井控技術(shù)氣侵與溢流培訓(xùn)教材

1、井控技術(shù)氣侵與溢流培訓(xùn)教材1、溢流的原因與預(yù)防當(dāng)由于各種因素的影響造成底壓力小于地層壓力時(shí)，將 會(huì)產(chǎn)生井侵與溢流。溢流井噴發(fā)生的原因可以概括為 14 個(gè) 方面：（1）起鉆抽吸，造成誘噴。（2）起鉆不灌鉆井液或沒(méi)有灌滿。（3）不能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)溢流。（4）發(fā)現(xiàn)溢流后處理措施不當(dāng)。比如，有的井發(fā)現(xiàn)溢 流后不是及時(shí)正確地關(guān)井，而是繼續(xù)循環(huán)觀察，致使氣侵段 鉆井液或氣柱迅速上移，再想關(guān)井，為時(shí)已晚。（5）井口不安裝防噴器。井口不安裝防噴器主要是認(rèn) 識(shí)上的片面性：其一，實(shí)行口井大承包后，片面追求節(jié)省鉆井成本，想盡量少地投入鉆井設(shè)備，少占用設(shè)備折舊；其二，認(rèn)為地層壓力系數(shù)低，不會(huì)發(fā)生井噴，用不著安裝防噴器

2、；其三，井控裝備配套數(shù)量不足，配有的防噴器只 能保證重點(diǎn)探井和特殊工藝井；其四，認(rèn)為幾百米的淺井幾 天就打完了，用不著安裝防噴器。（6）井控設(shè)備的安裝及試壓不符合石油與天然氣鉆 井井控技術(shù)規(guī)定的要求。比如：放噴管線、鉆井液回收管 線、內(nèi)控管線各部位的連接不是法蘭絲扣連接，而是現(xiàn)場(chǎng)低 質(zhì)量的焊接；連接管線的尺寸、壁厚、鋼級(jí)不合要求。彎頭 不是專用的鑄鋼件，彎頭小于 90 度；放噴管線不用水泥基 墩固定，或是雖然固定了但間隔太遠(yuǎn) ; 放噴管線沒(méi)有接出井 場(chǎng)，管線長(zhǎng)度不夠；防噴器及節(jié)流管匯各部件沒(méi)有按規(guī)定的 標(biāo)準(zhǔn)試壓，各部件的閥門(mén)出現(xiàn)問(wèn)題最多，有的打不開(kāi)，有的 關(guān)不上，有的刺漏 ; 防噴器不安裝手動(dòng)

3、操縱桿，不安裝灌鉆 井液管線，而是把高壓內(nèi)控管線當(dāng)作灌鉆井液管線使用；井 口套管接箍上面的雙公升高短節(jié)絲扣不規(guī)范，造成刺漏；防 噴器與井口安裝不正、關(guān)并時(shí)閘板推不嚴(yán)，造成刺漏；防噴 器橡膠件老化，不能承受額定壓力；控制系統(tǒng)儲(chǔ)能器至防噴 器的液壓油管線安裝不規(guī)范，漏油；儲(chǔ)能裝置控制系統(tǒng)擺放 位置不合要求等。（ 7）井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。表層套管下的深度不夠， 技術(shù)套管下的深度又靠后，當(dāng)鉆到下部地層遇有異常壓力而 關(guān)井時(shí)，在表層套管鞋外憋漏，鉆井液竄至井場(chǎng)地表，無(wú)法 實(shí)施有效關(guān)井。還有的井應(yīng)該在打開(kāi)油氣層前實(shí)施先期完 成，可往往設(shè)計(jì)上卻是后期完成，給井控工作帶來(lái)了麻煩。（ 8）對(duì)淺氣層的危害性缺乏足

4、夠的認(rèn)識(shí)。許多人認(rèn)為 淺氣層井淺，最多幾百米深，地層壓力低，不會(huì)惹麻煩。而 實(shí)際上，井越淺，平衡地層壓力的鉆井液柱壓力也越小，一 但失去平衡，淺層的油氣上竄速度很快，時(shí)間很短就能到達(dá) 井口，很容易讓人措手不及。而且淺氣層發(fā)生井涌井噴，多 是在沒(méi)有下技術(shù)套管的井，即使關(guān)上井，很容易在上部淺層 或表層套管鞋處憋漏。所以，淺氣層的危害性必須引起人們 的重視，要從井身結(jié)構(gòu)和一次控制上下功夫。（9）地質(zhì)設(shè)計(jì)未能提供準(zhǔn)確的地層孔隙壓力資料，造 成使用的鉆井液密度低于地層孔隙壓力。（ 10）空井時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，又無(wú)人觀察井口。空井時(shí)間過(guò)長(zhǎng)般都是由于起完鉆后修理設(shè)備或是等技術(shù)措施。由于長(zhǎng)時(shí)間空井不能循環(huán)鉆井液，造成

