[发明专利]一种气体钻井井喷后的压井方法

摘要

一种气体钻井井喷后的压井方法，包括以下步骤：安装常规钻井泵和节流管汇；将另一调压泵接入节流管汇阀门；计算最大井口许用压力；通过接入节流管汇的调压泵和节流阀调节井口压力至最大井口许用压力；打开钻井泵压井；记录压井液到达钻头时间和其后产生的环空静液柱压力；判断节流阀处压力与静液柱压力之和与地层压力关系，决定进行节流压力调节或重新压井设计。该方法适于井内完全无钻井液的工况，有效解决了压井初始阶段节流纯气体困难的问题，进而能加快井筒环空内压井液静液柱压力的建立，从而尽快压井成功。本发明所述方法不需特殊设备，操作较易，适合现场应用。

主权项

1.一种气体钻井井喷后的压井方法，其特征在于，包括：(1)拆除气体钻井空压机及其管线，在钻柱和井口四通之间接入钻井循环系统，该钻井循环系统包括钻井泵、节流管汇、节流阀、气液分离器、振动筛、真空除气器、泥浆池和连接管线，其中，所述钻井循环系统的流程为：将常规钻井泵连接泥浆池和井口钻具，钻井泵将泥浆池中的钻井液泵入钻具，经过井底钻头后携带地层气体进入环空，由于井口防喷器组关闭，环空中的气液两相流通过四通进入节流管汇，气液两相流经节流阀节流后进入气液分离器，之后经过振动筛和真空除气器的处理后钻井液进入泥浆池；同时在节流管汇泥浆池之间接入调压系统，所述调压系统通过高压软管接入节流管汇上的阀门和调压泵，所述调压系统的流程为：将调压泵通过高压软管连接泥浆池和节流管汇，调压泵泵入的钻井液与第一路循环中四通流出的流体一起流入节流管汇，并经过节流阀节流，进入气液分离器，完成和第一路循环流程相同的过程进入泥浆池；(2)根据最大井口许用压力，开启节流管汇上的阀门和调压泵，并逐步提高其排量，直至节流阀处压力达到最大井口许用压力，其中，所述最大井口许用压力需满足：井内压力不超过套管抗内压强度的80％，井口压力不得超过防喷器组工作压力，且压井过程中不可压裂套管鞋处裸露地层，所述最大井口许用压力计算公式采用：p_amax＝Min{p_bop,0.8×p_casing,p_af}，式中：p_amax为最大井口许用压力；p_bop为井口防喷器压力；p_casing为套管抗内压强度；p_af为套管鞋破裂时井口的压力；其中，井口防喷器压力和套管抗内压强度为已知，套管鞋处地层破裂时井口压力的求取通过如下公式：式中：P_af为套管鞋破裂时井口的压力，单位Pa；H_shoe为套管鞋深度，单位m；f为气体的流动摩阻系数；P_f为地层破裂压力，单位Pa；ρ_g为气体密度，单位kg/m³；g为重力加速度，单位m/s²；v_g为气体流速，单位m/s；d_e为环空当量直径，单位m；(3)保持接入调压泵的排量不变，打开钻井循环系统的钻井泵，调节钻井泵的排量至正常钻井时钻井液排量的一半，泵入的压井液进入钻杆，开始计时，并计算压井液开始到达井底的时间，其中，钻井液到达钻头时间的计算公式采用：式中：d为钻杆内径，单位m；H为井深，单位m；Q₁为正常钻井时排量，单位m³/s；(4)计算压井液进入环空的体积，并得到压井液在环空产生的静液柱压力，其中，压井液在环空产生的静液柱压力的计算公式为：式中：p_m为压井液静液柱压力，单位Pa；D为井眼尺寸，单位m；ρ为压井液密度，单位kg/m³；(5)计算节流阀处的压力与环空压井液的静液柱压力之和，如二者之和达到地层压力，则通过节流阀和调压泵逐步降低节流阀处压力，保持单位时间内节流阀处压力降低值满足：直到节流阀处压力由p_amax线性降低到0，压井完成；若二者之和尚未达到地层压力，则需要重新加重压井液或提高钻井排量，继续循环压井作业直至节流阀处的压力与环空压井液的静液柱压力之和达到地层压力。