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油田井控要求

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油田 要求
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井控要求,2012年5月,2,汇报提纲,3,井控:实施油气井压力控制的简称。 井侵:当地层压力大于井底压力时,地层孔隙中的流体 (油 、气、水)将侵 入井内,通常称为井侵。 溢流:当井底压力小于地层压力时,井口返出液量大于 泵人液量或停泵后井液自动外溢的现象称为溢流。 井涌:溢流进一步发展,井液涌出井口的现象称为井涌。,一、井控基本概念,第一章、井控基础知识,4,井喷:当井底压力远小于地层压力时,地层流体大量涌入井筒并喷出地面的现象称为井喷。 根据井喷流体喷出的位置不同,井喷可分为地面井喷和地下井喷两种。 地面井喷:指井喷流体经井筒喷出地面的现象。 地下井喷:指井喷流体流入其他低压层,未喷出地面。 井喷失控:井喷发生后,无法用常规方法控制井口而出现井口敞喷的现象称为井喷失控。这是井下作业过程中最恶性的作业事故。,一、井控基本概念,第一章、井控基础知识,5,二、井控技术分类(压井---关井---抢喷),一级井控:指以合理的压井液密度平衡地层孔隙压力,没有地层流体侵入井内、无溢流产生的井控技术(又称主井控)。 二级井控:溢流或井喷后,通过及时关井与压井重建井底压力平衡的控技术。 三级井控:井喷失控后,重新恢复对井口控制的井控技术。,第一章、井控基础知识,6,三、井控工作中“三早”,早发现:溢流被发现的越早,越便于关井控制、越安全。国内现场一般将溢流量控制在1—2m3之前发现,这是安全、顺利关井的前提。 早关井:在发现溢流预兆或怀疑有溢流时,应停止正常施工作业,立即按关井程序关井。 早处理:在准确录取溢流数据和填写压井施工单后,应尽快节流循环排出溢流、进行压井作业。,第一章、井控基础知识,7,四、常规作业发生井喷的五种工况,1、起下油管;2、起下抽油杆;3、电缆测试、射孔等作业;4、空井;5、钻、冲、铣等其它作业施工。,第一章、井控基础知识,8,1、发:信号2、停:起下作业3、抢:下管柱,接内防喷工具或坐悬挂器4、开:套管闸门5、关:防喷器6、关:套管闸门7、看:油(立)、套管压力,五、起下管柱,发生井喷的关井程序,第一章、井控基础知识,9,六、五种工况下井喷控制程序,备注:抢、开动作可同时进行。,第一章、井控基础知识,10,七、井控操作中的信号和规定如下表所示,注:因天气原因,手势信号不能表达清楚时,由井口工负责巡回传达各种指令,并落实防喷器的实际开关情况。,第一章、井控基础知识,11,汇报提纲,12,一、关井方法 发现溢流后迅速关井,是防止发生井喷的正确处理措施。 发生溢流后有两种关井方法,一是硬关井,二是软关井。 硬关井是指关防喷器时,节流管汇处于关闭状态,或者无节流管汇的井直接关防喷器。 软关井指先开通节流管汇,再关防喷器,最后关节流管汇的关井方法。 硬关井,由于关井动作比软关井少,所以关井快。 产生“水击效应”,一般不提倡采取硬关井方法关井。软关井比硬关井动作多,关井慢。防止了“水击效应”,可在关井过程中实施试关井,操作起来比较安全。(注:“水击效应”是由于突然改变流体的速度和方向造成压力明显增大的现象。 ),第二章、常规关井,13,二、关井注意事项1.合理控制井口压力,不要超过最大允许关井压力。2.关防喷器一次到位。3.严禁用打开防喷器的方式卸压。4.严禁用平板阀开关井或节流放喷。应采用节流阀控制放喷。5.长期关井要手动锁紧。6.关井后,密切关注套管压力的变化,并迅速组织压井。 