻具下到井底后,用司钻法排除溢流即可恢复正常。

这种方法实际上就是工程师法的具体应用,只是将钻头处当成“井底”。根据关井立压确定暂时压井液密度和压井循环立管压力的方法同工程师法类似,但是要注意此时的低泵速泵压需要重新测定。压井循环时,在压井液进入环空前,保持压井排量不变,调节节流阀控制套压为关井套压不变;压井液进入环空后,调节节流阀控制立压为终了循环压力不变。直到压井液返至地面,至此替压井液结束。此时关井套压应为零。

井口压力为零后,开井抢下钻杆,力争下钻到底,下钻到底后,则用司钻法排除溢流,即可恢复正常。

如下钻途中,再次发生井涌,则重复上述步骤,再次压井后下钻。

(2)等候循环排溢流法

这种方法是:关井后,控制套压在安全允许压力范围内,等候天然气溢流滑脱上升到钻头以上,然后用司钻法排除溢流,即可恢复正常。通常,天然气在井内钻井液中的滑脱上升速度大致为270~360m/h。

(3)强行下钻到井底的压井方法

强行下钻就是在关井条件下,利用环形防喷器将钻具下至井底的方法。用环形防喷器进行强行下钻,套压不得超过7兆帕,并使用18°斜坡接头钻具,起下钻速度不得大于0.2m/s。利用此法时,在下钻过程中要适当降低环形防喷器的管汇压力,使井口有轻微的泄露或刚好满足密封为止,钻杆接头要非常缓慢地通过环形防喷。

下钻前必须先算出每柱钻杆入井应放出的钻井液体积,下钻中要通过节流阀放出钻井液,放出钻井液的体积应等于下入钻杆的体积。如果在强行下钻过程中天然气向上运移,放出钻井液的体积还应增加因天然气上升膨胀而增加的体积。

强行下钻到井底后,根据实际情况确定压井方法,然后进行压井。

2.井内无钻具的空井压井

溢流发生后,井内无钻具或只有少量的钻具,但能实现关井。这种情况通常是由于起钻时发生强烈的抽汲或起钻中未按规定灌够钻井液,使地层流体进入井内,或因进行电测等空井作业时,钻井液长期静止而被气侵,不能及时除气所造成。

在空井情况下发生溢流后,不能再将钻具下入井内时,应迅速关井,记录关井压力。然后用以下方法处理:即体积法。

体积法其基本原理是:控制一定的井口压力在保持压稳地层的前提下,间歇放出钻井液,让天然气在井内膨胀上升,直至上升到井口。

操作方法是:先确定允许的套压升高值,当套压上升到允许的套压值后,通过节流阀放出一定量的钻井液,然后关井,关井后气体又继续上升,套压再次升高,再放出一定量的钻井液,重复上述操作,直到气体上升到井口为止。

气体上升到井口后,通过压井管线以小排量将压井液泵入井内,使套压升高到某一预定值后,立即停泵。待钻井液沉落后,再释放气体,使套压降低值等于注入钻井液所产生的液柱压力。重复上述步骤,直到井内充满钻井液为止。

根据实际情况,也可以采用压回法或置换法压井。

3.又喷又漏的压井(www.xing528.com)

即井喷与漏失同存于一裸眼井段中的压井。这种情况需首先解决漏失问题,否则,压井时因压井液的漏失而无法维持井底压力略大于地层压力。根据又喷又漏产生的不同原因,其表现形式可分为上喷下漏、下喷上漏和同层又喷又漏。

(1)上喷下漏的处理

上喷下漏俗称“上吐下泻”。这是因在高压层以下钻遇低压层(裂缝、孔隙十分发育)时,井漏将在用钻井液和储备钻井液消耗殆尽,井内得不到钻井液补充,使井内液柱压力降低而导致上部高压层井喷。其处理步骤是:

①在高压产层以下钻遇井漏,应立即停止循环,间歇定时定量反灌钻井液,尽可能维持一定液面来保持井内液柱压力略大于高压产层的地层压力。

确定反灌钻井液量和间隔时间有三种方法:第一种是通过对地区钻井资料的分析统计出的经验数据决定;第二种是用井内液面监测仪表(如回声仪)测定漏速后决定;第三种是由建立的钻井液漏速计算公式决定。最简单的漏速计算公式是:

Q=πD2H/4T

式中:Q——漏速m3/h;

H——时间内井筒动液面下降高度m;

T——时间T;

D——井眼平均直径m。此外,还有一些考虑了地层因素(如孔隙度、地层裂缝张开度、油气运移通道的长度和直径等)、钻井液性能(如塑性流型钻井液的动切应力、塑性粘度等)、井底压差、水力阻力系数等因素的计算钻井液漏速的公式,但目前还难以应用于现场。

②反灌钻井液的密度应是产层压力当量钻井液密度与安全附加当量钻井液密度之和。

③当漏速减小,井眼—地层压力系统呈暂时动平衡状态后,可着手堵漏,堵漏成功后就可实施压井。

(2)下喷上漏的处理

当钻遇高压地层发生溢流后,提高钻井液密度压井而将高压层上部某地层压漏后,就会出现所谓下喷上漏。处理方法是:溢流发生后压井造成上部地层漏失,立即停止循环,间歇定时定量反灌钻井液。然后隔开喷层和漏层,再堵漏以提高漏层的承受能力,最后压井。隔离喷层和漏层及堵漏压井的方法主要是:

①注水泥塞隔离和注水泥堵漏。此法是将钻具置于喷层以上不远处,注一水泥塞以隔离喷漏层。然后对上部地层找漏并注水泥堵漏,再用压井液对漏层试压合格后才钻开水泥塞。若为多层漏失,则层层试漏,漏了再堵,直到恢复钻进。

②注重晶石塞和水泥塞隔离及堵漏。如果压井后在喷层以上注水泥难以形成水泥塞,则改注重晶石塞,在重晶石塞以上注水泥寨达到隔离、堵漏的目的。

③注一定密度的钻井液堵漏和压井。这种方法用于漏层接近喷层,井眼—地层压力系统不易稳定的动态平衡状态和在漏层位置不清、无法注水泥塞作业时。

④不压井起钻后下套管、压井,再注水泥固井。当起下钻中途井喷压井时,预知的喷层上部的低压层将发生漏失,在允许提前下套管的前提下可采取此法。

⑤注超重压井液压井然后堵漏。若喷层与漏层相距甚远,可在漏层以下注一段超重压井液压住井喷,然后对上部漏层堵漏。

(3)同层又喷又漏的处理

同层又喷又漏多发生在裂缝、孔洞发育的地层,或压井时井底压力与井眼周围产层压力恢复速度不同步的产层。这种地层对井底压力变化十分敏感,井底压力稍大则漏、稍小则喷。

处理方法是:间隔定时反灌一定数量的钻井液,维持低压头下的漏失,起钻、下光钻杆堵漏或起钻、下油管完井。

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