井控技術(shù)緒論培訓(xùn)教材

井控技術(shù)緒論培訓(xùn)教材1、井控的基本概念1.1井控的概念1.1.1井控的定義井控，即井涌控制或壓力控制，是指采取一定的方法控制住地層孔隙壓力，基本上保持井內(nèi)壓力平衡，保證鉆井的順利進(jìn)行的技術(shù)。定義中所說的“一定的方法”包括兩個(gè)方面：（1）合理的壓井液密度；（2）合乎要求的井口防噴器。定義中所說的“基本上保持井內(nèi)壓力平衡”指：P井底-P地層=ΔP（ΔP取值：對(duì)于油井取1.5～3.5MPa；對(duì)于氣井取3.0～5.0MPa。）1.1.2井控的分級(jí)根據(jù)井涌的規(guī)模和采取的控制方法之不同，井控作業(yè)分為三級(jí)，即初級(jí)井控、二級(jí)井控和三級(jí)井控。初級(jí)井控：采用合適的鉆井液密度和技術(shù)措施使井底壓力稍大于地層壓力的鉆井過程。初級(jí)井控的核心就是確定一個(gè)合理的鉆井液密度，初級(jí)井控提供的鉆井液液柱壓力為安全鉆井形成第一級(jí)屏障。初級(jí)井控技術(shù)要求我們?cè)谶M(jìn)行鉆井施工時(shí)，首先要考慮配制合適密度的鉆井液，確保井內(nèi)鉆井液液柱壓力能夠平衡甚至大于地層壓力，保證井口敞開時(shí)安全施工。二級(jí)井控：由于某些原因使井底壓力小于地層壓力時(shí)，發(fā)生了溢流，但可以利用地面設(shè)備和適當(dāng)?shù)木丶夹g(shù)來控制溢流，并建立新的井內(nèi)壓力平衡，達(dá)到初級(jí)井控狀態(tài)。二級(jí)井控技術(shù)要求井口必須裝防噴器組，井口防噴器組為安全鉆井提供第二級(jí)屏障。二級(jí)井控的實(shí)質(zhì)是“早發(fā)現(xiàn)、早關(guān)井和早處理”：（1）早發(fā)現(xiàn)：溢流被發(fā)現(xiàn)得越早越便于關(guān)井控制，越安全。國內(nèi)現(xiàn)場一般將溢流量控制在1～2m3之前發(fā)現(xiàn)。這是安全、順利關(guān)井的前提。（2）早關(guān)井：在發(fā)現(xiàn)溢流或預(yù)兆不明顯、懷疑有溢流時(shí)，應(yīng)停止一切其它作業(yè)，立即按關(guān)井程序關(guān)井。（3）早處理：在準(zhǔn)確錄取溢流數(shù)據(jù)和填寫壓井施工單后，就應(yīng)節(jié)流循環(huán)排出溢流和進(jìn)行壓井作業(yè)。三級(jí)井控：三級(jí)井控是指二級(jí)井控失敗，井涌量大，失去了對(duì)地層流體流入井內(nèi)的控制，發(fā)生了井噴（地面或地下），這時(shí)使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)與設(shè)備重新恢復(fù)對(duì)井的控制，達(dá)到初級(jí)井控狀態(tài)。即常說的井噴搶險(xiǎn)，這時(shí)可能需要滅火、打救援井等各種具體技術(shù)措施。對(duì)一口井來說，應(yīng)當(dāng)努力使井處于初級(jí)井控狀態(tài)，同時(shí)做好一切應(yīng)急準(zhǔn)備，一旦發(fā)生井侵能迅速地做出反應(yīng)，加以處理，恢復(fù)正常鉆井作業(yè)。要盡力防止井侵變成井噴。長慶油田搞好井控工作的原則是：立足于初次井控、搞好二級(jí)井控，杜絕三次井控。確保各種施工順利進(jìn)行。日常井控工作的重點(diǎn)在鉆井隊(duì)、關(guān)鍵在班組、要害在崗位。長慶油田搞好井控工作的方針是：安全第一、預(yù)防為主，環(huán)保優(yōu)先、綜合治理。長慶油田搞好井控工作的理念是：以人為本、井噴就是事故、井噴是可防可控的。長慶油田搞好井控工作的重點(diǎn)是天然氣井、超前注水開發(fā)區(qū)塊的油井、地層壓力梯度大于0.95MPa/100m和氣油比大于100m3/t井的作業(yè)。1.2與井控有關(guān)的概念1.2.1井侵當(dāng)?shù)貙涌紫秹毫Υ笥诰讐毫r(shí)，地層孔隙中的流體（油、氣、水）將侵入井內(nèi)，通常稱之為井侵。最常見的井侵為氣侵和鹽水侵。1.2.2溢流當(dāng)井侵發(fā)生后，井口返出的鉆井液的量比泵入的鉆井液的量多，停泵后井口鉆井液自動(dòng)外溢，這種現(xiàn)象稱之為溢流。