井下作业施工中的井控

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1、 井下作业施工中的井控工作与要求 井下作业开工前的准备和检查验收 井下作业施工中的井控工作 井喷及井喷失控的处理 3.1 井下作业开工前的准备和检查验收 3.1.1井下作业前的准备工作 对于压力情况不明的井区施工前应做好： （ 1）按设计要求，根据井场实际情况 布置好井场 的作业区和生活区及电路、气路、放喷管线。 （ 2） 井控装置 及各种 防喷工具 齐全 ,并经检查 试 压合格 . （ 3）按设计要求 备好压井液及防火、防毒器材 。 （ 4） 落实 井控岗位 责任制 、井控 管理制度及措施 。 （ 5）组织机组成员 进行 不同工况的 防喷演习 。 （ 6） 检修好动力 、提升设备。 3.1.

2、2井控验收 （ 1） 作业队 通过 自检 ，确认合格后可向 项目部（修井公司、修井大队）申请开工验 收。 （ 2） 项目部 （修井公司、修井大队）由 主管井控的技术负责干部组织安全、机动、 消防等部门的人员参加 ，按规 定要求 进行验收 。重点井由项目部（修井公 司、修井大队）组织验收。 （ 3）检查 验收合格 、批准 后方可开工 。 自 检 验 收 开 工 作 业 队 申请 项 目 部 作 业 队 批准 3.2井下作业施工中的井控工作 所有 新完钻 的油、气井必须按井控设计 的要求准备好井控器材，并保证完好。在进 行 射孔 作业前都必须要 试压 ，一般规定 油井 试压 15MPa， 气井试压

3、 25 MPa， 稳压 30min， 无渗漏 为合格。 3.2.1射孔 施工中的井控工作 1.射孔概念 射孔技术是指将射孔器用专用仪器设备 输送到井下预定深度，对准目的层引爆射 孔器，穿透套管及水泥环，构成目的层至 套管内连通孔道的一项工艺技术。 2.射孔技术的分类 （ 1）射孔技术按输送方式可分为：电缆输送 射孔和油管输送射孔。 （ 2）按射孔原理可分为子弹式射孔技术、聚 能式射孔技术、水力喷射式射孔技术、机械割缝式 射孔技术、复合射孔技术。应用最广泛的是电缆输 送聚能式射孔技术。 （ 3）按照射孔时井底压力与地层压力的相互 关系可分为正压射孔和负压射孔。 射 孔 技 术 分 类 输送方式

4、射孔原理 压力关系 电缆输送射孔 油管输送射孔 子弹式射孔 聚能式射孔 水力喷射式射孔 机械割缝式射孔 复合式射孔 正压射孔 负压射孔 超高压射孔 油管输送射孔测试管柱示意图 射孔枪 起爆器 油管 筛管 封隔器 带旁通管接头 MFE 循环接头 （ 1）下管柱 （ 2）射孔 （ 3）循环洗井 投产 油管输送射孔与投产联作示意图 （ 1）下管柱 （ 2）坐封 （ 3）射孔 （ 4）丢枪压裂（酸化） （ 5）生产 油管输送射孔与压裂联作示意图 3.射孔施工中的井控作业要求 （ 1）射孔前必须用压井液灌满井筒（负压射孔 例外）并有专人坐岗观察井口，每射完一枪都要 灌满井筒，确保整个射孔过程井内液面可见

5、。 （ 2）电缆射孔必须装防喷器并换好和电缆匹配 的闸板 . （ 3）射孔液密度应为油气层压力当量压井液密 度再增加附加值 .附加值的确定：天然气井取 0.07 0.15g/cm3,油井取 0.05 0.10g/cm3. （ 4）射孔时发现溢流，停止射孔，迅速 起出电缆 ,抢下光油管；溢流增大 ,出现井 涌时抢装井口 ,关井观察压力 ,并立即汇报。 若井喷来势迅猛，来不及起出电缆时 ,应 迅速关闭防喷器 ,立即汇报并密切注视井 口；若有失控前兆 ,应切断电缆 ,抢装井口 , 关井观察压力 （ 5）设备运转正常 ,射孔结束后立即下钻 . 射 孔 作 业 过 程 中 的 井 控 预 案 3.2.2

