[摘 ?要]在油氣勘探開發(fā)中，井控是安全工作的重點(diǎn)之一。井控分一級(jí)（初級(jí)）井控、二級(jí)井控和三級(jí)井控，從一級(jí)井控向二級(jí)井控的過渡是地下地質(zhì)壓力活躍的特征，是一個(gè)連續(xù)的地質(zhì)壓力活動(dòng)過程，而溢流征兆是地下地質(zhì)壓力活動(dòng)在地表最直觀的表征。所以，及時(shí)觀察發(fā)現(xiàn)溢流是井控安全工作的根本保障，而溢流觀察的根本途徑就是坐崗。井控工作中，坐崗觀察溢流貫穿于勘探施工的全過程，同時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)高效的井控坐崗溢流觀察是關(guān)鍵。

[關(guān)鍵詞] 勘探;井控;溢流;坐崗;源點(diǎn)

中圖分類號(hào)：X937 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）27-0336-01

引言

坐崗觀察溢流是油氣勘探現(xiàn)場(chǎng)井控工作的重點(diǎn)。在一級(jí)（初級(jí)）井控中，依靠?jī)?yōu)選的鉆（修）井液性能和施工技術(shù)措施使井底壓力稍大于地層壓力，達(dá)到對(duì)地層壓力的控制，使地層流體不侵入井筒內(nèi)，地表觀察到的井涌量為零，無溢流發(fā)生。在二級(jí)井控中，循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的井底壓力小于地層壓力，地層流體侵入井筒內(nèi)，從而出現(xiàn)返液量大于進(jìn)液量的現(xiàn)象，在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中最直觀的表征就是鉆井液池液面的上漲。

坐崗觀察溢流既不是井控的起點(diǎn)也不是終點(diǎn)，溢流的觀察貫穿在整個(gè)的一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)井控工作中，最終的目的是實(shí)現(xiàn)安全優(yōu)化鉆井，避免井噴失控的發(fā)生。溢流發(fā)現(xiàn)的早晚關(guān)系整個(gè)井控工作的成敗，同時(shí)，而溢流觀察的方式方法是關(guān)鍵。

下面，就幾種坐崗觀察溢流的方法進(jìn)行討論：

一、循環(huán)罐鉆井液總體積變量觀察法

鉆井液循環(huán)罐是循環(huán)系統(tǒng)的地表裝置。根據(jù)鉆探深度、鉆井技術(shù)和不同的鉆機(jī)類型要求，循環(huán)罐的數(shù)量也不盡相同。實(shí)際上，總的鉆井液循環(huán)量，包括了地表循環(huán)罐，循環(huán)管路，井下鉆具及環(huán)形空間內(nèi)的鉆井液量之和，由于這是一個(gè)相互連通的系統(tǒng)，所以井下的地質(zhì)壓力和井底壓力變化會(huì)反映在地表，也就是說，可以把坐崗溢流觀察的方式定位在地表循環(huán)系統(tǒng)的鉆井液體積總量即總體積上，即坐崗溢流觀察的源點(diǎn)就是總池體積變量的控制。

但是，對(duì)于溢流觀察，這種方式存在著如下幾方面的問題：

㈠ 溢流觀察面積大范圍廣，觀察時(shí)間長(zhǎng)

通常地，在鉆井液循環(huán)系統(tǒng)中，單個(gè)鉆井液循環(huán)罐的體積一般在40m3左右，五個(gè)循環(huán)池的體積之和就會(huì)超過200m3。根據(jù)溢流觀察的要求，池體積變化量在1.0m3～2.0m3 （也有要求在0.5 m3～1.0m3）就啟動(dòng)二級(jí)井控，從總池體積變量上觀察溢流就是要在200m3的總體積量上計(jì)算出1.0m3左右的變量。將1.0m3的總體積變量分配到五個(gè)循環(huán)罐中，那么，單個(gè)循環(huán)罐的鉆井液液面變化高度變量只能在0.01m左右。當(dāng)坐崗觀察溢流的人員俯視循環(huán)罐時(shí)，用肉眼即時(shí)分辨出這個(gè)池液面高度變量是很困難的，而在各個(gè)循環(huán)罐之間的來回觀察更會(huì)耽擱時(shí)間。目前，只能依靠精密的電子設(shè)備，同時(shí)，電子設(shè)備也不能受到外界因素的干擾，否則干擾造成的信號(hào)漂移也會(huì)濾掉這么細(xì)微的體積變量。所以，這種方式的人工坐崗溢流觀察方式是存在明顯不足的。

㈡ 不利于一級(jí)井控（初級(jí)井控）至二級(jí)井控的連續(xù)監(jiān)控

按照一級(jí)井控的措施要求，通過合理的鉆（修）井液性能和施工技術(shù)措施使井底壓力稍大于地層壓力，使得沒有地層流體侵入井內(nèi)，地表觀察到的溢流量為零。由此可知，坐崗觀察溢流從一級(jí)井控就開始了，而不是強(qiáng)調(diào)二級(jí)井控中溢流觀察到的結(jié)果。從一級(jí)井控到二級(jí)井控，本質(zhì)上是一個(gè)連續(xù)的過程，是一個(gè)過程控制，所以，總體積變量觀察溢流的方式在一級(jí)井控中也不是十分適用的。

