大港油田钻井培训中心 2001年8月
井下井控培训
第一部分 井控技术 第二部分 井控设备
2001.8
井 下 井 喷
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井 控
井控技术
技
术
是指对油、
气井的压力控
制技术。
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井井
控 技
下
术井
控
技
术
第一章 绪论 第二章 各种压力的概念及其相互关系 第三章 地层压力形成的机理 第四章 井涌的原因、预防与检测 第五章 关井程序 第六章 井内气体的膨胀和运移
二 当e > n时，大于1.07 g/cm3为异常高压
各 种
当 e<n时，小于1.07g/cm3为异常低压
压
力
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五、上覆岩层压力
井
控
上覆岩层压力是某深度以上的岩石和其中流体对该深度 所形成的压力。
技
术 地下某一深处的上覆岩层压力 就是指该点以上至地面岩
石的重力和岩石孔隙内，所含流体的重力之总和，施加
术
井液）密度来控制
住地层孔隙压力，
使得没有地层流体
侵入井内，井涌量
一
为零，没有溢流产
绪 论
生。
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二级井控
井
控 二级井控是依靠井
技
内正在使用中的钻
术
井液（或压井液）
密度不能控制住地
层孔隙压力，依靠
一
地面设备、井控技
绪
术恢复井内压力平
论
衡的工作过程。
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5、地层压力： 6、井底压力：
二 二、掌握几种状态下的井底压力
各 种
1、静止状态；2、正常循环时；
压 力
3、起下钻时；
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井 第三章 异常地层压力形成的机理
控
技
1、压实作用
术
2、构造运动
3、成岩作用
三
异 常
4、密度差作用
压
力 形 成
5、流体运移
机 理
6、其它原因
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井液粘滞作用由
二
此而减小的井底
各
压力值。
种
压 力
如图所示
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井 控 技 术
激动压力：下钻或下
套管时，由于钻头下 行挤压该处钻井液, 使钻井液流动受的阻 力。
激动压力和抽吸压
二 力是类似的概念，
各 激动压力是正值，
种 抽吸压力是负值。
压 力
如图所示
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井 控
一、压力
技
术
1、压力的概念
二
各 2、压力单位的换算
种 压 力
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井 1、压力的概念
控 技
术 压力是指物体单位面积上所受 的 垂直力。
二 压力的单位是帕，符号是 pa，
各 种
1pa 是1m2面积上受到1N的力时
压
形成的压力。
力
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井
g/cm3，3000m处静液柱压力为多少？
控
技
解： p=gH
术
=9.81×1.20×3000
=35.288MPa
二
地层孔隙内流体(水)的压力为：
p=gH
各 种
=9.81×1.07×3000
压
=31.547MPa
力
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井 控 技 术
二
各
种
压
力
2-2几种情况下的井底静液压力
G=p / H=g
二 各
式中 G—压力梯度，kPa /m；
种 压
p—压力， kPa 或MPa；
力
H—深度，m 或 km。
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2.四种压力的表示法
井
控 技
(1) 用压力的单位表示
如:100 kPa 12MPa (2) 用压力梯度表示。
术
(3) 用流体当量密度表示。
(4) 用压力系数表示: 即某点压 力与该点水柱静压力之比。
二
例如:2000米的压力是23.544MPa
各 种
也可以说压力梯度是11.77kPa /m,
压
也可以说当量密度是1.20 g / cm 3,
力
也可以说压力系数是1.20。
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四、地层压力
井
控 地层压力：是地下岩石孔隙内流体的
技
压力， 也称孔隙压力。
术
1、正常地层压力
二
术
3、二级井控
4、三级井控
5、井侵
一
6、溢流
绪
7、井涌
论
8、井喷
9、井喷失控
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井 控
井控
技
术
井控即压力控制。就是要采取
一定的方法控制住地层孔隙压力，
基本上保持井内压力平衡。
一
绪 论
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一级井控
井
控 技
一级井控是依靠适 当的钻井液（或压
井液）从钻井泵进入循环系统。
二 由于钻井液（压井液）循环及其
各 与所碰到的物体发生摩擦所引起
种 压
的压力降低。
力
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井 控 技 术
二 各 种 压 力
图2-5 井内循环压力损失
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六、激动压力和抽吸压力
井
控
技
抽吸压力：上提
术
钻柱时，由于钻
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井
控
技
术
结论：静液压力取决于液柱
流体的密度和垂直高度，与
井径尺寸无关。
二
各 种 压 力
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井
三、压力梯度
控
技
术
1. 压力梯度
二
2. 四种压力的表示法
各 种 压 力
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井 1. 压力梯度
控 是每增加单位垂直深度压力的变化量。 技 术 计算公式为:
井
2、压力单位的换算
控 技
1pa=1N / m2
术
1kPa=1×103pa
1MPa=1×106pa
二
与工程大气压的换算关系
各
1MPa=10.194kgf / cm2
种 压
1kgf / cm2=98.067kPa
力
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二、静液压力
井 静液压力是由静止液体重力产生的压力。 控 技 静液压力是液柱密度和垂直高度的函数，其
2、异常地层压力
各 种
3、区分
压
力
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井
1 、正常地层压力
控
技 地下某一深度的地层压力等于地层流
术 体作用于该处的静液压力，这个压力
就是由某深度以上地层流体静液压力
所形成的。
二
各 正常地层压力梯度等于10.496KPa/m
种 压 力
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开始 结束 后退 继返续回
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三、井喷失控的危害
井 控 1、打乱全面的正常工作秩序,影响全局生产。 技 2、使钻井事故复杂化。 术 3、井喷失控极易引起火灾和地层坍塌,影响周
围千家万户的生命安全,造成环境污染。
4、损害油气层，破坏地下油气资源。
一 绪 论
5、造成机毁人亡和油气井报废,带来巨大的经 济损失。
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不同钻井作业时的井底压力
井 1.静止状态、空井状态： 控 井底压力=环空静液压力
技 2.正常循环时: 术 井底压力=环空静液压力+环空压力损失
3. 循环出气涌时:
井底压力=环空静液压力+环空压力损失+节流器压力
二
4 起钻时:
井底压力=环空静液压力+抽吸压力
各 种 压
5.下钻时: 井底压力=环空静液压力+激动压力
其计算公式为： p=gH
井
p— 正常地层压力，MPa
控
g— 重力加速度 ， m /s2
技
H— 地层深度， km
术
— 地层流体密度， g /cm3
二
各 种 压 力
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2 、异常地层压力
井 1)异常低压地层是指地层压力低于正常地层 控 压力的地层。 技 术 一般情况下,地层压力梯度小于10.496kPa/m的
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井喷
井
控 地层流体无控制地
技 涌入井筒，喷出地
术 面的现象称为井喷。
井喷流体自地层经
井筒喷出地面叫地
上井喷。从井喷地
一 绪 论
层流入其它低压层 叫地下井喷。
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井 井喷失控
控
技
井喷发生后，
术
无法用常规方
法控制井口而
出现敞喷的现
一
象称为井喷失
十一、泵压、液压
井
控
泵压是克服井内循环系统中