深水司钻法压井模拟计算

针对深水钻井井控的特点,考虑油、气相变,建立了深水司钻法压井过程中的多相流控制方程,并给出了具体的求解方法。模拟计算结果表明,随着循环流量的增加,节流管线摩阻迅速增加,而且不同尺寸节流管线摩阻之间的差距也随着循环流量的增加逐渐增大;动态安全余量随着泥浆池增量的增大而减小;第1及第2循环周的最大循环流量随着节流管线内径的减小而减小。第1循环周的最大流量随着泥浆池增量的增加而减小,而泥浆池增量对第2循环周最大流量的影响不大。在压井过程中,节流压力随着循环流速的增加而降低,实际应用时需要优化设计。     

HF203井井喷及强行下钻压井方法

川东北地区地质情况复杂,产层具有高压、高产、高含硫等特点,钻井与固井难度大。HF203井是该地区的一口高压定向深井,尾管固井钻完水泥塞起钻后期发生溢流,因处理不当发生了井喷。介绍了该井的基本情况、溢流发生经过和置换法压井的过程,分析了井喷原因、压井难点,通过分析硬顶（平推）压井法、强行下钻压井法的适用条件,并结合该井的具体情况,确定采用强行下钻法压井。指出水泥浆缓凝时间过长是HF203井发生溢流的主要原因,起钻过程中未灌满钻井液是发生溢流的直接原因,发现溢流后处理不当是导致井喷的直接原因。HF203井压井的主要难点是井内压力太高、钻具深度太浅、无法实施置换法和硬顶法压井,强行下钻法是最佳压井方法。该井采用强行下钻法压井成功,为今后采用强行下钻法处理高压深井井喷提供了借鉴。      

深水钻井司钻法压井过程中立管压力和地层受力变化规律

深水钻井地层破裂压力低、钻井液密度窗口窄,溢流时采用司钻法压井,往往未控制溢流却又诱发井漏事故。因此采用深水司钻法压井时地层受力显得尤为重要。考虑节流管汇影响,利用流体动力学,建立了深水钻井司钻法压井立管压力和地层受力计算模型,分析了深水司钻法压井中立管压力和地层压力变化规律,给出了司钻法压井过程中累计泵入长度对应的立管压力、套压、地层受力变化曲线,结合地层破裂压力极限值,确定压井过程中最优压井排量。对于压井排量和钻具组合相同的情况,司钻法压井时,套管鞋越深,套管鞋处地层受力越大;深度大的套管鞋位置出现最大压力时间要早于深度小的套管鞋位置;当天然气柱顶部达到井深某处时,某处地层受力最大;当天然气柱顶部达到井口时,套管压力最大,并且地层受力最大值总是早于套管压力最大值。     

深水井涌压井方法及其适应性分析

深水井涌的处理与陆上相比存在3个难点:一是钻遇浅层流时还没有安装井口;二是节流管线细长且摩阻较大;三是安全密度窗口很窄。为此,在介绍司钻法、工程师法、动力压井法和附加流速法等压井方法的基础上,分析了其特点与主要流程及其对于深水井涌的适用性;并在此基础上,模拟了浅层气井涌和安全密度窗口较小情况下深水钻井井涌的压井工况。模拟结果表明:钻遇浅层流在没有安装井口情况下,可采用动力压井法实施压井作业;在处理窄安全密度窗口的深水井涌时,采用工程师法压井更合适,在模拟井工况下,采用工程师法套管鞋处的最大压力比采用司钻法低0.28 MPa;如果安全密度窗口太窄,则要采用附加流速法压井,在模拟工况下,采用附加流速法套管鞋处的最大压力可比常规压井方法降低0.94 MPa,但采用附加流速法对井口设备要求较高,并需要对施工参数进行优化。      

司钻法压井问题分析

通过对司钻法压井理论和现场压井案例的分析指出,传统的司钻压井法施工措施只适用于联通性差的油气层的压井。对于大多数油气层,传统的压井措施,将造成多次循环压井;对于钻井液密度窗口较窄的地层,压井失败的几率是很高的。现场很多压井实例说明,压井液下行过程控制套压不变,是造成多次循环压井的主要原因,也是导致压井工作复杂化甚至失败的根本原因。文中推荐的司钻法压井措施,要求在压井液下行过程中,通过节流阀控制立压,使之按计算压力下降,即压井全过程采取控制立压的措施。该措施能减少压井循环周,并适用于所有地层,可以提高压井效率和成功率。     

