1、 溢流的原因溢流的原因 例：例：已知套管尺寸為已知套管尺寸為77作業(yè)流體為作業(yè)流體為1.325g/cm1.325g/cm3 3鹽水井液，由于管柱堵死，鹽水井液，由于管柱堵死， 進行濕起，求起出進行濕起，求起出5 5柱柱27/827/8油管（每柱油管（每柱27.9m)27.9m)后井底壓力降。后井底壓力降。 解：油管濕起下的排代系數(shù)為：解：油管濕起下的排代系數(shù)為：C C油管 油管=CD =CD2 2油 油/2=(27/8) /2=(27/8)2 2/2=4.13(m/2=4.13(m3 3/k/k） 柱油管總體積為：柱油管總體積為：（ ） ） 液面下降為：液面下降為：. .（）（） 井底壓力將為

2、井底壓力將為. . . . . . . . . 沒有保持壓井液充滿井眼沒有保持壓井液充滿井眼1 液柱壓力液柱壓力油層壓力，地層流體將流入井內，發(fā)油層壓力，地層流體將流入井內，發(fā) 生溢流。生溢流。 起管柱時，油管的體積從井內起出，井內液柱起管柱時，油管的體積從井內起出，井內液柱 壓力下降，如果不及時補充壓井液，當?shù)陀诘貙訅毫ο陆担绻患皶r補充壓井液，當?shù)陀诘貙?壓力時，將發(fā)生溢流。壓力時，將發(fā)生溢流。 目前起管有：目前起管有：干起、濕起兩種干起、濕起兩種 井漏井漏2 當井底壓力地層壓力，就要發(fā)生井漏當井底壓力地層壓力，就要發(fā)生井漏 井漏使井液柱高度和壓力都降低，當井底壓力地層壓井漏使井液柱高度

3、和壓力都降低，當井底壓力地層壓 力，溢流將發(fā)生。力，溢流將發(fā)生。 井漏原因：壓井液密度過高，壓力波動大，疏松地層。井漏原因：壓井液密度過高，壓力波動大，疏松地層。 壓井液密度過高時。要采取向井內灌入適量的低密壓井液密度過高時。要采取向井內灌入適量的低密 度井液來減少液柱壓力。度井液來減少液柱壓力。 反循環(huán)壓井時，由于摩擦阻力井底壓力將增加，當反循環(huán)壓井時，由于摩擦阻力井底壓力將增加，當 量循環(huán)密度可能會很大，會導致井漏。這時要低泵速，量循環(huán)密度可能會很大，會導致井漏。這時要低泵速， 降低井底壓力。降低井底壓力。 波動壓力過高波動壓力過高,也會導致井漏。施工時通過控制下鉆速也會導致井漏。施工時通

4、過控制下鉆速 度來減少波動壓力。度來減少波動壓力。 地層膠結性差，疏松異常低壓沙巖的破裂壓力梯地層膠結性差，疏松異常低壓沙巖的破裂壓力梯 度通常較低。度通常較低。 抽吸抽吸3 抽吸是降低井底壓力的。如果抽吸是降低井底壓力的。如果 壓力過大就會造成井下欠平衡，導致溢流出壓力過大就會造成井下欠平衡，導致溢流出 現(xiàn)。現(xiàn)。 主要是起管柱速度過快或井液流體性能太差主要是起管柱速度過快或井液流體性能太差 。修井作業(yè)起下管一定要控制速度，尤其。修井作業(yè)起下管一定要控制速度，尤其大大 直徑直徑工具。工具。 它是指井底壓力小于地層壓力的現(xiàn)象。它是指井底壓力小于地層壓力的現(xiàn)象。 原因：原因： 油氣水置換層間的井液

5、。油氣水置換層間的井液。 氣體從層間向上滲透滑脫。氣體從層間向上滲透滑脫。 異常高壓層的影響。異常高壓層的影響。 4 欠平衡欠平衡 地地面設備和井下設備。面設備和井下設備。 井下設備如油管、套管使用時間井下設備如油管、套管使用時間 長被腐蝕、磨損等原因出現(xiàn)失效長被腐蝕、磨損等原因出現(xiàn)失效 ，引起意外的流體和壓力圈閉。，引起意外的流體和壓力圈閉。 5 機械故障機械故障 生產(chǎn)井作業(yè)時，地層流體被圈閉在井下工具之中或之下生產(chǎn)井作業(yè)時，地層流體被圈閉在井下工具之中或之下 為圈閉壓力。為圈閉壓力。 流體易于圈閉的地方一是油管內部，由于油管關閉或流體易于圈閉的地方一是油管內部，由于油管關閉或 堵塞，油管內