6、油气层打开后 起下管柱时的井控作业 要求 1.油气层打开后起下管柱过程中的井控 作 业要求 （ 1）作业前应 确认油、套连通 ,特殊要 求除外 . （ 2）起下钻前必须 检查保养好防喷器、 井口钢圈、油管旋塞等井控设备。 射孔后起 下管柱时，井口必须 装防喷器 ， 卸掉井口后 井口 各闸门 保持 全开 。 （ 3）作业前必须充分压井 ,确认 压井合格 后 ,才能进行起下管柱作业 .并做气体检测。 （ 4）作业前必须接好连续灌水管线， 并准备足够的压井液， 确保 起管柱时能够 连续补充压井液 。要有 专人坐岗观察井口， 并记录检查灌入量和起出管柱体积是否相 符，发现异常情况要及时采取措施。 （

7、5）管柱下部若带有大直径钻具 时，必须 控制起下管柱速度 ，开始用 一档起出 20多根立柱正常后，换二档 起完后立即下管柱，尽量 缩短空井时 间 ,严禁起下管柱中途停工休息和空 井检查设备。若起下管柱中途设备发 生故障 ,在维修设备前必须先座好井 口 ,并连续灌入压井液 ,严禁敞开井口 停工。 （ 6）下管柱时 发生井涌 ，尤其是下压 裂钻具、地层测试钻具，应 及时坐好井 口 ，关井观察，防止因水流冲击封隔器 座封，造成坐不上井口而失控。下管柱 过程中也要 控制下放速度 ,防止压力激 动造成井漏 ,引起井喷。 （ 7）起钻完井等措施时，井内必 须先下入不小于井深 1/3的油管，坐井 口，连续灌

8、压井液，严禁空井等、停。 2.油气层打开后起下管柱过程中的井控预案 3.2.3 冲砂 作业中的井控作业要求与井控预案 1.冲砂概念 用高速流动的液体将井底砂子 冲散，并利用循环上返的液流将冲 散的砂子带至地面的工艺过程。冲 砂方式有 正冲 、反冲和旋转冲砂。 2.冲砂作业中对冲砂液的要求 （ 1）冲砂液要 有一定的粘度 ，以保证有良好 的携带能力。 （ 2）要 有一定的密度 ,防止井喷和漏失。 （ 3）要 与油层配伍性好 ，不伤害油层。 3.冲砂作业中的井控作业要求 （ 1）冲砂时必须 配制好冲砂液。 （ 2）进行填、冲砂时 井口 要有 防喷控制 装置。 （ 3）填、冲砂前先 循环压井，排尽井

9、筒内余 气， 观察确认井筒内平稳后，方可作业。 (4) 施工中若 返出液量明显大于入井液量 时， 应及时 上提钻具坐井口 ，观察井口压力变化，根 据情况采取节流法循环法压井。 4.冲砂作业井控预案 3.2.4 钻塞 施工中的井控作业与井控预案 1.钻塞概念 为了进行分层试油，通常采用 注水泥塞或电缆桥塞的方法封住下部 层位，达到测试上层的目的之后，有 时还需要将水泥塞或电缆桥塞钻开， 打开下部油气层，这就是钻塞。 2.钻塞管柱组合 （ 1）当使用螺杆钻具时，自下而上管柱组合为 磨鞋（或三牙轮钻头） + 螺杆钻 + 螺杆钻过滤器 + 沉淀杯 + 油管至井口 （ 2）当使用 钻杆时，自下而上管柱组

10、合为 872 磨鞋（或三牙轮钻头） + 扶正器 + 沉淀杯 + 钻杆至井口 872 3.钻塞施工中的井控作业要求 （ 1）对于 气井和地层压力大于 0.01MPa/m的油 井 ，钻塞之前必须在井场储备一定量的 压井液 （压井液的密度和数量根据具体情况而定）。 同时准备好抢装井口所用的材料和配件，以防 发生井喷。 （ 2）进行钻塞作业时 井口有防喷控制装置 。 （ 3）钻塞作业所用的 液体性能 要按设计要求或 与封闭地层前所用压井液相一致 。 （ 4）钻塞 作业完成后，要充分循环压井液， 并停泵观察 60min，井口无溢流 时方可进行下步 作业。 4.钻塞作业井控预案 发现溢流，首先检测有 毒有

