井控技术及延长气田容易被忽略的气井安全.docx

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井控技术及我区容易被忽略的气井安全

惠建军

第一部分井控技术

第二部分我区容易被忽略的气井安全

第一部分井控技术

第一章绪论
1、井控的基本概念
1.1井控的概念
1.1.1井控的定义
井控，即井涌控制或压力控制，是指采取一定的方法控制住地层孔隙压力，基本上保持井内压力平衡，保证钻井的顺利进行的技术。
定义中所说的“一定的方法”包括两个方面：
（1）合理的压井液密度；
（2）合乎要求的井口防喷器。
定义中所说的“基本上保持井内压力平衡”指：P井底-P地层=ΔP（ΔP取值：对于油井取1.5～3.5MPa；对于气井取3.0～5.0MPa。）
说明：我区气井深度大致在3000m～5000m,将压差ΔP折算为钻井液应附加的当量密度，约为0.1g/cm3，若将地层压力看作等同于清水压力，则钻井液密度为1.1g/cm3。实际上我区除本溪组外，绝大多数气层的压力系数小于1，因此1.07g/cm3的钻井液起步密度较为合理的，但显然不适用于正常压力系数的大部分本溪组和个别马家沟组。
1.1.2井控的分级
根据井涌的规模和采取的控制方法之不同，井控作业分为三级，即初级井控、二级井控和三级井控。
初级井控：采用合适的钻井液密度和技术措施使井底压力稍大于地层压力的钻井过程。初级井控的核心就是确定一个合理的钻井液密度，初级井控提供的钻井液液柱压力为安全钻井形成第一级屏障。初级井控技术要求我们在进行钻井施工时，首先要考虑配制合适密度的钻井液，确保井内钻井液液柱压力能够平衡甚至大于地层压力，保证井口敞开时安全施工。
二级井控：由于某些原因使井底压力小于地层压力时，发生了溢流，但可以利用地面设备和适当的井控技术来控制溢流，并建立新的井内压力平衡，达到初级井控状态。二级井控技术要求井口必须装防喷器组，井口防喷器组为安全钻井提供第二级屏障。二级井控的实质是“早发现、早关井和早处理”：
三级井控：三级井控是指二级井控失败，井涌量大，失去了对地层流体流入井内的控制，发生了井喷（地面或地下），这时使用适当的技术与设备重新恢复对井的控制，达到初级井控状态。
1.2与井控有关的概念
1.2.1井侵
当地层孔隙压力大于井底压力时，地层孔隙中的流体（油、气、水）将侵入井内，通常称之为井侵。最常见的井侵为气侵和盐水侵。
1.2.2溢流
当井侵发生后，井口返出的钻井液的量比泵入的钻井液的量多，停泵后井口钻井液自动外溢，这种现象称之为溢流。特点：返出流体不会到达转盘面上。
1.2.3井涌
国内定义：井涌是溢流的进一步发展，井口返出流体超过转盘面，但低于二层平台。
国外定义：当地层压力大于井底压力时，在其压差作用下，地层流体进入井眼，这种流体流动称为井涌。
1.2.4井喷
国内定义：井涌进一步发展，当井口返出流体超过二层平台时称为井喷。
国外定义：井涌失控称为井喷。
井喷有地上井喷和地下井喷。流体自地层经井筒喷出地面叫地上井喷，从井喷地层流入其它低压层叫地下井喷。
1.2.5井喷失控
井喷发生后，无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象称为井喷失控。这是钻井过程中最恶性的钻井事故。
1.2.6井喷失火
井喷后失去控制的地层流体在地面遇到火源着火的现象。这是钻井过程中最恶性的、损失巨大的钻井事故。
井控工作的目标就是坚决杜绝井喷失控和着火事故；坚决杜绝有毒有害气体事故。树立井控就是安全，井喷就是事故的意识。

图1-1与井控相关的概念2、正确认识与做好井控工作
2.1井喷失控与着火的危害
井喷失控及其着火是钻井工程中危害极大的灾难性事故，其严重危害如下：
（1）打乱全面的正常工作秩序，影响全局生产；
1986年8月中原油田卫146井发生强烈井喷，失控后，立即打乱了该局正常的工作。局领导主要成员亲临前线，组织指挥抢险工作。兄弟油田、地方政府和本油田的兄弟单位先后前来支援，组织了800多人参加的抢险队伍。熊熊烈火当场烧死一人，重伤一人（后因抢救无效牺牲），13人不同程度烧伤。为扑灭大火，曾先后动用消防车30余辆。受污染的良田面积达3000余亩，损失惨重。
（2）油气资源受到损失和破坏；
1958年，四川长桓坝气田长1井，嘉陵江气藏井喷，气量超过100万m3/d，损失天然气达4.61亿m3，占该气田总储量的62%，致使该气藏几乎失去了开采价值。
（3）钻井设备被损坏或烧毁；
2003年2月18日，大港油田滩海工程公司承钻的中4－72井在起钻过程中发生井喷失控，40分钟后井架朝大门方向倒塌。井架、绞车及大量钻具工具报