㈢ 地層流體對(duì)鉆井液系統(tǒng)的污染程度大

鉆井液在井筒內(nèi)受到的污染主要來自地層流體如油、氣、水（鹽水）等的侵入，這些污染都會(huì)導(dǎo)致鉆井液性能的破壞，影響優(yōu)化鉆井施工和井控作業(yè)。油、氣、水（鹽水）侵的直接結(jié)果還體現(xiàn)在循環(huán)鉆井液體積的變量上，即返出量大于進(jìn)入量，這也是溢流觀察的直觀數(shù)據(jù)。井筒內(nèi)受到污染的鉆井液進(jìn)入地表鉆井液循環(huán)罐系統(tǒng)，繼而污染各循環(huán)罐內(nèi)的鉆井液，時(shí)間越長(zhǎng)受污染的程度越大，如果處理不完善，則會(huì)污染整個(gè)鉆井液系統(tǒng)，從而阻礙了整個(gè)井控工作的開展。所以，鉆井液循環(huán)罐總體積變量觀察溢流方式對(duì)鉆井液的污染起到的抑制作用是延誤的。

㈣ 外界環(huán)境因素對(duì)循環(huán)罐鉆井液總體積變量的影響

在干燥炎熱環(huán)境下，暴露的循環(huán)罐內(nèi)的鉆井液存在著蒸發(fā)損耗;同樣，在陰濕多雨的環(huán)境下，地表鉆井液系統(tǒng)會(huì)受到外界雨水補(bǔ)充，所有這些都會(huì)導(dǎo)致循環(huán)罐鉆井液總體積的增與減，也就會(huì)影響到總體積變量的判斷，循環(huán)罐區(qū)暴漏面積越大受影響越明顯。

㈤ 鉆井液處理裝置對(duì)總體積變量的影響

鉆井液自井筒返出后在再次被循環(huán)入井筒內(nèi)之前經(jīng)過了地表循環(huán)系統(tǒng)的各種性能處理，處理裝置包括油氣分離器、振動(dòng)篩、離心機(jī)、除砂器、除氣器和除泥器等。這些裝置的運(yùn)行都會(huì)影響到總體積產(chǎn)生變量，從而也會(huì)影響到溢流的觀察和判斷。

二、計(jì)量罐鉆井液體積變量觀察法

起下鉆過程中，通過計(jì)量罐觀察鉆井液體積變量是一種近似定量的方法，先決條件是所有灌漿（泵入鉆井液）和返漿（返出鉆井液）都必須通過計(jì)量罐計(jì)量。下鉆時(shí)，排替出的鉆井液進(jìn)入計(jì)量罐，當(dāng)達(dá)到計(jì)量罐計(jì)量高限時(shí)，就需要將鉆井液排替到循環(huán)罐中，如此反復(fù);起鉆時(shí)，計(jì)量罐中灌入鉆井液，并按照灌漿計(jì)量要求，及時(shí)從計(jì)量罐中向井筒內(nèi)灌注鉆井液，這兩個(gè)過程都存在著鉆井液損耗的情況。如前所述，鉆井液的損耗如果在1m3左右就會(huì)直接影響到溢流的判斷，計(jì)量罐處于緩沖罐的下游，緩沖罐的任何操作都會(huì)直接影響到計(jì)量罐中鉆井液產(chǎn)生的體積變量。所以，通過計(jì)量罐鉆井液體積變量觀察溢流存在著諸多不利影響因素。

三、緩沖罐鉆井液體積變量觀察法

鉆井液從井筒中返至井口，流經(jīng)架空槽（鉆井液返出架空管線）進(jìn)入緩沖罐。緩沖罐在設(shè)計(jì)上為低進(jìn)、高出裝置，位于震動(dòng)篩的上游，底部有放漿閘口，由此鉆井液可直接排放到計(jì)量罐內(nèi);所以，緩沖罐是鉆井液自井筒返出后的第一個(gè)有效計(jì)量器具。起鉆時(shí)，自計(jì)量罐中向井筒內(nèi)灌注鉆井液（灌漿）;下鉆時(shí)，經(jīng)鉆具排替出的鉆井液流入到緩沖罐，然后根據(jù)容積量定量地排放到計(jì)量罐內(nèi)，至此，緩沖罐和計(jì)量罐形成了一個(gè)閉環(huán)計(jì)量系統(tǒng)。

緩沖罐的容積根據(jù)其設(shè)計(jì)大小而定，一般都在1～3m3～5m3左右，并可以根據(jù)鉆具的替代量和井眼環(huán)空容積得到準(zhǔn)確的計(jì)量;同時(shí)，由于有了精確范圍的溢流觀察空間，國(guó)際上進(jìn)行坐崗溢流觀察的重點(diǎn)都選擇在了緩沖罐上。同時(shí)，緩沖罐觀察溢流可以配合安裝在架空槽上的電子流量傳感器進(jìn)行隨機(jī)流量觀察，使得溢流觀察監(jiān)測(cè)的精度更加準(zhǔn)確。

四、結(jié)束語

坐崗井控的工作要點(diǎn)就是觀察溢流，及時(shí)觀察處理最小程度的鉆井液體積變量。只有這樣，我們才能全面落實(shí)井控工作中的早發(fā)現(xiàn)、早關(guān)井和早處理原則。所以，井控坐崗觀察溢流的源點(diǎn)成為關(guān)鍵，正確的源點(diǎn)控制才是井控工作的具體保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 集團(tuán)公司井控教材編寫組，鉆井井控工藝技術(shù)，中國(guó)石油大學(xué)出版社，2008年7月。

作者簡(jiǎn)介

明曉峰，中石化勝利石油工程有限公司地質(zhì)錄井公司，勝利油田綜合錄井工高級(jí)技師，主要從事綜合錄井設(shè)備的操作、維護(hù)和職工培訓(xùn)工作。