任何情况下关井,最大允许关井套压不得超过下列三者中的最小者: ☆井口装置额定工作压力 ☆套管抗内压强度的80% ☆薄弱地层破裂压力,第二章、常规关井,14,汇报提纲,15,1、井口装置:采油(气)树、测试树、压裂井口、连续油管井口、防喷器组、防喷盒、防喷管等井口密封装置;闸板防喷器构造必须是半封和全封双闸板组合; 2、井控管汇:节流管汇、压井管汇等; 3、控制装置:防喷器液控台、手动控制装置等; 4、内防喷装置:旋塞阀、止回阀等; 5、井控辅助装置:储备罐、井液处理和灌注设备、液面报警器、油气分离器、仪器和仪表等。,第三章、井控设备,16,主要由节流阀、闸阀、管线、管子配件、压力表等组成。 作用: 1、压井时实施节流循环,控制井内流体流出井口,控制井口回压(立压和套压),维持井底压力大于或等于地层压力,并且保持不变,制止溢流。 2、起泄压作用,降低井口压力,实现“软关井”。 3、起分流放喷作用,将溢流物引出井场以外,防止井场着火和人员中毒,确保钻井安全。,第三章、井控设备,1、节流管汇,一、井控管汇,17,主要由单向阀、闸阀、压力表、连接管线等组成。它一端与防喷器四通相连,另一端与注入泵相连。 作用: 1、全封闸板关井时,通过压井管汇往井眼内强行泵入加重钻井液,实现反循环压井。 2、发生井喷时,通过压井管汇往井眼内强行泵入清水,以防燃烧起火。 3、发生井喷着火时,通过压井管汇往井眼内强行泵注灭火剂,以助灭火。,第三章、井控设备,2、压井管汇,一、井控管汇,18,图1:井控设备概况示意图,,第三章、井控设备,19,图2:14 MPa 节流管汇,1、1~4—手动平板阀;5—节流阀。2、图中未标出压力表闸阀。,第三章、井控设备,20,图3:21 MPa 节流管汇,1、1~11—手动平板阀;12—节流阀;13—单流阀。 2、节流管汇四通、压井管汇四通装有压力表; 3、图中未标出压力表闸阀。,第三章、井控设备,21,图4:35~70 MPa 节流管汇,1、1~16—手动平板阀;17—液动节流阀;18—手动节流阀;23—单流阀。2、节流管汇五通、压井管汇四通装有压力表;3、图中未标出压力表闸阀。,第三章、井控设备,22,图5:70~105 MPa节流管汇,1、1~16、20、21—手动平板阀;19—液动平板阀;17—液动节流阀; 18—手动节流阀;22—可调节流阀;23—单流阀。2、节流管汇五通装有压力表和压力变送器;压井管汇四通装有压力表;3、图中未标出压力表闸阀,第三章、井控设备,23,(二)管柱内防喷工具,第三章、井控设备,管柱内防喷工具是装在管柱串上的专用工具,用来封闭管柱的中心通孔,防止管柱内喷,与井口防喷器组配套使用。 现场常用的管柱内防喷工具有旋塞阀、井下安全阀、管柱止回阀、背压阀、管柱堵塞器、防顶装置等。,24,(二)管柱内防喷工具,第三章、井控设备,1、旋塞阀 旋塞阀是管柱循环系统中的手动控制阀,是防止管柱内喷的有效工具之一。井液可无压降地自由流过旋塞阀,用专用扳手按指示要求转动90度,即可实现开关。,25,1—下阀体;2—弹簧;3—下阀座;4—球体;5—旋块;6—密封圈;7—下卡套;8—上阀座;9—密封圈;10—挡圈;11—卡簧;12—上卡套;13—上阀体,图6:油管旋塞阀,第三章、井控设备,26,第三章、井控设备,图7:油管旋塞阀,27,第三章、井控设备,(二)管柱内防喷工具,2、井下安全阀 井下安全阀是连接在油管柱一定位置上的安全装置,在出现异常情况时能够实现油管内流体阻断,防止生产设施的破坏和保护人员安全。 井下安全阀的打开和关闭可在地面由液压管线供给的压力控制,或直接由井下条件控制。目前更多地选择使用地面控制的井下安全阀。,28,第三章、井控设备,图8:井下安全阀,29,3、背压阀,第三章、井控设备,(二)管柱内防喷工具,背压阀是用于井下作业中的专用防喷器工具。 从采油树顶部将背压阀放入井口采油树中,然后加压下放,使背压阀坐到油管挂中,左旋下入工具,使背压阀与悬挂器的螺纹连接。