5、氣體有足夠的時(shí)間向上滑脫運(yùn)移。當(dāng)運(yùn)移到井口時(shí)已來(lái)不及下鉆，此種情況下關(guān)閘板防噴 器不起作用，關(guān)環(huán)形防噴器要么沒(méi)有安裝，要么膠芯失效， 往往造成井噴失控。（11）鉆遇漏失層段發(fā)生井漏未能及時(shí)處理或處理措施 不當(dāng)。發(fā)生井漏以后，鉆井液液柱壓力降低，當(dāng)液柱壓力低 于地層孔隙壓力時(shí)就會(huì)發(fā)生井侵、井涌乃至井噴。（12）相鄰注水井不停注或未減壓。這種情況多發(fā)生在 老油田、老油區(qū)打調(diào)整井的情況。由于油田經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā) 注水，地層壓力已不是原始的地層壓力，尤其是遇到高壓封 閉區(qū)塊，它的壓力往往大大高于原始的地層壓力。如果采油 廠考慮原油產(chǎn)量，不愿意停掉相鄰的注水井，或是停注但不 泄壓，往往造成鉆井的復(fù)雜情況發(fā)

6、生。（ 13）鉆井液中混油過(guò)量或混油不均勻，造成液柱壓力 低于地層孔隙壓力。 這種情況多發(fā)生在深井、 探井、復(fù)雜井， 出于減少摩阻、改善鉆井液性能、穩(wěn)定井壁、鉆井工藝的需 要，往往要在鉆井液中握入一定比例的原油。但在混油過(guò)程 中，加量過(guò)猛導(dǎo)致不均勻，或是總量過(guò)多，都會(huì)造成井筒壓 力失去平衡。 此外， 當(dāng)卡鉆發(fā)生后， 由于需要泡原油、 柴油、 煤油解卡，從而破壞了井筒內(nèi)的壓力平衡，此時(shí)如果不注意 二次井控，常常會(huì)造成井涌、井噴，釀成更重大的事故。（ 14）思想麻痹，違章操作。由于思想麻痹、違章操作 而導(dǎo)致的井噴失控在這類事故中占有一定的比例，解決這個(gè) 問(wèn)題主要要從嚴(yán)格管理和技術(shù)培訓(xùn)兩個(gè)方面入手，

7、做好基礎(chǔ) 工作。下面針對(duì)溢流發(fā)生的原因提出一些預(yù)防溢流的具體措施。1.1 起鉆時(shí)灌鉆井液?jiǎn)栴} 起鉆時(shí)，灌入鉆井液體積小于起出鉆柱體積，會(huì)使井內(nèi) 液柱高度下降，從而引起井底壓力降低，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致溢流與 井噴。1.1.1 起鉆時(shí)灌鉆井液的原則 起鉆時(shí)灌鉆井液的原則如下：1）至少每起出 3 5 個(gè)立根的鉆桿，或起出一個(gè)立根 的鉆鋌時(shí)，就需要檢查一次灌入的鉆井液量。灌鉆井液前決不能讓井內(nèi)的液面下降超過(guò) 30m。（2）應(yīng)當(dāng)通過(guò)灌鉆井液的管線向井內(nèi)灌鉆井液，不能 用壓井管線灌鉆井液。使用壓井管線可能會(huì)使管線和閥門(mén)腐 蝕，這樣在應(yīng)急的情況下就不能發(fā)揮其作用。（3）灌鉆井液管線在防溢管上的位置不能與井口防溢 管