11、害气体浓度 3.2.5 打捞 施工的井控作业要求 1.打捞方法 解卡打捞工艺方法有：活动管柱 法；震击法；倒扣法；切割法和铣磨钻法 。 2.打捞管柱组合 （ 1）活动管柱法常用的管柱组合为 钻杆柱 (或油管 ) + 安全接头 + 打捞工具 （ 2）震击法常用的打捞管柱组合为 钻杆 (或油管 )柱 + 液压加速器 + 钻杆 (或油 管 )+ 液压震击器 + 钻杆 (或油管 )或钻铤 + 开式下击器 + 安全接头 + 打捞工具 （ 3）铣磨钻法常用的管柱组合为 方钻杆 + 钻杆 + 开式下击器 + 钻 杆或钻铤 (2 5根 )+ 安全接头 + 铣磨钻具 （ 4）倒扣法常用的管柱组合为 方钻杆 +

12、钻杆 + 倒扣器 (用左旋钻杆时可 不用倒扣器 ) + 安全接头 + 打捞工具 （ 5）切割法常用的管柱组合为 油管 + 开式下击器 + 油管柱 + 安 全接头 + 割刀 3.打捞施工的井控作业要求 (1)施工前要进行压井 ,压井液的密度依井深 和地层静压来确定。 （ 2）压井液用量按下式确定： HFKA 式中： A 压井液用量， m3。 K 附加量系数，一般为 1.5 2.0。 F 油套管环空容积和油管内容积， m3/m。 H 井深，按油层中部深度计算， m。 (3)压井时 最高泵压不超过 油层 破裂压力 ，排量 1.2m3/min. (4)在起、下大直径打捞工具或捞获大直径落物 起钻时，要

13、注意观察油、套环形空间是否连 通， 严格控制起钻速度 ，防止因 “ 抽汲 ” 作 用而诱发井涌、井喷。 (5)打捞时 发生井涌、井喷 要采取 循环法压井 后 再进行下步措施。 4.打捞作业井控预案 3.2.6压裂、酸化 等措施作业井控要求 1.压裂、酸化概念 （ 1）水力压裂 指利用地面高压泵组，将 压裂液在超过储层吸收能力的 排量下泵入井中，在井底附近 憋起高压，当此压力超过井壁 附近地应力及岩石抗张强度时， 在储层中形成裂缝，再将带有 支撑剂的携砂液挤入裂缝中， 支撑剂沿裂缝分布，从而改善 目的层的导流能力。 最小主应力 裂缝开裂平面 （ 2）酸化 是油气井增产、水井增注的主要 手段之一，

14、用酸液可以解除生产井和注 水井井底附近的污染，清除孔隙或裂缝 中的堵塞物质，或者沟通（扩大）地层 原有孔隙或裂缝，提高地层渗透率，从 而实现增产增注。 2. 压裂、酸化作业井控技术要求 （ 1）作业时 井口完好 ,各部 闸门灵活 好 用。 （ 2）井口 排液管线 必须 用硬管线 ，流 程上的各阀门、三通、弯管等部件， 两边 各 打一个地锚进行 固定 。 （ 3） 施工完 后，按设计 充分洗井 ，注意观 察返出液有无喷吐现象，若 有喷吐现象 ，要 进行充分 放空 ， 直 至无喷吐、井涌、溢流后 方可卸井口，起管串。 2. 压裂、酸化作业井控技术要求 （ 4）若 井口压力 较 大 ，要 用井口闸

15、门控制放 喷。 （ 5）起管串前， 压井要合格 ；起管 串时，严格 控制起钻速度 ，防止因 “ 抽汲 ” 作用而诱发井涌、井喷。 井 筒应保持常满状态 ，每起 10 20根补 充一次压井液 ,起完管串立即灌满井筒 并关闭好井口闸门。 3.2.7 注塞 或 下桥塞 过程中井控作业 1.注塞或下桥塞概念 为了分层试油、封井和封层，常 在油层套管内油层上部注水泥塞或下桥 塞。桥塞是指留在井中某一深度而又与 管柱脱离的封隔器，故又称为丢手封隔 器。 顶部液缸 电缆注灰工艺原理 首先把工具的倒灰系统 和动力传递系统连接好后下 入井内，座在井口吊卡上， 然后把水泥浆调制好后，通 过顶部液缸的加水泥孔，把