6、圈閉地層流體。另一個易于圈閉地層流堵塞，油管內圈閉地層流體。另一個易于圈閉地層流 體的地方是封隔器下面的環(huán)空，第三是橋塞下面或水體的地方是封隔器下面的環(huán)空，第三是橋塞下面或水 泥塞下面，圈閉流體的多少取決于橋塞與封隔地層之泥塞下面，圈閉流體的多少取決于橋塞與封隔地層之 間的距離。因此，井下工具距射孔段越近，越減少圈間的距離。因此，井下工具距射孔段越近，越減少圈 閉流體的量。閉流體的量。 6 圈閉壓力圈閉壓力 溢流的預兆溢流的預兆 循環(huán)時油氣水侵循環(huán)時油氣水侵 起下鉆灌漿量不對起下鉆灌漿量不對 循環(huán)泵壓下降循環(huán)泵壓下降 （泵壓是液柱壓力和摩阻的函數(shù)，溢流進入井筒，液柱壓力將（泵壓是液柱壓力和摩阻

7、的函數(shù)，溢流進入井筒，液柱壓力將 下降、導致泵壓下降、泵速則上升下降、導致泵壓下降、泵速則上升 循環(huán)時返流管線溫度升高循環(huán)時返流管線溫度升高 鉆、磨、銑、沖砂作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)可能鉆、磨、銑、沖砂作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)可能 信號，應及時進行檢查并確認原因：信號，應及時進行檢查并確認原因： 循環(huán)池液面增加。循環(huán)池液面增加。 返出速度增加。返出速度增加。 停泵時井口井涌。停泵時井口井涌。 地面壓力有顯示。地面壓力有顯示。 鉆、磨、銑、沖砂作業(yè)，一旦發(fā)現(xiàn)絕對鉆、磨、銑、沖砂作業(yè)，一旦發(fā)現(xiàn)絕對 溢流信號，必須立即按關井程序關井溢流信號，必須立即按關井程序關井 起下管作業(yè)時灌漿量與油管體積不符。起下管作業(yè)時灌漿量與

8、油管體積不符。 起管作業(yè)時返出的量與油管體積不符起管作業(yè)時返出的量與油管體積不符 停止起下作業(yè)井口井液外溢。停止起下作業(yè)井口井液外溢。 水井起下管放噴管線出口溢流量變化。水井起下管放噴管線出口溢流量變化。 起下管作業(yè)，一旦發(fā)現(xiàn)溢流信號，必須起下管作業(yè)，一旦發(fā)現(xiàn)溢流信號，必須 立即按關井程序關井立即按關井程序關井 溢流的預防溢流的預防 1 1、施工前準備工作、施工前準備工作 （1 1）檢查井眼狀況。（）檢查井眼狀況。（2 2）準備好灌注工作（）準備好灌注工作（3 3）準備好起管記錄）準備好起管記錄 （4 4）準備好安全閥及內防噴工具。）準備好安全閥及內防噴工具。 2 2、起管井控措施、起管井控措

9、施 （1 1）連續(xù)灌注設備（灌液罐其他泵入設備連續(xù)灌注）連續(xù)灌注設備（灌液罐其他泵入設備連續(xù)灌注） （2 2）確定計量灌注量。）確定計量灌注量。 （3 3）溢流檢查（停泵觀察井口情況）溢流檢查（停泵觀察井口情況） （4 4）控制起管速度。）控制起管速度。 （5 5）起管中止（裝安全閥或旋塞）起管中止（裝安全閥或旋塞） （6 6）起管完）起管完 3 3、下管井控措施、下管井控措施 （1 1）計量排出液量。（）計量排出液量。（2 2）控制下管速度。）控制下管速度。 起下管預防溢流措施起下管預防溢流措施 1 1、嚴格執(zhí)行施工設計的井液密度值。、嚴格執(zhí)行施工設計的井液密度值。 2 2、及時發(fā)現(xiàn)地層壓力

