摘要:井控技術(shù)是油氣井工程的核心技術(shù)。近年來(lái)井控工作所取得的成績(jī)很大,積累的經(jīng)驗(yàn)十分豐富,但是井噴失控造成的損失也是巨大的,這些嚴(yán)峻的事實(shí)說(shuō)明人們對(duì)井控原理及其技術(shù)的研究及掌握還不夠,本文通過(guò)對(duì)井控的概念和井噴的原因及危害進(jìn)行總結(jié),使人們深刻的認(rèn)識(shí)到井控的重要性,在生產(chǎn)中能夠嚴(yán)格的執(zhí)行井控標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞:井控技術(shù) 井控分級(jí) 井噴失控
一、井控的基本概念
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(shuō)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和旋塞閥。
定義中所說(shuō)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)于水井取0.5~1.5MPa;對(duì)于油井取1.5~3.5MPa;對(duì)于氣井取3.0~5.0MPa)。
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:采用合適的修井液密度和技術(shù)措施使井底壓力稍大于地層壓力的壓井過(guò)程。初級(jí)井控的核心就是確定一個(gè)合理的修井液密度,初級(jí)井控提供的修井液液柱壓力為安全修井形成第一級(jí)屏障。初級(jí)井控技術(shù)要求我們?cè)谶M(jìn)行修井作業(yè)時(shí),首先要考慮配制合適密度的修井液,確保井內(nèi)修井液液柱壓力能夠平衡甚至大于地層壓力,保證井口敞開(kāi)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(lái)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修井提供第二級(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。
(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)確錄取相關(guān)資料后,就應(yīng)確定壓井液的性能,制定壓井措施,及時(shí)組織壓井作業(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)。
對(duì)一口井來(lái)說(shuō),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)正常修井作業(yè)。要盡力防止井侵變成井噴。
1.3與井控有關(guān)的概念
(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(jiàn)的井侵為氣侵和鹽水侵。
(2)溢流
當(dāng)井侵發(fā)生后,井口返出的修井液的量比泵入的修井液的量多,停泵后井口修井液自動(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(pán)面上。
(3)井涌
國(guó)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(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)面,但低于二層平臺(tái)。
國(guó)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。
(4)井噴
國(guó)內(nèi)定義:井涌進(jìn)一步發(fā)展,當(dāng)井口返出流體超過(guò)二層平臺(tái)時(shí)稱為井噴。
國(guó)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。
(5)井噴失控
井噴發(fā)生后,無(wú)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。這是修井過(guò)程中極其惡性的井控事故
(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。這是修井過(guò)程中最惡性的、損失巨大的井控事故。
二、井噴失控的原因和危害
2.1井噴失控的原因
(1)起鉆抽汲,造成誘噴。
(2)起鉆不灌修井液或沒(méi)有灌滿。
(3)不能及時(shí)準(zhǔn)確的發(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)正確的關(guān)井,而是繼續(xù)循環(huán)觀察,致使氣侵段修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。井口不安裝防器主要是認(rèn)識(shí)上的片面性:其一,片面追求節(jié)省成本,想盡量少地投入設(shè)備;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。
(6)井控設(shè)備的安裝及試壓不合格。有的隊(duì)伍為了趕工期,節(jié)約工時(shí),井控設(shè)備安裝后不進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試壓。
(7)對(duì)淺層的危害性缺乏足夠的認(rèn)識(shí)。許多人認(rèn)為淺層淺,最多幾百米深,地層壓力低,不會(huì)造成麻煩。而實(shí)際上,井越淺,平衡地層壓力的修井液柱壓力也越小,一旦失去平衡,淺層的油氣上竄很短時(shí)間就能到達(dá)井口,很容易讓人措手不及。而且淺層發(fā)生井涌井噴,關(guān)上井很容易在上部淺層或表層套管鞋處憋漏。所以,淺層的危害性必須引起人們的重視,要從井身結(jié)構(gòu)和一次控制上下工夫。
(8)地質(zhì)設(shè)計(jì)未能提供準(zhǔn)確的地層壓力資料,造成使用的修井液密度低于地層實(shí)際壓力。
(9)空井時(shí)間過(guò)長(zhǎng)又無(wú)人觀察井口??站畷r(shí)間過(guò)長(zhǎng)一般都是由于起完鉆后檢修設(shè)備或是等待技術(shù)措施。由于長(zhǎng)時(shí)間空井不能循環(huán)修井液,造成井底侵入的氣體有足夠的時(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,往往造成井噴失控。
(10)套、磨銑漏失層段發(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,井內(nèi)修井液柱壓力降低,當(dāng)液柱壓力低于地層壓力時(shí)就會(huì)發(fā)生井侵,井涌乃至井噴。
(11)相鄰注水井不停注或不減壓。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地層壓力。如果鄰近的注水井不停注,或是停注但不泄壓,往往造成井控工作的復(fù)雜情況發(fā)生。
(12)思想麻痹,違章操作。由于思想麻痹,違章操作而導(dǎo)致的井噴失控在井控事故中占有相當(dāng)大的比例。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,做好井控基礎(chǔ)工作。
2.2井噴失控的危害
(1)打亂全面的正常工作秩序,影響全局生產(chǎn)。
(2)使井控事故復(fù)雜化。
(3)井噴失控極易引起火災(zāi)和地層塌陷,造成環(huán)境污染,影響油田的生產(chǎn)建設(shè)。
(4)傷害油氣層,破壞珍貴的地下油氣資源。
(5)直接造成設(shè)備損壞,人員傷亡和油氣井報(bào)廢,帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人間悲劇。
(6)涉及面廣,在國(guó)際,國(guó)內(nèi)造成不良的社會(huì)影響,損害油田整體形象。
三、結(jié)論
目前井控技術(shù)已從單純的防噴發(fā)展成為保護(hù)油氣層,防止破壞資源,防止環(huán)境污染的重要保證。正確的掌握有效的井控技術(shù)是預(yù)防井噴事故的關(guān)鍵。井下作業(yè)井控技術(shù),是作業(yè)施工中最重要的工程與安全技術(shù)工作之一。對(duì)于每一種不同的作業(yè)內(nèi)容、每一個(gè)施工環(huán)節(jié),都需要高度重視井控工作,爭(zhēng)取做到立足于一級(jí)井控,搞好二級(jí)井控,杜絕三級(jí)井控。
參考文獻(xiàn):
[1] 孫振純,夏明全編著《井控技術(shù)》.北京.石油工業(yè)出版社.1997
作者簡(jiǎn)介:
李亞,1986年11月出生,2008年7月畢業(yè)于西南石油大學(xué)自動(dòng)化專業(yè),現(xiàn)于青海油田井下作業(yè)公司擔(dān)任隊(duì)長(zhǎng).