1.一種氣體鉆井井噴后的壓井方法,其特征在于,包括:
(1)拆除氣體鉆井空壓機及其管線,在鉆柱和井口四通之間接入鉆井循環系統,該鉆井
循環系統包括鉆井泵、節流管匯、節流閥、氣液分離器、振動篩、真空除氣器、泥漿池和連接
管線,其中,所述鉆井循環系統的流程為:將常規鉆井泵連接泥漿池和井口鉆具,鉆井泵將
泥漿池中的鉆井液泵入鉆具,經過井底鉆頭后攜帶地層氣體進入環空,由于井口防噴器組
關閉,環空中的氣液兩相流通過四通進入節流管匯,氣液兩相流經節流閥節流后進入氣液
分離器,之后經過振動篩和真空除氣器的處理后鉆井液進入泥漿池;同時在節流管匯泥漿
池之間接入調壓系統,所述調壓系統通過高壓軟管接入節流管匯上的閥門和調壓泵,所述
調壓系統的流程為:將調壓泵通過高壓軟管連接泥漿池和節流管匯,調壓泵泵入的鉆井液
與第一路循環中四通流出的流體一起流入節流管匯,并經過節流閥節流,進入氣液分離器,
完成和第一路循環流程相同的過程進入泥漿池;
(2)根據最大井口許用壓力,開啟節流管匯上的閥門和調壓泵,并逐步提高其排量,直
至節流閥處壓力達到最大井口許用壓力,其中,所述最大井口許用壓力需滿足:井內壓力不
超過套管抗內壓強度的80%,井口壓力不得超過防噴器組工作壓力,且壓井過程中不可壓
裂套管鞋處裸露地層,所述最大井口許用壓力計算公式采用:p
amax=Min{p
bop,0.8×p
casing,
p
af},式中:p
amax為最大井口許用壓力;p
bop為井口防噴器壓力;p
casing為套管抗內壓強度;p
af為套管鞋破裂時井口的壓力;其中,井口防噴器壓力和套管抗內壓強度為已知,套管鞋處地
層破裂時井口壓力的求取通過如下公式:
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式中:P
af為套管鞋破
裂時井口的壓力,單位Pa;H
shoe為套管鞋深度,單位m;f為氣體的流動摩阻系數;P
f為地層破
裂壓力,單位Pa;ρ
g為氣體密度,單位kg/m
3;g為重力加速度,單位m/s
2;v
g為氣體流速,單位
m/s;d
e為環空當量直徑,單位m;
(3)保持接入調壓泵的排量不變,打開鉆井循環系統的鉆井泵,調節鉆井泵的排量至正
常鉆井時鉆井液排量的一半,泵入的壓井液進入鉆桿,開始計時,并計算壓井液開始到達井
底的時間,其中,鉆井液到達鉆頭時間的計算公式采用:
![]()
式中:d為鉆桿內徑,單
位m;H為井深,單位m;Q
1為正常鉆井時排量,單位m
3/s;
(4)計算壓井液進入環空的體積,并得到壓井液在環空產生的靜液柱壓力,其中,壓井
液在環空產生的靜液柱壓力的計算公式為:
![]()
式中:p
m為壓井液靜液柱壓
力,單位Pa;D為井眼尺寸,單位m;ρ為壓井液密度,單位kg/m
3;
(5)計算節流閥處的壓力與環空壓井液的靜液柱壓力之和,如二者之和達到地層壓力,
則通過節流閥和調壓泵逐步降低節流閥處壓力,保持單位時間內節流閥處壓力降低值滿
足:
![]()
直到節流閥處壓力由p
amax線性降低到0,壓井完成;若二者之和尚未達
到地層壓力,則需要重新加重壓井液或提高鉆井排量,繼續循環壓井作業直至節流閥處的
壓力與環空壓井液的靜液柱壓力之和達到地層壓力。