16、水泥加入到电缆注灰器工具 内。 2.注塞或下桥塞过程中井控作业要求 （ 1）施工要有施工设计，编写设计前应 有被封堵层静压 ,设计的水泥塞压井液液柱压力 要大于静压 1 1.5MPa。 （ 2）认真检查水泥质量 ,油井水泥的使 用要符合标准 . （ 3）严禁使用促凝或缓凝作用的液体作 为注水泥塞压井液。 （ 4）施工前井场要备有 1.5倍于井筒容 积的压井液。 （ 5）注灰井在不溢不漏情况下才能进行 注水泥施工。 3.2.8 检泵 过程中井控作业 1.检泵概念 抽油泵在井下工作过程中一直受到 砂、蜡、气、水及腐蚀介质的侵害 ,泵的 部件受到损害，会使泵失灵甚至造成停 产。 修井检泵使泵保持良好

17、性能，维护 抽油井正常生产的一项重要手段。 3.检泵过程中井控作业要求 (1)检泵井压井作业时，采用的压井液必 须 根据油层压力系数选择压井液密度。 a.对于低于或等于静水柱压力的井 ,可采 用清水压井； b.对于漏失严重的井，可采用气化水压井； c.对于稍高于静水柱压力的井可采用卤水 压井。 3.检泵过程中井控作业要求 (2)压井循环要求 a.若用清水压井，则必须循环 1.5 2周； b.若用卤水压井，则要求先用清水 循环一周，再用卤水循环一周。 3.2.9 抽汲 过程中井控作业 1.抽汲概念 抽汲诱喷是一种降低压井液液面的 方法，即将专门的工具（抽子）接在钢 丝绳上，下入井筒中，在油管中作

18、上、 下往复运动，当上提抽子时可迅速把抽 子以上的液体提升至地面，在抽子下面 产生低压，使油层液体进入井内，达到 降低液面，降低油层回压的目的。 2.抽汲过程中井控要求 （ 1）排液时要随时观察排出液情况，排 出液体进入大罐并准确计量，井口防喷盒严 密不漏，内径不能小于油管； （ 2）排出液量为地层进入井筒中液量的 1.5 2.0倍； （ 3）抽子下到液面以下 150 250m左右， 上提时可以在井底产生 1.5 2.5MPa的压降； （ 4）抽汲防喷盒长度要大于抽汲工具总 长 1m以上，下端的油壬必须是公扣； （ 5）一般规定，气井不允许抽汲。 3.2.10 其它 井控技术要求 （ 1）修井

19、作业施工时应做好各道工序衔 接，防止因停、等所造成的井喷和对油层的 伤害。 （ 2）在修井作业不能连续施工时，不能 空井筒等待，应下入井筒深度 1/3长度的油管， 并坐好井口，关好闸门，严禁敞开井口等待 下步措施。 3.2.11 压井作业中的井控作业要求 （ 1） 压井液性能 应满足本井、本区块的 地质要求。 （ 2）采用适当的 加重剂 ，使压井液对 油气层造成的损害程度最低。 （ 3）压井液准备量要求不少于井筒容 积的 1.5 2.0倍 （ 4）压井作业应连续进行，中途不得 停泵，注入排量一般不低于 500L/min （ 5）压井过程中应保持井底压力略大 于地层压力，并保持不变。 3.2.1

20、1 压井 作业中的井控作业要求 （ 6）停泵后开井观察 6小时以上，井 内稳定无变化为压井合格，起钻前需 用压井液再循环一周，将井筒内余气 排尽。 （ 7）特殊情况下压井作业要根据具 体情况决定压井措施，但必须批准后 执行。 3.3井喷及井喷失控的处理 3.3.1 井喷失控的应急反应与预案 （ 1）井喷发生后，应立即发出报警信号； 并停止一切其它作业，抢装井口或关闭井控装 置。 一旦井喷失控，应立即切断井场的电 源、熄灭火源 ,机械设备要处于熄火状态，禁 止用铁器敲击其它物品；清除井口周围及抢险 通道上的障碍物，充分暴露井口，同时安排、 组织井场附近人员紧急疏散，并安排安全值班 人员，严禁将火