特點(diǎn)：返出流體不會(huì)到達(dá)轉(zhuǎn)盤面上。1.2.3井涌國內(nèi)定義：井涌是溢流的進(jìn)一步發(fā)展，井口返出流體超過轉(zhuǎn)盤面，但低于二層平臺(tái)。國外定義：當(dāng)?shù)貙訅毫Υ笥诰讐毫r(shí)，在其壓差作用下，地層流體進(jìn)入井眼，這種流體流動(dòng)稱為井涌。1.2.4井噴國內(nèi)定義：井涌進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)井口返出流體超過二層平臺(tái)時(shí)稱為井噴。國外定義：井涌失控稱為井噴。井噴有地上井噴和地下井噴。流體自地層經(jīng)井筒噴出地面叫地上井噴，從井噴地層流入其它低壓層叫地下井噴。1.2.5井噴失控井噴發(fā)生后，無法用常規(guī)方法控制井口而出現(xiàn)敞噴的現(xiàn)象稱為井噴失控。這是鉆井過程中最惡性的鉆井事故。1.2.6井噴失火井噴后失去控制的地層流體在地面遇到火源著火的現(xiàn)象。這是鉆井過程中最惡性的、損失巨大的鉆井事故。長慶油田提出井控工作的目標(biāo)就是堅(jiān)決杜絕井噴失控和著火事故；堅(jiān)決杜絕有毒有害氣體事故。樹立井控就是安全，井噴就是事故的意識(shí)。圖1-1與井控相關(guān)的概念2、正確認(rèn)識(shí)與做好井控工作2.1井噴失控與著火的危害井噴失控及其著火是鉆井工程中危害極大的災(zāi)難性事故，其嚴(yán)重危害如下：（1）打亂全面的正常工作秩序，影響全局生產(chǎn)；1986年8月中原油田衛(wèi)146井發(fā)生強(qiáng)烈井噴，失控后，立即打亂了該局正常的工作。局領(lǐng)導(dǎo)主要成員親臨前線，組織指揮搶險(xiǎn)工作。兄弟油田、地方政府和本油田的兄弟單位先后前來支援，組織了800多人參加的搶險(xiǎn)隊(duì)伍。熊熊烈火當(dāng)場燒死一人，重傷一人（后因搶救無效犧牲），13人不同程度燒傷。為撲滅大火，曾先后動(dòng)用消防車30余輛。受污染的良田面積達(dá)3000余畝，損失慘重。（2）油氣資源受到損失和破壞；1958年，四川長桓壩氣田長1井，嘉陵江氣藏井噴，氣量超過100萬m3/d，損失天然氣達(dá)4.61億m3，占該氣田總儲(chǔ)量的62%，致使該氣藏幾乎失去了開采價(jià)值。（3）鉆井設(shè)備被損壞或燒毀；2003年2月18日，大港油田灘海工程公司承鉆的中4－72井在起鉆過程中發(fā)生井噴失控，40分鐘后井架朝大門方向倒塌。井架、絞車及大量鉆具工具報(bào)廢。（4）危及人身安全，造成人員傷亡。2003年12月23日，川東鉆探公司12隊(duì),羅家16H井井噴失控，導(dǎo)致硫化氫大量外泄，造成243人死亡，4000多人受傷。（5）嚴(yán)重污染環(huán)境，造成不良的社會(huì)影響。1979年6月3日，墨西哥石油公司的伊斯托克1號(hào)平臺(tái)，突然發(fā)生嚴(yán)重井噴，這次井噴造成10毫米厚的原油順潮北流，涌向墨西哥和美國海岸。黑油帶長480公里，寬40公里，覆蓋1.9萬平方公里的海面，使這一帶的海洋環(huán)境受到嚴(yán)重污染。（6）處理井噴失控、井噴失火不僅延誤鉆井時(shí)間，而且會(huì)在經(jīng)濟(jì)上造成巨大的損失，使鉆井成本大大增加。1996年，長慶油田W24-23井，井噴著火，時(shí)間損失168小時(shí)，直接經(jīng)濟(jì)損失45.73萬元。2.2對(duì)井控工作的正確認(rèn)識(shí)幾十年來，井控工作所取得的成績是很大的，積累的經(jīng)驗(yàn)是十分豐富的。但是，井噴失控造成的損失也是巨大的，教訓(xùn)是十分深刻的。嚴(yán)峻的事實(shí)使人們對(duì)井控工作的認(rèn)識(shí)正在逐步端正，逐步提高。在過去較長的時(shí)間里，人們頭腦中對(duì)井控工作存在著兩種不正確的認(rèn)識(shí)。其一，由于過去井控裝備簡陋，不能有效地關(guān)井，特別是對(duì)高壓油氣層的井，為了不井噴，使用重鉆井液鉆井，只要井不噴，就片面地認(rèn)為井控工作做好了，至于是否污染油氣層，槍斃油氣層，則考慮甚少。其二，使用低于油氣層壓力的低密度鉆井液鉆井，試圖用井噴發(fā)現(xiàn)油氣藏。