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上篇 井控工艺3

第1章 井控的基本概念3

1.1 井控及其相关概念3

1.1.1 井控的概念3

1.1.2 井控的分级3

1.1.3 井控相关概念4

1.2 井喷的原因及危害4

1.2.1 井喷失控的危害4

1.2.2 井喷失控原因5

1.2.3 井喷的预防6

1.3 不同类型油气藏的压力特点7

1.3.1 油气藏的分类7

1.3.2 油气藏的压力特点7

1.4 油气流动的特点8

1.4.1 天然能量驱动9

1.4.2 外力驱动11

1.5 完井方法13

1.5.1 常用完井方法13

1.5.2 其他完井方法16

第2章 井下各种压力的概念及其相互关系17

2.1 井下各种压力的概念17

2.1.1 压力的表示方法17

2.1.2 静液压力18

2.1.3 地层压力19

2.1.4 地层破裂压力19

2.1.5 井底压力20

2.1.6 井底压差20

2.1.7 循环压力损失20

2.1.8 地面压力20

2.1.9 波动压力20

2.2 井内各种压力间的相互关系21

2.2.1 静止（空井）状态21

2.2.2 循环状态21

2.2.3 起下管柱状态21

2.2.4 节流循环状态22

2.2.5 关井状态22

第3章 井控设计23

3.1 井控设计的主要依据23

3.1.1 法律法规、标准、规定等23

3.1.2 地质设计24

3.2 井下作业三项设计的井控要求24

3.2.1 地质设计井控内容24

3.2.2 工程（工艺）设计井控内容25

3.2.3 施工设计井控内容25

3.3 井控相关设计26

3.3.1 压井液设计26

3.3.2 关井最高井口压力27

3.3.3 井控设备选择27

3.4 不同作业工况的井控要求28

3.4.1 射孔测试作业井控要求28

3.4.2 起下管柱作业井控要求28

3.4.3 配合压裂施工井控要求29

3.4.4 大修作业井控要求29

3.4.5 取套（侧钻）作业井控要求30

3.4.6 气井作业井控要求30

3.4.7 油水井维护性作业井控应有的资料和措施31

3.5 井控设计应考虑的其他内容31

3.5.1 成本与安全要求31

3.5.2 后勤供应32

3.5.3 应急计划32

3.5.4 井喷失控应急措施33

3.5.5 满足井控安全的井场布置要求35

3.6 井控应急预案36

3.6.1 应急原则36

3.6.2 井控应急预案的主要内容36

3.6.3 日常应急管理的重点37

3.6.4 应急预案的演练37

3.6.5 应急实战演练的工作要求37

第4章 溢流的原因、检测与预防39

4.1 溢流的原因与预防39

4.1.1 溢流发生的必备条件39

4.1.2 溢流的原因39

4.1.3 各种作业工况下溢流的检测与预防40

4.2 溢流检查方法42

4.2.1 循环作业时42

4.2.2 起下作业时42

4.2.3 空井、测井及绳索作业时42

4.3 开井状态井内气体的膨胀和运移42

4.3.1 天然气的特点42

4.3.2 气侵的途径与方式43

4.3.3 气体运移对井筒压力的影响43

4.3.4 天然气侵入后对井内压力的影响46

4.4 关井条件下井内气体的运移49

4.4.1 关井条件下气体运移对井内压力的影响49

4.4.2 关井后天然气滑脱上升的处理50

第5章 关井方法52

5.1 关井方法52

5.1.1 不同关井方法及特点52

5.1.2 关井的注意事项52

5.2 不同作业工况下的关井程序52

5.2.1 旋转作业（钻、磨、套、铣）发现溢流时关井程序53

5.2.2 起下管柱发现溢流时关井程序53

5.2.3 空井发现溢流时关井程序54

5.2.4 电缆射孔发现溢流时关井程序54

5.2.5 起下抽油杆发现溢流时关井程序55

5.2.6 拆换井口的关井程序55

5.2.7 抽汲诱喷的关井程序56

5.2.8 剪切闸板的关井程序56

