欠平衡鉆井ppt課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,欠平衡鉆井技術(shù)講座,欠平衡鉆井技術(shù)講座,大慶石油學(xué)院石油工程系,12/14/2024,1,欠平衡鉆井技術(shù)講座大慶石油學(xué)院石油工程系10/7/20231,一、欠平衡鉆井定義,在鉆井過程中，利用自然條件或采取人工方法，在可以控制的條件下，使井筒內(nèi)鉆井液液柱壓力低于所鉆地層的壓力，從而在井筒內(nèi)形成負壓，這一鉆井過程叫欠平衡鉆井。,自然條件,人工方法,12/14/2024,2,一、欠平衡鉆井定義 在鉆井過程中，利用自然,二、欠平衡鉆井技術(shù)的發(fā)展,早在,1866,年，欠平衡鉆井技術(shù)在國外已獲得專利；,20,世紀(jì),

2、50,年代，人們發(fā)現(xiàn)欠平衡鉆井還能提高硬地層的機械鉆速，減少循環(huán)漏失和壓差卡鉆優(yōu)點，從而獲得發(fā)展。,20,世紀(jì),80,年代末和,90,年代初,，,隨著水平井鉆井活動的熱潮，再次推動了欠平衡鉆井技術(shù)的迅速發(fā)展,。,只有低壓旋轉(zhuǎn)控制頭,，,主要用于鉆低壓地層,。,1、欠平衡鉆井技術(shù)發(fā)展歷史,直到,1990,年，欠平衡鉆井技術(shù)的進一步成熟及能承受高壓的旋轉(zhuǎn)防噴器逐漸引入油田后，才發(fā)展了使用液體鉆井液對高壓地層進行欠平衡鉆井的技術(shù),12/14/2024,3,二、欠平衡鉆井技術(shù)的發(fā)展 早在1866年，欠平衡鉆井技術(shù)在國,空氣鉆井,2、欠平衡鉆井技術(shù)類型,氮氣鉆井,天然氣鉆,井,霧化鉆井,泡沫鉆井,充氣鉆

3、井液鉆井,邊噴邊鉆,12/14/2024,4,空氣鉆井2、欠平衡鉆井技術(shù)類型 氮氣鉆井天然氣鉆 井霧化鉆井,三、,欠平衡鉆井的優(yōu)缺點,1、欠平衡鉆井技術(shù)優(yōu)點,可以減輕或消除鉆井液對地層的損害,良好的產(chǎn)層顯示，有利于達到勘探目的,增加了防噴能力，降低了井噴失控的風(fēng)險,可以減輕或消除鉆井液對地層的損害,良好的產(chǎn)層顯示，有利于達到勘探目的,可以降低井漏風(fēng)險、節(jié)約鉆井成本,可以減少壓差卡鉆的風(fēng)險,可以在鉆井過程中生產(chǎn)油氣,可以及時對地層進行較為準(zhǔn)確的評價,12/14/2024,5,三、欠平衡鉆井的優(yōu)缺點 1、欠平衡鉆井技術(shù)優(yōu)點可以減輕或消除,三、,欠平衡鉆井的優(yōu)缺點,2、欠平衡鉆井技術(shù)缺點,導(dǎo)致鉆井成

4、本的增加。,存在一些不安全因素。,因為不能連續(xù)欠平衡帶來的問題,鉆井液不能在井壁上形成濾餅，對產(chǎn)層造成的傷害可能更為嚴(yán)重。,12/14/2024,6,三、欠平衡鉆井的優(yōu)缺點 2、欠平衡鉆井技術(shù)缺點導(dǎo)致鉆井成本的,四、,適用于欠平衡鉆井的油氣藏篩選依據(jù),1、,給定儲層條件，決定是否采用欠平衡鉆井主要標(biāo)準(zhǔn)是：,欠平衡鉆井方法與常規(guī)的過平衡鉆井方法相比，是否提供了明顯的工藝或經(jīng)濟優(yōu)勢；,預(yù)期提高的價值是否可以證明相關(guān)風(fēng)險合理。,12/14/2024,7,四、適用于欠平衡鉆井的油氣藏篩選依據(jù) 1、給定儲層條件，決定,四、,適用于欠平衡鉆井的油氣藏篩選依據(jù),2、,適合欠平衡鉆井的油氣藏,具有潛在井漏或鉆