当确定背压阀确实连接到位后,就可以卸下取送工具,打开井口阀门放压。如果压力可迅速放掉,就说明背压阀已经密封到位。这时就可以拆卸井口采油树,安装防喷器,进行带压修理井口或进行其他修井作业。,30,图9:背压阀,第三章、井控设备,31,1—工作筒;2—打捞头;3—轴销;4—支撑卡;5—压簧;6—支撑体;7—○形胶圈;8—密封段;9—导向头;10—○形胶圈;11—密封短节,图10:油管堵塞器,油管堵塞器:用于不压井起下油管作业时封堵油管中孔。,第三章、井控设备,32,汇报提纲,33,一、作业各种工况下井喷预兆,1、钻、冲、磨铣等作业井喷预兆:井液返出量增加;循环罐中液量增加;停泵后,井口井液外溢。 2、起下(杆)管柱井喷预兆:起管柱时应灌入井内的液量小于起出管柱的排替量;下管柱时返出液量大于管柱的排替量。 3、空井时井喷预兆:空井时,灌不进井液,或井口有明显连续外溢现象。 4、测试、射孔作业时井喷预兆:测井、射孔时电缆下放和起升中,井口有明显的井液外溢。,第四章、各种工况下的关井程序,34,二、起下管柱发生井喷预兆时的关井程序,1、发信号----当发现井喷预兆后,迅速通知司钻,司钻立即发出信号,现场值班干部负责全面指挥;2、停止起下管柱----油管在刚对扣(或卸扣)应迅速将其卸下,放入油管桥,司钻下放滑车,油管在起吊过程中,应立即将吊卡座在自封上;然后摘吊环将游动滑车起至0.5m以上;3、抢装旋塞----井口操作人员必须在旋塞打开的情况下,装好紧扣;,第四章、各种工况下的关井程序,35,4、开平板阀---资料员接到指令或手势(左臂向左平伸)迅速打开平板阀,打开后,给指挥者以明确的手势报告闸门已开启(平板阀打开时必须全开,关闭时必须关死); 5、关防喷器----如有液控防喷器设备,副司钻迅速就位于远程控制台前,待命关井并做好下列三项检查:Ⅰ电源开关是否在自动位置;Ⅱ各油压是否正常;Ⅲ各闸门、各手柄是否处于正常状态。当得到关井指令或手势(双臂向两侧平举呈一直线,五指伸开,手心向前,然后同时向前平摆,合拢于胸前)后,迅速关闭相应闸板,此时井口工应观察井口是否关闭;如无液控设备,副司钻与井口工操作关闭手动防喷器。,二、起下管柱发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,36,6、关节流阀、试关井-----当确认已关好防喷器后,指挥者给资料员发出关闸门指令或手势(左臂平伸,右手向下顺时针划半圈),资料员关节流阀时观察井口套压是否达到最大允许关井套压,再关平板阀。当套压达到最大允许关井套压值时,保持适当压力,节流放喷; 7、看套(油)管压力----一般关井后10至15分钟,待压力稳定、井内压力达到平衡后,应录取以下资料a、关井套管压力; b、关井油管压力;c、修井液返出量、密度;溢流解除(三短鸣报警)。,二、起下管柱发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,37,1、发信号---当发现井喷预兆后,迅速通知司钻, 司钻立即发出信号,现场值班干部负责全面指挥; 2、停止钻、冲、铣作业----司钻发出信号同时,停泵,停止钻、冲、铣作业; 3、抢提油管及抢装旋塞-----司钻上提油管,使第二根油管本体出自封面0.5米左右,井口工扣好吊卡。如使用单闸板全封,需拆自封,座悬挂器,待关防喷器; 4、开平板阀-----资料员接到指令或手势(左臂向左平伸)迅速打开平板阀打开后,给指挥者以明确的手势报告闸门已开启(平板阀打开时必须全开,关闭时必须关死);,三、钻、冲、磨铣等施工发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,38,5、关防喷器、关旋塞阀----如有液控防喷器设备,副司钻迅速 就位于远程控制台前,待命关井并做好下列三项检查:Ⅰ、电源开关是否在自动位置;Ⅱ、各油压是否正常;Ⅲ、各闸门、各手柄是否处于正常状态。