摘要:简要介绍了司钻法、工程师法压井步骤，压井过程中最大套压的确定方法及现场压井方法的选用原则。

　　关键词：常规压井、司钻法、工程师法、最大套压

　　常规压井方法，就是当溢流发生后，能正常实施关井程序并在井底建立循环，在向井内泵入压井液过程中，始终保持井底压力略大于地层压力，完成压井作业的方法。这也是常规压井方法必须遵循的基本原则。

　　常用的压井方法有司钻法和工程师法两种。下面分别加以介绍。

　　1.司钻法压井

　　司钻法又称两步法或二次循环法,司钻法压井是分两步完成。第一步(第一循环周),用原浆循环，排除井内受侵污的钻井液;第二步(第二循环周),用压井液循环压井。

　　1.1压井的具体步骤是：

　　1.1.1 计算压井所需的基本数据

　　在进行压井之前，应首先根据关井录取到的资料进行有关计算，然后按照计算结果和设计要求进行压井。计算的数据主要有：溢流类型、地层压力、压井液密度、钻柱内容积、环空容积、所需压井液量、压井时间、初始循环立管总压力、终了循环立管总压力、最大充许关井套压等。

　　1.1.2 填写压井施工单

　　按照计算的数据填写压井施工单、绘制出立管压力控制进度曲线，作为压井施工的依据。压井施工单如图1所示。

　　图1 压井施工单

　　1.1.3 压井(如图2)

　　图2 司钻法压井示意图

　　第一步(第一循环周)：

　　基本作法是通过节流阀用原钻井液循环,调节节流阀的开启程度,控制立管压力不变，以保持在井下压力不变的条件下,将环空内受侵污的钻井液排至地面。具体步骤及操作方法如下：

　　①缓慢启动泵并打开节流阀，使套压保持关井套压不变，逐渐提高泵速至压井泵速。此过程应小于5分钟。

　　②当排量达到选定的压井排量时,保持排量不变循环。调节节流阀使立管压力等于初始循环立管总压力Pti,并在整个循环周内保持不变。如立管压力超过Pti时，应适当开大节流阀。反之，应关小节流阀。

　　应当注意，在调节节流阀的开大或关小和立管压力呈下降或上升之间，由于压力传递需要一定的时间，因此存在着一迟滞现象。其滞后时间取决于液柱传递压力的速度和井深,液柱传递压力的速度大约为300米/秒。如在井深3000米的井中,在调节节流阀后压力要经过约20秒钟才能呈现在立管压力表上。在实际施工中，开关节流阀的速度应缓慢、精心操作，避免压力猛升猛降，进而消除滞后现象的影响。

　　③环空受侵污的钻井液排空后,应停泵、关节流阀关井。此时关井套管压力应等于原关井立管压力。

　　在第一步操作过程中，应同时配制压井液，准备压井。

　　第二步(第二循环周)：

　　基本作法是通过节流阀用压井液循环，调节节流阀的开启程度，控制立管压力，以保证在井底压力不变的条件下将压井液替入井内，并在一个循环周内把井压住。具体步骤是：

　　①缓慢启动泵，并打开节流阀，控制套压等于第一步结束后的关井套压(关井立压)。

　　②当排量达到选定的压井排量时,保持排量不变循环。压井液由井口到达钻头的这段时间内，要通过调节节流阀控制套压等于关井立压不变。立管压力由初始循环立管总压力Pti降到终了循环立管总压力Ptf。也可按“立管压力控制数据表”控制。

　　③继续循环,压井液进入环空后。调节节流阀,控制立管压力等于终了循环立管总压力PTf不变，直到压井液返出地面。

　　④压井液返出地面后，停泵、关节流阀关井。检查立管压力和套管压力是否为零。

　　1.2 最大套压及套管鞋处最大承压计算

　　为保证司钻法压井作业的安全，压井前需计算压井过程中最大套压和套管鞋处所承受的最大压力值，以免套压超过井口最大安全允许压力值和压漏地层。

　　1.2.1最大套压Pamax的计算公式

　　天然气溢流司钻法压井的最大套压出现在溢流顶面到达井口时，其计算公式为：

　　Pamax=(Pb-HGm-Pw)/2+[(Pb-HGm-Pw)2+4PbhwGmTsZs/TbZb]1/2 /2

　　式中：Pamax——最大套压，MPa;

　　Gm——原钻井液静液压力梯度, MPa/m;

　　H——井深，m;

　　Pb——井底压力，MPa;

　　Pw——气柱重量压力，MPa;

　　hw——井底气柱高度，m;

　　Ts、Tb——井口、井底天然气温度，K;

　　Zs、Zb——井口、井底天然气压缩系数。

　　在近似计算时,T、Z变化的影响可忽略不计。

　　1.2.2套管鞋处最大承压计算公式

　　套管鞋处地层所受最大压力：

　　Phmax=[Pb-(H-h)Gm-Pw]/2 +{[Pb-(H-h)Gm-Pw]2+ 4PbhwGmThZh/TbZb}1/2 /2

　　式中：Phmax——套管鞋处地层所受最大压力,MPa;

　　h——套管鞋井深，m;

　　Th、Zh——分别为套管鞋处的温度和压缩系数。

　　2.工程师法压井

　　工程师压井法又称等待加重法或一次循环法。这种压井方法是溢流发生后，迅速关井，求得关井立管压力、套管压力及钻井液池增量，并算出压力井钻井液密度ρmk，然后将钻井液加重到ρmk，在一个循环周内把加重钻井液替入井内，将井压住。

　　2.1压井施工步骤：

　　2.1.1计算压井基本数据，配制压井液;

　　见司钻法1.1.1内容。

　　2.1.2填写压井施工单;

　　见司钻法1.1.2内容。

　　2.1.3压井(如图3)。

　　图3 工程师法压井示意图

　　压井的基本作法仍是通过调节节流阀的开启程度，控制立管压力，保持井底压力不变的原则下，用压井液循环压井。具体步骤及操作方法是：

　　①缓慢启动泵并打开节流阀，使套压等于关井时的套压值。当排量达到选定的排量时，保持排量不变，调节节流阀的开启程度使立管压力等于初始循环立管总压力。

　　②压井液由地面到达钻头的这段时间内，通过调节节流阀控制立管压力，使其按照“立管压力控制表”变化，即由初始循环立管总压力降到终了循环立管总压力。

　　③继续循环，压井液在环形空间上返，调节节流阀，使立管压力保持终了循环立管总压力不变，当压井液到达地面后，停泵、关节流阀关井。检查套管和立管压力是否为零，若为零说明压井成功。

　　采用工程师法压井时，立压和套压的变化规律如图3所示,立压的变化相当于司钻法第二循环周。

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