雖然其主觀愿望不能說壞，其結(jié)果卻是相反，井噴后不僅不能進(jìn)行正常的鉆井作業(yè)，而且井噴后的壓井作業(yè)不可避免地對(duì)油氣層造成嚴(yán)重的損害。上述兩種不正確的認(rèn)識(shí)及其造成的客觀后果教育了人們，使人們認(rèn)識(shí)到：只有實(shí)施近平衡壓力鉆井和采用先進(jìn)的井控技術(shù)才是發(fā)現(xiàn)油氣層、保護(hù)油氣層的唯一正確途徑。近平衡壓力就是使用合理的鉆井液密度形成略大于地層孔隙壓力的液柱壓力，達(dá)到對(duì)所鉆地層實(shí)施一次控制的目的。做到既不污染地層，也不發(fā)生井噴。一旦一次控制未能準(zhǔn)確實(shí)施，出現(xiàn)溢流后，還可以使用先進(jìn)的井控裝備及時(shí)進(jìn)行關(guān)井，實(shí)施二次控制。從而保證了既有利于發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣層，又做到安全鉆井。2.3做好井控工作的對(duì)策井控工作包括井控設(shè)計(jì)、井控裝備、鉆開油氣層前的準(zhǔn)備工作、鉆開油氣層和井控作業(yè)、井噴失控的處理防火防H2S安全措施、井控技術(shù)培訓(xùn)等七個(gè)方面。我們認(rèn)為要搞好井控工作，必須做好以下6個(gè)方面的工作：（1）各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)必須高度重視井控工作。要充分認(rèn)識(shí)井噴失控是鉆井工程中性質(zhì)嚴(yán)重、損失巨大的災(zāi)難性事故。井控技術(shù)是鉆井工程中十分重要的一項(xiàng)技術(shù)。在鉆井作業(yè)中，采取積極措施，堅(jiān)持近平衡壓力鉆井，做好井控工作，既可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣層，又可以防止井噴和井噴失控，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。在鉆井作業(yè)中，一旦發(fā)生井噴，就會(huì)使井下情況復(fù)雜化，無法進(jìn)行正常鉆井，而被迫進(jìn)行壓井作業(yè)，對(duì)油氣層將造成嚴(yán)重的破壞。同時(shí)，井噴后極易導(dǎo)致失控，井噴失控后將使油氣資源受到嚴(yán)重的破壞，還易釀成火災(zāi)，造成人員傷亡，設(shè)備損壞，油氣井報(bào)廢。自然環(huán)境受到污染。對(duì)此，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)必須在思想上統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，高度重視井控工作，只有這樣，才能保證井控工作有計(jì)劃、有組織地沿著正確的軌道，步調(diào)一致地健康發(fā)展。（2）搞好井控工作，必須全面系統(tǒng)地抓好五個(gè)環(huán)節(jié)。要搞好井控工作，必須緊緊抓住思想重視、措施正確、嚴(yán)格管理、技術(shù)培訓(xùn)和裝備配套五個(gè)環(huán)節(jié)。思想重視是指各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)要高度重視井控工作。不要把井控工作與保護(hù)油氣層對(duì)立起來。井控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)近平衡壓力鉆井的基礎(chǔ)技術(shù)，井控技術(shù)搞好了，有利于發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣層，提高油氣井的產(chǎn)量，又可以防止井噴失控，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。措施正確主要指及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流和發(fā)現(xiàn)溢流顯示后按正確的關(guān)井程序?qū)嵭杏行Э刂撇⒓皶r(shí)組織壓井作業(yè)，盡快地恢復(fù)正常的鉆井工作。