当得到关井指令或手势(双臂向两侧平举呈一直线,五指伸开,手心向前,然后同时向前平摆,合拢于胸前)后,迅速关闭相应闸板,此时井口工岗应观察井口是否关闭,然后关闭悬塞阀;如无液控防 喷器设备,副司钻关闭全封闸板后,井口工(一、二岗或内外钳)一起操作关闭左右半封闸板,最后关闭旋塞阀;,三、钻、冲、磨铣等施工发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,39,6、关节流阀、试关井----当确认已关好防喷器后,指挥者给资料岗发出关闸门指令或手势(左臂平伸,右手向下顺时针划半圈),资料员关节流阀时观察井口套压是否达到最大允许关井套压,再关平板阀。当套压达到最大允许关井套压值时,保持适当压力,节流放喷; 7、看套(油)管压力-----一般关井后10至15分钟,待压力稳定、井内压力达到平衡后,应录取以下资料a、关井套管压力; b、关井油管压力;c、修井液返出量、密度;溢流解除(三短鸣报警)。,三、钻、冲、磨铣等施工发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,40,1、发信号--当发现井喷预兆后,迅速通知司钻,司钻立即发出信号,现场值班干部负责全面 指挥; 2、停止其它作业----迅速关掉除液控制台的其它电源; 3、以控制井口为目的,不要求抢下管柱; 4、开平板阀--资料员接到指令或手势(左臂向左平伸)迅速打开平板阀,打开后,给指挥者以明确的手势报告闸门已开启(平板阀打开时必须全开,关闭时必须死);,四、空井发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,41,5、关防喷器---如有液控防喷器设备,副司钻迅速就位于远程控制台前,待命关井并做好下列三项检查:Ⅰ、电源开关是否在自动位置;Ⅱ、各油压是否正常;Ⅲ、各闸门、各手柄是否处于正常状态。当得到关井指令或手势(双臂向两侧平举呈一直线,五指伸开,手心向前,然后同时向前平摆,合拢于胸前)后,迅速关闭全封封井,此时井口工应观察井口是否关闭;如无液控防喷器设备,副司钻关闭全封闸板后,井口工(一、二岗或内外钳)一起操作关闭左右半封闸板;,四、空井发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,42,6、关节流阀、试关井---当确认已关好防喷器后,指挥者给资料员发出关闸门指令或手势(左臂平伸,右手向下顺时针划半圈),资料员关节流阀时观察井口套压是否达到最大允许关井套压,再关平板阀。当套压达到最大允许关井套压值时,保持适当压力,节流放喷; 7、看套(油)管压力---一般关井后10至15分钟,待压力稳定、井内压力达到平衡后,应录取以下资料a、关井套管压力; b、关井油管压力;c、修井液返出量、密度;溢流解除(三短鸣报警)。,四、空井发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,43,起、下抽油杆时,在井口大四通上安装抽油杆防喷器(有抽油杆扶正器时必须使用);无抽油杆防喷器且抽油杆柱无扶正器时,井口大四通上必须安装上法兰和总闸门。,五、起下抽油杆发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,44,1、发信号---当发现溢流后,迅速通知司钻,司钻立即发出信号,现场值班干部负责全面指挥; 2、停止起下杆作业---抽油(空心)杆在刚对扣(或卸扣)时,井口工应迅速将其卸下,放至抽油杆桥; 3、抢装(用)防喷装置---未安装抽油杆防喷器的井,井口操作人员及场地工(三岗)抢下抽油杆、(紧急情况把抽油杆丢入泵内),抢装抽油杆防喷盒。