5.2.9 关井注意事项56

5.3 关井过程中各岗位职责56

第6章 常规压井58

6.1 溢流控制原理58

6.1.1 井底常压法压井原理58

6.1.2 U形管原理58

6.1.3 压井方法60

6.1.4 压井作业中的技术要求60

6.1.5 压井施工注意事项61

6.2 关井油（立）管压力的确定和关井最大允许套管压力61

6.2.1 关井油（立）管压力的确定61

6.2.2 关井最大允许套管压力的计算63

6.3 压井基本数据计算64

6.3.1 溢流的判断64

6.3.2 压井液密度的确定64

6.3.3 油管内容积、环空容积及压井液量计算65

6.3.4 注入压井液时间计算66

6.3.5 压井循环时油（立）管压力计算66

6.3.6 关（压）井套压67

6.4 二次循环法67

6.4.1 二次循环法的适用条件和优缺点67

6.4.2 二次循环法压井操作67

6.4.3 二次循环法油管压力变化规律68

6.4.4 二次循环法套压变化趋势68

6.5 一次循环法压井73

6.5.1 一次循环法的原理及特点73

6.5.2 一次循环法的操作步骤74

6.5.3 油管压力变化规律74

6.5.4 套压变化趋势75

第7章 非常规井控76

7.1 体积控制法76

7.1.1 体积控制法的特点76

7.1.2 体积控制法的原理76

7.1.3 体积控制法的适用条件76

7.1.4 体积控制法的操作77

7.2 压回法78

7.2.1 压回法的特点78

7.2.2 压回法的适用条件79

7.2.3 压回法的操作79

7.2.4 压回法压井的注意事项80

7.3 管柱离开井底压井法81

7.3.1 管柱离开井底压井法的特点82

7.3.2 管柱离开井底压井法的适用条件82

7.3.3 管柱离开井底压井法的操作82

7.4 井漏和地下井喷82

7.4.1 井漏和地下井喷压井的关键83

7.4.2 井漏和地下井喷的处理方法83

7.5 强行起下管柱作业85

7.5.1 强行起下管柱的原理（不压井作业）85

7.5.2 强行起下管柱操作步骤85

7.5.3 强行起下管柱的实施计划86

7.5.4 用环形防喷器强行起下管柱的程序86

7.5.5 用双闸板强行起下管柱的操作87

7.5.6 强行起下管柱注意事项89

7.6 带压作业89

7.6.1 带压作业的特点与原理89

7.6.2 液压式带压起下管柱装置90

第8章 常见作业的压力控制93

8.1 射孔作业93

8.1.1 做好射孔前的防喷工作93

8.1.2 射孔施工中的安全防喷工艺94

8.1.3 射孔作业中的防喷措施与注意事项95

8.1.4 射孔过程中井喷控制方法95

8.2 测试作业96

8.2.1 选择合适的压井液96

8.2.2 液垫类型的选择96

8.2.3 油管传输射孔负压值的计算97

8.2.4 施工过程中的防喷措施98

8.3 压裂（酸压）作业98

8.3.1 施工设计的安全要求98

8.3.2 施工设备的安全保障99

8.3.3 施工前管线、井口装置的试压99

8.3.4 压裂作业井控要求99

8.4 冲砂、防砂作业100

8.4.1 冲砂作业的防喷措施100

8.4.2 防砂作业的防喷措施100

8.5 检泵作业101

8.5.1 检泵作业101

8.5.2 检泵作业的井喷预防措施101

8.6 钻塞及打捞作业101

8.6.1 钻塞作业的防喷措施101

8.6.2 打捞作业的井喷预防措施102

8.7 洗井、不压井、诱喷作业102

8.7.1 洗井作业的防喷措施102

8.7.2 不压井作业的防喷措施103

8.7.3 诱喷作业的防喷措施103

第9章 井喷失控处理及井喷事故案例分析105

9.1 井喷失控处理的基本做法105

9.1.1 井喷失控处理的准备工作105

9.1.2 新井口组合的形式106

9.1.3 旧井口的拆除107

9.1.4 新井口的安装107

9.2 井控事故案例分析108