河坝1井高压含硫气层井控技术

河坝1井是川东北部通南巴构造带上的一口重点探井。全井预计产层9个，地层压力相差较大。而且海相地层裂缝、溶洞发育，很容易出现“喷漏同存”的复杂情况，不利于井控。加上碳酸盐岩地层压力预测不准。天然气中舍有硫化氢以及井场自然条件的限制。该井井控难度极大。为此，该井不但应用了高压抗硫井控装备、配备了气体监测仪器、做好了各种应急预案，而且在钻井过程中也采取了地层承压堵漏、简化下部钻具组合、近平衡压力打开产层等预防井喷、井涌的工程技术措施。该井共发生井涌2次。但均压井成功。顺利钻至设计井深。     

深水井控工艺技术探讨

海洋深水钻井中的井控,面临着海底低温、气体水合物、地层孔隙压力和破裂压力之间的安全窗口比较窄、井控余量比较小、压井/阻流管线较长导致循环压耗较大、深水地层比较脆弱等诸多挑战。针对深水井控中面临的难点,调研了深水钻井中井控设备的要求与配置,详细介绍了深水钻井中早期监测溢流的方法、深水井控的关井方式及压井方法、深水压井后防喷器"圈闭气"与隔水管气的处理,以及在深水钻井中预防水合物形成的措施,以保证深水钻井的施工安全。      

伊朗Arvand-1井异常高压地层溢流压井技术

Arvand-1井是一口重点天然气探井,由于钻遇异常高压地层、钻井液密度偏低、不能平衡地层压力,起钻过程中发生了严重的天然气溢流,关井套压高达52.5 MPa,关井立压31.7 MPa。若对其实施常规压井作业,则存在井内憋压过高极易造成井喷和井漏、钻具不在井底难以进行正常循环压井、人员必须在高空作业而操作不便,以及境外施工井队后勤支持困难等难题,也存在井喷与井喷着火、硫化氢中毒等风险。因此,采取了工程师法、强行下钻法配合置换法的溢流压井配套技术,即先用高密度压井钻井液（最高密度达2.48 kg/L）置换压井以降低井内套压,再采用工程师法压井进一步降低套压,然后强行下钻再利用工程师法压井,共历时18 d,取得圆满成功。Arvand-1井的压井成功,对于异常高压地层的天然气溢流压井及境外项目的井控工作具有一定的借鉴作用。      

精细控压钻井过程中溢流的模拟和控制

为了能在溢流发生的早期正确决定溢流控制方法,根据气液两相流理论,对精细控压钻井过程中的气侵全过程进行模拟,并对如何采取适当的控制方法进行研究。首先建立了描述气侵期间井筒两相流的偏微分方程组,给出了方程组的初始条件和不同气侵阶段的边界条件,并用有限差分的方法对方程组进行求解;然后模拟分析了地层压力、初始溢流量及钻井液参数对井口回压的影响;最后根据对不同参数条件下气侵的模拟,得到了以初始溢流量和溢流结束时的井口回压为输入参数的溢流控制方案图。提出的溢流控制方案图方法,能在溢流早期就决定溢流控制方式,为溢流控制争取宝贵的时间,有助于正确处理精细控压钻井过程中的溢流。研究结果可为控压钻井过程中的气侵控制提供理论依据。     

SS井抢险压井机理分析

简要介绍了ＳＳ井的抢险压井过程。论述了“内堵强压”方案的改进和实施情况。同时根据压井综合曲线图和计算结果，着重分析了压井时套压和泵压变化的四个过程。     

低压气井清水压井吊灌控制方法

针对修井作业中的低压气井，不压井无法作业，压井方法不当会发生井喷或对产层造成伤害，采用暂堵剂、低泡沫压井液或CaCl2无固相压井液一是成本高、压井过程复杂，二是性能配方掌握不好同样会伤害产层等问题。采用清水压回、吊灌控制压井是一种经济而有效的方法．文中就该方法作详细的阐述。     