21、种带入限制区域。 （ 2）井喷失控后，立即向消防队紧 急呼救，要求消防车迅速到井喷现场戒 备，准备好各种消防器材，严阵以待。 （ 3） HSE管理应急小分队要尽快组 织现场非抢险人员及贵重物品的疏散转 移，迅速撤离危险区，并维护好治安和 交通秩序，保证抢险通道的畅通。 （ 4）井喷失控短时间内无有效抢救措施时， 要迅速关闭附近同层位注水，在注入井有控制 地放压、降低地层压力。 （ 5）抢装好井口或井控装置后，控制放喷， 使井内压力逐渐恢复平衡。禁止将井口一次关 闭，防止回压爆裂。 （ 6）抢救时正确组织和指挥 ,是制止 井喷的关键。各级指挥人员和参加抢救人 员，在抢救时应坚定沉着 ,忙而不乱，

22、紧张 而有秩序地进行工作。 当接到井喷事故报警后要迅速集合抢 险队伍，调集器材到现场。同时 HSE应急 小分队及应急小组要迅速开展工作。 （ 7）制定抢险方案要科学合理，并要 有多套保证补充方案，同时所有抢险人员 交底，抢险指挥人员要深入现场，随时掌 握工作进展情况。 井喷失控后应急反应预案 3.3.2 井喷失控后的人员要求及预案 （ 1）全体抢救人员要穿戴好各种劳保用品， 必要时戴上正压式空气呼吸器、防震安全帽， 系好安全带、安全绳。 （ 2）利用测试仪器，及时监测井场的可 燃气体及有害气体的浓度，做好记录，定时向 应急指挥人员报告，一有危险立即组织撤离。 （ 3）医务抢救人员做好急救的一切

23、准备 工作在现场戒备。 （ 4）消防车辆及消防设施要做好应付突 发事件的一切准备。 （ 5）全体抢救人员要服从现场指挥人 员的统一指挥，随时做好逃生的准备，一旦 发生爆炸、火灾等意外事故，人员、设备要 迅速撤离现场。 （ 6）在高含硫气区域抢险时间不宜太 长，现场急救队要随时观察抢救过程中因中 毒或其它原因受伤人员，并及时转移到安全 区域。 （ 7）井喷制止后要认真做好事故的善 后工作，认真分析原因，接受教训，并做好 记录资料的收集、归档工作，组织人员清除 地面污染，恢复地貌。 井喷失控后人员简明要求框图 3.3.3 特殊井、重点井井控管理措施 （ 1）作业施工时，井口应安装自封封井 器，上齐

24、上紧螺丝，提前做好防喷准备，如 中途停工必须装好井口或关闭防喷闸门。 （ 2）对有自喷能力、高压井，井口 应提前接好平衡液回灌管线，起下管柱过程 中要保持井内液面高度，随时观察井口油、 气显示的变化 ,防止因起、下管柱造成井底 压力失衡所导致的井喷，发生井溢现象应立 即停止施工，采取有效措施。 （ 3）坚持起下管柱作业规程平稳匀速操作，严 防猛起、猛下。 （ 4）起、下大直径工具时（工具外径超过油层 套管内径 80%），严防猛起、猛下，以防产生 “ 活 塞效应 ” 。起带封隔器的管柱前，应先解封，否则 应进行多次活动试提，严禁强行上提。 （ 5）当井下钻具出现自动上顶时，要尽快坐上 井口，对角上紧全部螺丝，做好下步措施的准备工 作，及时准确的向有关部门汇报，并做好记录。 （ 6）若需要压井时，泵入适当密度的压 井液，提高井筒内液柱压力，打开井口闸门 观察小时，待压力稳定后再继续施工。 （ 7）当发现井筒内压井液被气浸，密 度降低时，要及时替入适当密度的压井液， 将原井筒液体全部替出，或用清水循环脱气。 （ 8）坚守工作岗位，服从统一指挥， 沉着果断的采取各种有效措施，防止井喷的 继续发展和扩大。