5、井液侵害的油氣藏,具有液一液敏感性的地層,具有潛在自吸能力的地層,具有巖石一流體敏感性的地層,油藏性質(zhì)高度易變的地層,具有活躍的地下水并且對水錐進敏感的地層,低鉆速地層,12/14/2024,8,四、適用于欠平衡鉆井的油氣藏篩選依據(jù) 2、適合欠平衡鉆井的油,四、,適用于欠平衡鉆井的油氣藏篩選依據(jù),3、,不適合欠平衡鉆井的地層,高壓和高滲透率相結(jié)合地層,常規(guī)地層,受壓力約束的地層,12/14/2024,9,四、適用于欠平衡鉆井的油氣藏篩選依據(jù) 3、不適合欠平衡鉆井的,四、,適用于欠平衡鉆井的油氣藏篩選依據(jù),4、,欠平衡鉆井的油氣藏篩選程序,（l）用簡單的欠平衡鉆井技術(shù)能否完成這口井；,（2）以我

6、們現(xiàn)有的數(shù)據(jù)能否證明欠平衡鉆井技術(shù)在此油氣層中優(yōu)于過平衡鉆井技術(shù)；,（3）用欠平衡鉆井技術(shù)潛在的風(fēng)險和事故；,（4）該地層能否承受住壓力降低而不坍塌；,（5）欠平衡鉆井技術(shù)與長期的油氣層優(yōu)選相比較，費用是否劃算；,（6）多學(xué)科工作組是否對油氣藏已經(jīng)做了足夠的研究工作；,（7）初始油氣井設(shè)計是否能滿足油氣藏開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)；,（8）現(xiàn)有的井控設(shè)備能否滿足預(yù)期的油氣層條件。,12/14/2024,10,四、適用于欠平衡鉆井的油氣藏篩選依據(jù) 4、欠平衡鉆井的油氣藏,五、,欠平衡鉆井的連續(xù)性和條件,1、,不連續(xù)久平衡鉆井條件的危害,（1）采用實時井底壓力監(jiān)測技術(shù)；,（2）在欠平衡鉆井中引入連續(xù)油管技術(shù)；,（3

7、）優(yōu)化欠平衡鉆井作業(yè)，優(yōu)選鉆井設(shè)備,2、,獲得連續(xù)欠平衡條件的方法,12/14/2024,11,五、欠平衡鉆井的連續(xù)性和條件 1、不連續(xù)久平衡鉆井條件的危害,六、,欠平衡鉆井作業(yè)裝備,1、,地面設(shè)備及井下工具,地面設(shè)備：,防噴器組、旋轉(zhuǎn)控制頭或旋轉(zhuǎn)防噴器、節(jié)流管匯、除氣器、鉆井液氣體分離器、沉降撇油系統(tǒng)、鉆井液罐等。,井下工具：,有方鉆桿旋塞、鉆桿安全閥及浮閥等,12/14/2024,12,六、欠平衡鉆井作業(yè)裝備 1、地面設(shè)備及井下工具 地面設(shè)備：1,六、,欠平衡鉆井作業(yè)裝備,地面設(shè)備,（1）防噴器組,常規(guī)防噴器組,旋轉(zhuǎn)控制頭（RLM）和旋轉(zhuǎn)防噴器（RBOP,12/14/2024,13,六、欠

8、平衡鉆井作業(yè)裝備 地面設(shè)備 （1）防噴器組,六、,欠平衡鉆井作業(yè)裝備,12/14/2024,14,六、欠平衡鉆井作業(yè)裝備 10/7/202314,六、,欠平衡鉆井作業(yè)裝備,旋轉(zhuǎn)控制頭（RLM）,12/14/2024,15,六、欠平衡鉆井作業(yè)裝備 旋轉(zhuǎn)控制頭（RLM）10/7/202,六、,欠平衡鉆井作業(yè)裝備,旋轉(zhuǎn)防噴器（RBOP,12/14/2024,16,六、欠平衡鉆井作業(yè)裝備 旋轉(zhuǎn)防噴器（RBOP 10/7/20,六、,欠平衡鉆井作業(yè)裝備,（2）節(jié)流（壓井）管匯,（3）地面分離裝置,圖中：1螺桿泵；2檢修孔；3漏斗出口；4噴射管5擋板；6主管；7.檢修孔；8排水孔；9.擋板；10檢修孔；1