9.2.1 P3-347井喷着火事故（射孔）108

9.2.2 W46-1井井喷爆燃事故（转注）108

9.2.3 DB33-9-3井井喷事故（转层）109

9.2.4 TZ823井井喷事故（H2S）110

第10章 井控工艺实操项目112

10.1 关井112

10.1.1 准备工作112

10.1.2 操作程序112

10.1.3 考核标准112

10.2 气体在关井状态下滑脱上升的处理113

10.2.1 准备工作113

10.2.2 操作程序113

10.2.3 考核标准113

10.3 一次循环法压井114

10.3.1 准备工作114

10.3.2 压井步骤与操作114

10.3.3 考核标准114

10.4 带压起下管柱114

10.4.1 准备工作114

10.4.2 操作步骤115

10.4.3 考核标准115

10.5 压回法压井115

10.5.1 准备工作115

10.5.2 操作步骤116

10.5.3 考核标准116

下篇 井控设备119

第1章 井控设备概述119

1.1 井控设备的功用与组成119

1.1.1 井控设备的功用119

1.1.2 井控设备的组成120

1.2 防喷器的特点与组合形式121

1.2.1 手动防喷器的特点121

1.2.2 液压防喷器的特点121

1.2.3 防喷器的额定工作压力与公称通径121

1.2.4 防喷器的型号及表示方法122

1.2.5 井口防喷器组合123

第2章 环形防喷器126

2.1 环形防喷器的功用与类型126

2.1.1 环形防喷器的功用126

2.1.2 环形防喷器的类型126

2.2 环形防喷器的结构和工作原理127

2.2.1 锥形胶芯环形防喷器127

2.2.2 球形胶芯环形防喷器129

2.2.3 组合胶芯环形防喷器131

2.2.4 旋转防喷器132

2.2.5 筒状胶芯环形防喷器133

2.2.6 抽油杆防喷器135

2.3 环形防喷器技术规范与合理使用136

2.3.1 环形防喷器的技术规范136

2.3.2 环形防喷器的合理使用140

2.3.3 常见故障判断与排除方法141

第3章 闸板防喷器142

3.1 闸板防喷器的功用与类型142

3.1.1 闸板防喷器的功用142

3.1.2 闸板防喷器的类型142

3.2 闸板防喷器的结构与工作原理143

3.2.1 手动闸板防喷器143

3.2.2 液压闸板防喷器145

3.2.3 液压电缆射孔防喷器146

3.2.4 闸板防喷器的结构特点147

3.3 闸板防喷器的侧门149

3.3.1 旋转式侧门149

3.3.2 平移式侧门149

3.3.3 旋转式侧门开关守则150

3.3.4 拆换闸板的操作顺序151

3.4 机械锁紧及活塞杆的二次密封装置151

3.4.1 锁紧装置的功用及组成151

3.4.2 闸板的锁紧与解锁152

3.4.3 闸板防喷器的液压开关井操作步骤153

3.4.4 闸板防喷器的手动关井153

3.4.5 锁紧状态的判断153

3.4.6 二次密封装置155

3.5 常用闸板防喷器的闸板156

3.5.1 国产防喷器闸板结构156

3.5.2 U形闸板防喷器的闸板156

3.5.3 Hydril闸板防喷器的闸板157

3.5.4 Shaffer闸板158

3.6 闸板防喷器的技术规范与合理使用160

3.6.1 闸板防喷器的技术规范160

3.6.2 闸板防喷器的使用注意事项161

3.6.3 剪切闸板防喷器的使用注意事项162

3.6.4 故障判断与排除方法162

第4章 防喷器控制系统164

4.1 控制系统164

4.1.1 控制系统的功用与类型164

4.1.2 控制系统的工作原理166

4.2 控制系统的主要部件170

4.2.1 储能器170

4.2.2 油泵172

4.2.3 三位四通换向阀176

4.2.4 减压调压阀178

4.2.5 安全阀（溢流阀）180

4.2.6 油路旁通阀181

4.2.7 压力控制器182