从伊朗Arvand-1井溢流压井再谈置换法压井方法

为指导现场技术人员正确使用置换法压井,以伊朗Arvand-1井置换法压井为例,探讨了该井置换法压井作业中的问题,分析了该井采用置换法压井失败的原因。认为该井在关井套压52.5 MPa情况下始终保持注入压力61.6 MPa停泵,降至57.4 MPa后再次开泵,套压保持在42.0 MPa以上平衡地层压力的做法和采取的排气方法都存在一定问题,以致注入了2.55倍井眼容积的压井液却成效不大。指出若将井眼容积、注入量和施工压力结合起来进行分析,采取逐次降低注入套压和排气压力的方法,仅用置换法就可以压井成功。根据压井过程中始终保持井内压力平衡的原则和置换法压井原理,给出了正确的压井方法。      

水平井压井方法

由于水平井实际井深与垂直井深的差别,水平井的压井与直井的压井存在着差异。针对这一问题,提出了较为科学的以减少和防止伤害油气层为前提的水平井压井技术。分析了井内侵入流体在水平井中运行的一般特性以及与直井的不同点,介绍了水平井关井和压井方法的选择原则,针对水平井井涌的特点,提出一套合理的水平井压井的简易计算方法,介绍了水平井压井过程中的压力损失特点以及与直井压井的不同点,并以一口水平井为例详细介绍了水平井压井的简易计算过程和运用司钻压井法和等待加重压井法压井的现场操作程序,来指导现场水平井的压井施工     

置换法压井方法的现场应用

置换法属于非常规压井方法,适用于空井、钻具水眼堵塞、井内无法建立压井液循环通道等工况。目前这种压井方法理论研究较多,相关现场应用案例分析较少。文章描述和分析了两起置换法压井案例:A井发生井喷后关剪切防喷器,剪断完井管柱控制井口,由于没有循环压井液通道,采用置换法压井并成功压井;B井在压井过程中发现井内钻具刺漏,无法循环压井液至井底,采用置换法进行压井,由于设备损坏和压井操作失误,压井失败。通过对两起压井案例的分析,提出改进方案,期望对以后类似作业具有一定的借鉴意义。     

置换法压井操作方法

油气井井喷后,若出现井内主要为气体、无法采用其他方法压井的情况,就需要采用置换法压井。介绍了置换法压井的基本原理、计算内容和实施步骤,指出了压井中应注意的问题,完善了置换法压井的操作方法。      

用于处理深水浅层气的动力压井方法研究

深水海底常常潜伏着大量的高压浅层气,而深水钻井过程中钻遇浅层气是十分危险的。结合动力压井方法对如何处理浅层气问题进行了研究。首先根据海上钻井工艺的技术特点,结合动力压井工艺进行了探讨,得到了深水钻井过程中处理浅层气的工艺技术。然后以此为基础,考虑有隔水管情况下井筒内的多相流动情况,建立了动力压井参数计算多相流方程,并进行了求解。计算结果表明,动力压井初期阶段,伴随着浅层气体积膨胀,动力压井排量会有所增加,当浅层气逐渐排出井筒后,钻井液排量会有所下降,直至达到稳定值。在实际的动力压井过程中,为了保证井壁的稳定性,应适时对压井排量进行调整。      

全尺寸深井钻井模拟装置对钻井技术发展的影响

缩短钻井周期是降低深井钻井成本和钻井风险的关键,这需要钻井新技术、新工艺、新材料、新工具的研究与应用,这必然要很大程度上依赖于大量的室内试验。斯伦贝谢Terra Tek钻完井实验室有全球最先进的全尺寸钻井模拟试验装置,在30多年间做了大量的模拟试验,试验结果对钻井技术发展、钻头设计、钻井液体系优选及性能优化起到了积极的促进作用。在介绍Terra Tek全尺寸钻井模拟试验装置的组成及主要功能的基础上,分析了该实验室在美国岩石力学协会钻井论坛、冲击钻井及深井钻井模拟试验中取得的主要成果,并介绍了该实验室在页岩气地层特点、开发技术和井眼稳定等方面取得的研究进展。      

深水井控中节流管线摩阻分析及压井方法

在海洋深水钻井中，防喷器组一般安装在海底，当发生井涌进行压井作业时．由于节流管线较长、内径较小，钻井液在节流管线内存在高摩阻损失，作用在井底的压力往往大于地层的破裂压力．从而引起压井过程的复杂化，甚至造成压井作业的失败。介绍了一种新的压井方法附加流量法，在返出的节流管线流体中混入低密度流体，降低节流管线内流体的粘度和密度，从而实现安全压井；详细介绍了压井方法和步骤。数据分析表明，通过对压井参数进行优化选择能够降低节流管线中的压耗。