9、1主管：12.天然氣出口13排放孔,12/14/2024,17,六、欠平衡鉆井作業(yè)裝備 （2）節(jié)流（壓井）管匯（3）,六、,欠平衡鉆井作業(yè)裝備,（4）,沉降撇油系統(tǒng),（5）,氣體燃燒系統(tǒng),12/14/2024,18,六、欠平衡鉆井作業(yè)裝備 （4）沉降撇油系統(tǒng) （5,六、,欠平衡鉆井作業(yè)裝備,井下工具,（1）,方鉆桿,（2）方鉆桿旋塞,（3）,鉆桿安全閥（回壓凡爾）,（4）浮閥（回壓凡爾）,12/14/2024,19,六、欠平衡鉆井作業(yè)裝備 井下工具 （1）方鉆桿 10,七、,欠平衡鉆井地面工藝流程,鉆井泵,鉆具內(nèi),環(huán)空,節(jié)流管匯,液氣分離器,振動篩,撇油罐,真空除氣器,循環(huán)泵,鉆井泵,12/1

10、4/2024,20,七、欠平衡鉆井地面工藝流程鉆井泵 10/7/202320,七、,欠平衡鉆井地面工藝流程,鉆井泵,鉆具內(nèi),環(huán)空,旋轉(zhuǎn)控制頭旁側(cè)法蘭,鉆井液出口,振動篩,鉆井泵,12/14/2024,21,七、欠平衡鉆井地面工藝流程鉆井泵 10/7/202321,八、,欠平衡鉆井施工要點,（1）沒有安裝回壓閥時求地層壓力的方法,確定一個關(guān)井求壓時所用鉆井液密度m,井控裝置試壓合格后,將鉆具下至井底,用m低密度鉆井液替井內(nèi)鉆井液,同時進行低泵速試驗。,鉆開水泥塞,循環(huán)鉆井液,鉆遇快鉆時不超過1m 停鉆,無快鉆時進尺不超過2m3m。,停泵,關(guān)閘板防噴器,求立管壓力,Pd,套管壓力,Pa,。,地層壓

11、力,Pp,=0.0098,m,H,+,Pd,。,如m的鉆井液不能產(chǎn)生負壓,需進一步降低鉆井液密度,直至產(chǎn)生欠平衡。,確定欠平衡鉆進時鉆井液密度:,m=102(,Pp,-,P),/H,1、求地層壓力的方法,12/14/2024,22,八、欠平衡鉆井施工要點（1）沒有安裝回壓閥時求地層壓力的方法,八、,欠平衡鉆井施工要點,（2）安裝回壓閥時求地層壓力的方法,由于欠平衡鉆井所使用的鉆具帶有內(nèi)防噴工具,所以地層壓力可按下列步驟求出。,關(guān)井、記錄套壓;,由記錄中查出壓井排量時的壓耗;,開泵并將排量調(diào)整到壓井時的排量,在此過程中用節(jié)流閥控制套壓不變;,記下此時的泵出口壓力;,停泵并關(guān)節(jié)流閥;,PS=泵出口

12、壓力-壓井排量時的壓耗;,則有,1、求地層壓力的方法,12/14/2024,23,八、欠平衡鉆井施工要點（2）安裝回壓閥時求地層壓力的方法1、,八、,欠平衡鉆井,壓力控制,以勝利油田為例：,關(guān)井求壓后,計算出欠平衡鉆進時鉆井液密度,并根據(jù)地層壓力、井內(nèi)鉆井液密度、欠壓值大小等決定是否壓井。,關(guān)控制頭旁側(cè)液動閘門,開3#液動平板閥,開閘板防噴器,開泵,按體外循環(huán)系統(tǒng)流程進行三開欠平衡鉆進。,在保持入口鉆井液一定的密度和排量下欠平衡鉆進,回壓的控制是通過控制立壓來實現(xiàn)的,通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥,保持立壓不變,此時,井底壓力不變,欠壓值不變。,只要保持入口鉆井液一定的密度,井口回壓在允許范圍內(nèi),就能實現(xiàn)欠平

13、衡連續(xù)鉆進。根據(jù)Williams 工具公司推薦,旋轉(zhuǎn)鉆進時一般控制井口回壓不超過10MPa,關(guān)井時控制頭承受壓力不超過14MPa,否則需要考慮節(jié)流壓井。,停泵接單根和更換膠心作業(yè)時,應(yīng)關(guān)閉液動節(jié)流閥前的平板閘門,增加控制回壓,直至環(huán)空壓力達到平衡。,每次接單根下鉆到底或更換膠心后,必須計算地層流體返到井口時間,并作好放噴排氣準(zhǔn)備。,地層壓力發(fā)生變化、出口油氣量增多或井口回壓較大時,應(yīng)通過調(diào)節(jié)鉆井液密度等方法,改變欠平衡欠壓值來確保欠平衡鉆進的順利實施。,2、欠平衡鉆井回壓控制,12/14/2024,24,八、欠平衡鉆井壓力控制 以勝利油田為例：2、欠平衡鉆井回壓控,八、,欠平衡鉆井施工要點,鉆