嚴(yán)格管理指在整個(gè)過程中，必須認(rèn)真貫徹《石油與天然氣鉆井井控技術(shù)規(guī)定》，建立和健全井控管理系統(tǒng)。要認(rèn)真執(zhí)行鉆開油氣層前準(zhǔn)備工作的檢查驗(yàn)收制度、崗位責(zé)任制度及后勤保證制度。井控技術(shù)培訓(xùn)主要指：凡直接指揮鉆井隊(duì)現(xiàn)場生產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)干部和技術(shù)人員、井隊(duì)基層干部和正、副司鉆必須經(jīng)過井控技術(shù)培訓(xùn)考核，取得井控操作證。對(duì)鉆井隊(duì)崗位工人要進(jìn)行井控知識(shí)的專業(yè)培訓(xùn)，使鉆井工人掌握基本的井控技術(shù)本領(lǐng)；一旦出現(xiàn)井噴預(yù)兆，都能按崗位要求協(xié)調(diào)，正確地實(shí)施井控操作，確保安全生產(chǎn)。裝備配套指應(yīng)按《科學(xué)鉆井裝備配套標(biāo)準(zhǔn)》，逐步配齊相應(yīng)壓力等級(jí)防噴器、節(jié)流管匯及控制系統(tǒng)。上述五個(gè)環(huán)節(jié)是互相聯(lián)系的，缺一不可的，放松了哪一個(gè)環(huán)節(jié)都可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。（3）要認(rèn)真對(duì)待淺氣層鉆井的井控工作。淺氣層的存在，往往是發(fā)生井噴失控事故的潛在危險(xiǎn)。淺氣層雖然壓力不高，但由于它距地面近，一旦井筒內(nèi)液柱壓力與氣層壓力失去平衡，天然氣就會(huì)很快地竄到地面。如果井口未安裝防噴器或者處理不當(dāng)，一瞬間就可能發(fā)生井噴失控事故，過去在這方面的教訓(xùn)是深刻的。因此，在地質(zhì)設(shè)計(jì)上要包括對(duì)淺氣層的預(yù)告，工程上要根據(jù)地質(zhì)提供的淺氣層的位置、壓力和范圍，著重做好井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉆井液設(shè)計(jì)、井控設(shè)計(jì)及泥漿池液面監(jiān)測(cè)工作，把發(fā)生在淺氣層的井噴失控事故減小到最低程度。（4）在注意高壓油氣井防噴的同時(shí)，也要注意中、低壓油氣井的防噴。大量的事實(shí)表明，不論是高壓油氣井，還是中、低壓油氣井，只要不按客觀規(guī)律辦事，思想麻痹，處理措施不當(dāng)，都有可能造成井噴失控。同時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，在鉆開中、低壓油氣層時(shí)發(fā)生井噴失控的比例大于鉆開高壓油氣層。因?yàn)?，井下的油氣水層中，不論哪一層的地層孔隙壓力高于?dāng)時(shí)井筒內(nèi)靜液柱壓力時(shí)，都有可能導(dǎo)致井噴，尤其是目前在各油氣田的井控裝備還不盡人意的情況下。在當(dāng)前的情況下，充分注意到中低壓油氣層的井也會(huì)發(fā)生井噴失控是十分重要的。忽視了這一點(diǎn)，思想上就會(huì)放松警惕，施工中就易馬虎湊合，井控技術(shù)培訓(xùn)工作就不能認(rèn)真抓好，井控技術(shù)規(guī)定的貫徹一定會(huì)流于形式，其后果是不言而喻的。（5）井控工作要各部門密切配合，常抓不懈。井控工作是多方面組成的系統(tǒng)工程，需要各部門通力合作，密切配合，互相協(xié)調(diào)，才能發(fā)揮整體作用。同時(shí)井控工作是一項(xiàng)十分細(xì)致的工作，需要堅(jiān)持不懈，毫不放松的嚴(yán)格管理來保證。只要各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)上、下一致，連續(xù)抓它數(shù)年，養(yǎng)成習(xí)慣，形成制度，我們的井控工作一定會(huì)基礎(chǔ)更扎實(shí)，成效更顯著。（6）要嚴(yán)格執(zhí)行《石油與天然氣鉆井井控技術(shù)規(guī)定》?！妒团c天然氣鉆井井控技術(shù)規(guī)定》在全面總結(jié)我們石油系統(tǒng)幾十年來井