井下作业技术、管理人员井控技术PDF电子书下载

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