4.2.8 气动压力变送器184

4.3 司钻控制台185

4.3.1 组成与原理186

4.3.2 特点187

4.3.3 主要部件187

4.4 现场调试及常见故障与处理189

4.4.1 控制系统的安装与现场调试189

4.4.2 控制系统的待命工况191

4.4.3 常见故障与处理192

第5章 井控管汇194

5.1 节流与压井管汇的功用194

5.1.1 功用194

5.1.2 主要技术参数195

5.2 节流与压井管汇的组合形式195

5.2.1 组合形式195

5.2.2 安装197

5.3 节流压井管汇的主要阀件198

5.3.1 节流阀198

5.3.2 平板阀200

5.3.3 单流阀203

5.3.4 液动节流阀控制箱203

第6章 完井井口装置209

6.1 套管头209

6.1.1 用途209

6.1.2 组成与类型209

6.1.3 规格与参数212

6.1.4 安装操作程序213

6.1.5 常见故障与处理214

6.2 采油（气）树215

6.2.1 主要作用215

6.2.2 种类215

6.2.3 主要组成216

6.2.4 最大工作压力和公称通径217

6.2.5 常用采油（气）树的技术规范217

6.2.6 采油树装置附件218

6.2.7 采油（气）树的安装与试压221

6.3 法兰与四通221

6.3.1 法兰221

6.3.2 四通225

第7章 管柱内防喷工具227

7.1 旋塞阀227

7.1.1 用途227

7.1.2 结构和工作原理227

7.1.3 使用方法及注意事项228

7.2 管柱止回阀228

7.2.1 功用、结构和原理228

7.2.2 使用与维护231

7.3 背压阀和油管堵塞器232

7.3.1 背压阀232

7.3.2 油管堵塞器232

第8章 辅助设备234

8.1 HK-3型油气井抢喷装置234

8.1.1 抢喷装置的安装及组成234

8.1.2 抢喷装置的功能和特点237

8.1.3 抢喷装置的主要技术参数237

8.1.4 抢喷装置的操作程序237

8.1.5 安全注意事项238

8.1.6 常见故障及排除239

8.2 液气分离器239

8.2.1 立式液气分离器239

8.2.2 卧式液气分离器241

8.2.3 液气分离器的安装、使用和维护242

8.3 防顶装置与加压控制装置244

8.3.1 防顶装置244

8.3.2 加压控制装置245

8.4 点火装置247

8.4.1 用途247

8.4.2 特点247

8.4.3 使用环境及参数247

8.4.4 配套组成与安装248

8.4.5 检查与调试249

8.4.6 点火操作249

8.4.7 维护和管理249

8.5 防喷管、防喷盒249

8.5.1 防喷管249

8.5.2 防喷盒250

8.5.3 使用与注意事项251

8.6 液面监测装备251

8.6.1 功用与类型251

8.6.2 结构与工作原理251

第9章 井控设备的安装与试压253

9.1 井控设备的安装253

9.1.1 井控设备的布置253

9.1.2 安装要求253

9.1.3 井控日常检查255

9.2 井控设备的试压257

9.2.1 试压目的257

9.2.2 试压介质257

9.2.3 试压标准257

9.2.4 试压设备257

9.2.5 设备送井前的试压要求260

9.2.6 试压方法260

9.2.7 试压注意事项261

第10章 井控设备操作演练262

10.1 控制台的试运转及阀件调试262

10.1.1 准备工作262

10.1.2 操作步骤262

10.1.3 考核标准262

10.2 井控设备待命工况的检查263

10.2.1 准备工作263

10.2.2 操作步骤263

10.2.3 考核标准264

10.3 开关井操作265

10.3.1 准备工作265

10.3.2 操作步骤265

10.3.3 考核标准265

参考文献266