8、的出口管同一高度，如果兩管同一高度則經(jīng)過(guò)灌鉆井液管 線灌入可能直接從出口管流出，從而誤認(rèn)為井筒已灌滿。（4）保證灌入鉆井液體積等于起出鉆柱的體積，以滿 足井底壓力與地層壓力的平衡。1.1.2 灌入鉆井液體積的測(cè)量在起鉆時(shí)必須清楚地知道起出鉆柱的體積、并及時(shí)測(cè)量 實(shí)際灌入井內(nèi)的鉆井液體積。起出鉆柱的體積取決于其長(zhǎng) 度、外徑、內(nèi)徑。大多數(shù)普通尺寸的鉆桿與鉆鋌，其尺寸可 由鉆具體積表查出。盡管體積的數(shù)值很容易計(jì)算，但是由于 鉆桿接頭的影響，給鉆具體積的計(jì)算增加了許多困難。因此 鉆具體積表對(duì)于知道起出鉆柱的體積是特別有用的 實(shí)際灌入鉆井液的體積可用下列裝置中的一種進(jìn)行測(cè)量:（1）鉆井液補(bǔ)充灌；（2）泵

9、沖數(shù)計(jì)數(shù)器；（ 3）流量表；（4）鉆井液池液面指示器。 鉆井液補(bǔ)充罐是最可靠的測(cè)量設(shè)備。從井內(nèi)起出一定數(shù) 量的立根之后，它可以顯示出需要灌多少鉆井液來(lái)充滿井 眼。鉆井液補(bǔ)充罐是一個(gè)高而細(xì)的鉆井液罐（容積為1.6 6.4m3） , 0.2m3的鉆井液進(jìn)入井中后，罐內(nèi)的鉆井液面高 度可顯示出十幾厘米的變化。鉆井液補(bǔ)充罐通常用 50L 或 100L 的增量來(lái)刻度。 容積的測(cè)量可以使用這種刻度或者使用 與正規(guī)鉆井液池上裝的類似的氣動(dòng)浮子傳感器來(lái)進(jìn)行。最普通形式的鉆井液補(bǔ)充罐是重力式灌注罐。鉆具從井 內(nèi)起出，鉆井液依靠重力從罐里流入井內(nèi)。其他類型的補(bǔ)充 罐使用一個(gè)小離心泵不斷地把鉆井液從補(bǔ)充罐循環(huán)到井里

10、， 溢流返回到鉆井液補(bǔ)充罐。不論用那一種補(bǔ)充罐，都要從主 鉆井液罐定期地泵送鉆井液，裝滿鉆井液補(bǔ)充罐。鉆井液補(bǔ)充罐在井控作業(yè)中還有其它用途，一方面可以 用來(lái)測(cè)量泵的效率，另一方面也是強(qiáng)行起、下鉆作業(yè)的一個(gè) 組成設(shè)備。若井場(chǎng)沒(méi)有鉆井液補(bǔ)充罐，可以用鉆井泵向井內(nèi)灌鉆井 液，由泵的沖數(shù)計(jì)來(lái)計(jì)量泵入鉆井液的體積。根據(jù)泵缸套尺 寸和泵的沖程，就可以知道泵送一方鉆井液需要多少?zèng)_數(shù)， 只有精確知道泵的效率才能計(jì)算出精確的排量。泵的排量表 不適合這項(xiàng)工作，如果使用泵沖數(shù)計(jì)數(shù)器，就需要定期地校 驗(yàn)泵效率。流量表可以用來(lái)監(jiān)控泵送到井內(nèi)的鉆井液量，但是只有 少數(shù)鉆機(jī)上裝有這種表。大多數(shù)流量表的精確度也受鉆井液 流變

11、性的影響，如果沒(méi)有校正和適當(dāng)保養(yǎng)就可能得不到準(zhǔn)確 的數(shù)值。鉆井液池液面指示器反應(yīng)鉆具起出井筒后的鉆井液應(yīng) 灌入量，但是大鉆井液池里這種液面的變化不易檢測(cè)出。起 鉆時(shí)，在主鉆井液池上使用傳感器，也不是一種計(jì)量灌注鉆井液量的好辦法。而有些鉆機(jī)安裝幾個(gè)鉆井液池，并可單獨(dú) 隔離一個(gè)小鉆井液池，這樣就大大地提高了計(jì)量的靈敏度， 常常是一種可取的計(jì)量灌漿量的方法。不論使用哪種灌鉆井液的設(shè)備，灌入的鉆井液量必須與 起出鉆具的體積進(jìn)行比較，使之相等。現(xiàn)已有專門(mén)設(shè)備可以 自動(dòng)地進(jìn)行上述這種比較，但大多數(shù)鉆機(jī)上還沒(méi)有配這種設(shè) 備。在一定條件下，井隊(duì)人員中增加一人專門(mén)負(fù)責(zé)控制灌入 鉆井液是完全必要的。在核對(duì)對(duì)灌入井內(nèi)