14、進時發(fā)生溢流:,發(fā)訊號坐崗工發(fā)現(xiàn)溢流后,迅速通知司鉆,司鉆立即發(fā)出長笛訊號,欠平衡監(jiān)督和值班干部立即上鉆臺負責(zé)全面指揮。,停止鉆進、搶提方鉆桿司鉆發(fā)訊號的同時,迅速摘掉轉(zhuǎn)盤離合器,停止鉆進;同時,上提鉆具并停泵,使方鉆桿下第一根鉆桿露出轉(zhuǎn)盤面0.15m左右,內(nèi)外鉗工扣好吊卡。,開3#液動平板閥場地工迅速打開3#液動平板閥,并將液動節(jié)流閥打開至最大開度。,關(guān)封井器副司鉆得到關(guān)井指令后,迅速關(guān)井,先關(guān)環(huán)形閘板后關(guān)半封閘板。,關(guān)節(jié)流閥,錄取溢流資料指揮者在確認(rèn)已關(guān)好封井器后,指揮井口崗先關(guān)液動節(jié)流閥、場地工再關(guān)液動節(jié)流閥前的平板閘門,待壓力穩(wěn)定后,錄取溢流資料關(guān)井套壓、關(guān)井立壓、溢流時鉆井液密度、鉆

15、井液增量等。,計算地層壓力,根據(jù)設(shè)計欠壓確定欠平衡鉆進時鉆井液密度,并決定是否壓井。,卸方鉆桿,開閘板封井器,調(diào)節(jié)遠程控制臺減壓調(diào)壓閥,在環(huán)形防噴器關(guān)閉情況下,上提一柱鉆桿,下入帶旋轉(zhuǎn)總成的一柱鉆桿,安裝好旋轉(zhuǎn)總成,關(guān)控制頭旁側(cè)液動閘門,開環(huán)形防噴器,開泵,進行欠平衡鉆進作業(yè)。,3、欠平衡作業(yè)“四七”動作,12/14/2024,25,八、欠平衡鉆井施工要點鉆進時發(fā)生溢流:3、欠平衡作業(yè)“四七,八、,欠平衡鉆井施工要點,(1)欠平衡鉆進期間,井場用電控制裝置必須防爆(包括離心機、攪拌機等)。,(2)進入井場的車輛必須帶防火帽。,(3)柴油機排氣管帶防火罩,并配備在充滿天然氣環(huán)境中的停車裝置。,(

16、4)消防工具、滅火器材在常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,在液氣分離器、循環(huán)罐、鉆臺上下等關(guān)鍵部位,額外增加8L 干粉、100L 泡沫滅火機各4 支。,(5)鉆臺上下、循環(huán)罐配備鼓風(fēng)機,以防有害或可燃氣體聚集。,(6)監(jiān)督要根據(jù)風(fēng)向預(yù)先指定三處“安全指揮區(qū)”,在這三區(qū)中至少有一區(qū)在任何時候須處于井口的上風(fēng)位置。,(7)體外循環(huán)系統(tǒng)點火裝置,應(yīng)距井口下風(fēng)向50m以下,以防發(fā)生火災(zāi),殃及井口。,(8)三開前配備至少20 套防毒面具,三臺有毒氣體檢測儀。,(9)發(fā)現(xiàn)硫化氫后,立即停止欠平衡作業(yè),根據(jù)硫化氫濃度、井口壓力大小等,采取有效壓井措施。,(10)井場工作人員嚴(yán)禁吸煙,欠平衡鉆進期間嚴(yán)禁動用明火及電氣焊;帶電作業(yè)時,防止電打火。,(11)現(xiàn)場人員要接受井控、消防、HSE 培訓(xùn),并熟練使用防護用品,井架工以上崗位均持證上崗。,4、,安全措施,12/14/2024,26,八、欠平衡鉆井施工要點 (1)欠平衡鉆進期間,井場用,（1）常規(guī)鉆井中鉆進時井內(nèi)壓力情況,1、,欠平衡鉆井中井內(nèi)壓力情況,（2）常規(guī)鉆井中靜止時井內(nèi)壓力情況,式中,:Pm,鉆井液靜液柱壓力,MPa;,P,P,地層壓力,MPa;,P,a,環(huán)