安装有抽油杆防喷器时,场地工负责用手压泵给防喷器开始供油。,五、起下抽油杆发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,45,4、开平板阀---资料员接到指令或手势(左臂向左平伸)迅速打开平板阀,打开后,给指挥者以明确的手势报告闸门已开启(平板阀打开时必须全开,关闭时必须关死); 5、关防喷器或井口总闸门---场地工用手压泵快速供油关防喷器;或井口操作人员关抽油杆防喷盒(紧急情况把抽油杆丢入泵内时,关总闸门);,五、起下抽油杆发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,46,6、关节流阀、试关井---当确认已关好防喷器后,指挥者给资料员发出关闸门指令或手势(左臂平伸,右手向下顺时针划半圈),资料员关节流阀时观察井口套压是否达到最大允许关井套压,再关平板阀。当套压达到最大允许关井套压值时,保持适当压力,节流放喷; 7、看套(油)管压力---一般关井后10至15分钟,待压力稳定、井内压力达到平衡后,应录取以下资料a、关井套管压力; b、关井油管压力;c、修井液返出量、密度;溢流解除(三短鸣报警)。,五、起下抽油杆发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,47,安装好电缆防喷器,按照标准灌水试压合格,防喷器黄油腔内注满黄油,打开平板阀,再点火射孔。,六、电缆测试、射孔等施工发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,48,图11:电缆防喷器,第四章、各种工况下的关井程序,49,1、发信号---当发现套管出口井喷预兆后,迅速通知司钻,司钻立即发出信号,现场值班干部负责全面指挥; 2、停止电缆测试、射孔作业—副司钻或井口操作人员应迅速通知电缆车停止电缆测试、射孔作业; 3、抢压井或砸电缆----安装电缆防喷器的井,副司钻及井口工迅速进行挤压井: ①井口压力小于6MPa,将仪器起至井口附近,压井后起出仪器; ②如果井口压力在6-12 MPa之间,停止起电缆,压井后再起电缆和仪器;若使用防喷大闸门射孔,则抢砸断电缆。,六、电缆测试、射孔等施工发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,50,4、开平板阀----射孔前已打开。 5、关防喷器---采用电缆防喷器射孔的井,如果井口压力大于12MPa,应立即停止起电缆,副司钻和井口工迅速关紧电缆防喷器的电缆卡紧装置(以避免电缆和仪器落井)后,两人同时旋紧剪断手轮,剪断电缆后关闭防喷闸板,待挤压井作业后,利用电缆固定装置将留井电缆和下井仪器一同起出;采用防喷大闸门射孔的井,则直接快速关闭防喷大闸门。,六、电缆测试、射孔等施工发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,51,6、关平板阀、节流阀---当确认已关好防喷器后,指挥者给资料员发出关闸门指令或手势(左臂平伸,右手向下顺时针划半圈),资料员关节流阀时观察井口套压是否达到最大允许关井套压,再关平板阀。当套压达到最大允许关井套压值时,保持适当压力,节流放喷; 7、看套管压力----一般关井后10至15分钟,待压力稳定、井内压力达到平衡后,应录取以下资料a、关井套管压力;b、修井液返出量、密度;溢流解除(三短鸣报警)。,六、电缆测试、射孔等施工发生井喷预兆时的关井程序,第四章、各种工况下的关井程序,52,不对之处,敬请各位批评指正!,谢谢大家,
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