10、變化并相應調整井液密度。、及時發(fā)現(xiàn)地層壓力變化并相應調整井液密度。 3 3、及時處理井漏等復雜問題。、及時處理井漏等復雜問題。 4 4、發(fā)現(xiàn)下列井侵現(xiàn)象時，及時進行溢流檢查：、發(fā)現(xiàn)下列井侵現(xiàn)象時，及時進行溢流檢查： 返流速度升高返流速度升高 循環(huán)池液面升高循環(huán)池液面升高 泵壓下降或泵沖增加泵壓下降或泵沖增加 循環(huán)時預防溢流措施循環(huán)時預防溢流措施 1 1、電纜繩索作業(yè)：、電纜繩索作業(yè)： 控制起下速度控制起下速度 2 2、空井筒時：、空井筒時： （1 1）停止作業(yè)時應有專人監(jiān)視井口，發(fā)現(xiàn)溢流預兆及時處理。）停止作業(yè)時應有專人監(jiān)視井口，發(fā)現(xiàn)溢流預兆及時處理。 （2 2）長期空井時應關井。）長期空井時

11、應關井。 3 3、電纜射孔溢流處理：、電纜射孔溢流處理： 點火后上提電纜，若上提速度小于井筒液柱上頂速度（即電纜產(chǎn)點火后上提電纜，若上提速度小于井筒液柱上頂速度（即電纜產(chǎn) 生堆積、打扭），生堆積、打扭）， 則由作業(yè)隊值班干部下令，迅速切斷電纜，關則由作業(yè)隊值班干部下令，迅速切斷電纜，關 防噴裝置，并在防噴裝置上裝好相防噴裝置，并在防噴裝置上裝好相 應級別的采油閘門，觀察壓力應級別的采油閘門，觀察壓力 和溢流情況，能進流程則進流程生產(chǎn)。和溢流情況，能進流程則進流程生產(chǎn)。 其它作業(yè)預防溢流措施其它作業(yè)預防溢流措施 氣體的運移氣體的運移 （一）氣體的膨脹性（一）氣體的膨脹性 氣體具有可壓縮性或膨脹性

12、，受壓力增大，體積變小，受壓減小，氣體具有可壓縮性或膨脹性，受壓力增大，體積變小，受壓減小， 體積增加。其特征可由公式描述：體積增加。其特征可由公式描述： PV=ZnRTPV=ZnRT P P1 1V V1 1/Z/Z1 1T T1 1= P= P2 2V V2 2/Z/Z2 2T T2 2=常數(shù)常數(shù) P-P-氣體所受到的壓力氣體所受到的壓力 V-V-氣體的體積氣體的體積 n-n-氣體的物質質量，氣體的物質質量，molmol R- R-氣體常數(shù)氣體常數(shù) T-T-氣體的溫度氣體的溫度 Z-Z-氣體的壓縮系數(shù)氣體的壓縮系數(shù) 若不考慮氣體的壓縮系數(shù)及溫度的變化，則玻意耳若不考慮氣體的壓縮系數(shù)及溫度的

13、變化，則玻意耳- -馬略特定律：馬略特定律： P P1 1V V1 1= P= P2 2V V2 2 即氣體壓力增加 即氣體壓力增加1 1倍，體積減少倍，體積減少1 1倍，反之，氣體壓力減少倍，反之，氣體壓力減少1 1倍，體積倍，體積 增加增加1 1倍。倍。 （二）氣體溢流對井內壓力的影響（二）氣體溢流對井內壓力的影響 1 1、氣侵對液柱壓力、氣侵對液柱壓力PmPm的影響的影響 氣體進入井液后，以游離狀態(tài)氣體進入井液后，以游離狀態(tài)- -微小氣泡吸附井液的顆粒表面，隨微小氣泡吸附井液的顆粒表面，隨 井液循環(huán)上升，由于氣體是可壓縮的，氣泡在上升過程中，所處井液循環(huán)上升，由于氣體是可壓縮的，氣泡在上

14、升過程中，所處 的壓力不斷減少，體積就增大，可見氣侵井液的密度在不同深度的壓力不斷減少，體積就增大，可見氣侵井液的密度在不同深度 是不同的，但即使返出的井液氣侵很嚴重，出現(xiàn)很多氣泡，密度是不同的，但即使返出的井液氣侵很嚴重，出現(xiàn)很多氣泡，密度 降低很多，但井底液柱壓力的減少并不大。降低很多，但井底液柱壓力的減少并不大。 以上分析來看，僅僅氣侵，井底液柱壓力的減少是非常有限的，以上分析來看，僅僅氣侵，井底液柱壓力的減少是非常有限的， 采取有效的除氣措施，不讓氣侵的液體重新入井，保證泵入的井采取有效的除氣措施，不讓氣侵的液體重新入井，保證泵入的井 液保持原有的密度，就不會井噴出現(xiàn)。反則，井底壓力將

15、不斷下液保持原有的密度，就不會井噴出現(xiàn)。反則，井底壓力將不斷下 降，最終失去平衡，導致井噴。降，最終失去平衡，導致井噴。 2 2、井下聚集有氣柱時，造成井液自動外溢和井噴的條件、井下聚集有氣柱時，造成井液自動外溢和井噴的條件 侵入井底的氣體不是均勻分布，而是生產(chǎn)聚集現(xiàn)象，形成氣柱。在侵入井底的氣體不是均勻分布，而是生產(chǎn)聚集現(xiàn)象，形成氣柱。在 井中上升或被循環(huán)的井液推動上行時體積會大大膨脹。當接近地表井中上升或被循環(huán)的井液推動上行時體積會大大膨脹。當接近地表 時膨速增加。時膨速增加。一般在起管柱可能由于抽吸以及長時間停止循環(huán)或在一般在起管柱可能由于抽吸以及長時間停止循環(huán)或在 下管柱循環(huán)時上行循環(huán)

16、時氣體膨脹，下管柱循環(huán)時上行循環(huán)時氣體膨脹，當達到某當達到某井深就會發(fā)生井噴井深就會發(fā)生井噴。 3 3、關井時，氣侵井液對作用在井筒（從井底到井口）壓力的影響、關井時，氣侵井液對作用在井筒（從井底到井口）壓力的影響 受氣侵的井關井后，環(huán)形空間時不穩(wěn)定的，氣體將滑脫上升，穿過受氣侵的井關井后，環(huán)形空間時不穩(wěn)定的，氣體將滑脫上升，穿過 井液在井口聚集，造成過高的井底壓力。若氣體不膨脹，上升過程井液在井口聚集，造成過高的井底壓力。若氣體不膨脹，上升過程 其壓力不變化，這就使得天然氣的壓力在上升過程中也不變化，當其壓力不變化，這就使得天然氣的壓力在上升過程中也不變化，當 升到地面時，將作用于整個井筒。

17、升到地面時，將作用于整個井筒。 因此：關井時，井口裝置必須有足夠高的工作壓力。不要長時間關井因此：關井時，井口裝置必須有足夠高的工作壓力。不要長時間關井 而不循環(huán)，氣侵井液循環(huán)出井，允許氣體膨脹。而不循環(huán)，氣侵井液循環(huán)出井，允許氣體膨脹。 （三）氣體滑脫速度的計算（三）氣體滑脫速度的計算 1 1、天然氣上升速度的計算、天然氣上升速度的計算 在關井條件下，天然氣在環(huán)空的上升速度可通過套壓的升高值來計算，在關井條件下，天然氣在環(huán)空的上升速度可通過套壓的升高值來計算，天燃天燃 氣在環(huán)空中不能膨脹，壓力保持不變，關井套壓力的升高值，就是氣泡上面氣在環(huán)空中不能膨脹，壓力保持不變，關井套壓力的升高值，就是

18、氣泡上面 液柱壓力的減少值，液柱壓力的減少值，因此天然氣的上穿速度可用下公式計算：因此天然氣的上穿速度可用下公式計算： UgUg =102(P =102(Pa2 a2-P -Pa1 a1)/P )/Pm m(t (t2 2-t -t1 1) ) Ug- Ug-天然氣柱上升的速度，天然氣柱上升的速度，m/hm/h P Pa2 a2- -關井后 關井后t t2 2時間的套壓，時間的套壓，MPaMPa P Pa1 a1- -關井后 關井后t t1 1時間的套壓，時間的套壓，MPa MPa P Pm m - -井液密度，井液密度，g/cmg/cm3 3 2 2、天然氣滑脫上升的處理、天然氣滑脫上升的處理 專人密切監(jiān)視井口壓力，若接近或超過最大允許關井套壓，必須適當放壓。專人密切監(jiān)視井口壓力，若接近或超過最大允許關井套壓，必須適當放壓。 釋放的