探討井控安全技術(shù)在鉆井過程中的應(yīng)用

丁毅

西部鉆探青海鉆井公司 甘肅敦煌 736202

井控指的是采用有效措施對(duì)鉆井地層壓力進(jìn)行控制，以確保井內(nèi)壓力處于平衡狀態(tài)。實(shí)施井控不但能夠預(yù)防井噴事故，保障施工安全，同時(shí)還可以保護(hù)鉆井中的油氣層，避免油氣層被污染[1]。本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)鉆井過程中應(yīng)用井控安全技術(shù)的相關(guān)問題進(jìn)行了探討，旨在提高鉆井生產(chǎn)效率。

一、井控時(shí)存在的安全隱患

在實(shí)際鉆井時(shí)可能會(huì)遇到高硫化氫、高地層壓力、地層復(fù)雜的油藏，特殊性油藏可能造成開采周期長(zhǎng)，同時(shí)也會(huì)對(duì)井控作業(yè)造成一定的影響。（1）在開發(fā)高含硫油藏時(shí)，需要同時(shí)處理鉆井中的井控及H2S問題，一旦H2S泄漏則會(huì)對(duì)井控作業(yè)的順利進(jìn)行造成嚴(yán)重影響。另一方面，由于作業(yè)環(huán)境較為特殊，鉆井中的油管、套管或井口設(shè)備的性能均會(huì)受到影響，如因井控?zé)o效而發(fā)生泄漏、井噴事件，則可能引起H2S中毒事故[2]。（2）在開采超高壓鉆井時(shí)通常需要不斷提高鉆井的濃密度，以便能夠使地層壓力得以平衡，并保證鉆井液的穩(wěn)定性。在提高濃密度后可能影響高粘度及高密度鉆井液除氣效果，井控時(shí)難以有效分離毫米級(jí)的氣泡，由于無(wú)法及時(shí)進(jìn)行除氣，所以極易造成井噴。（3）在壓力較高的油氣層中實(shí)施開采中作業(yè)時(shí)，鉆井常會(huì)出現(xiàn)溢流問題，在井控時(shí)通常需要關(guān)井。如關(guān)井立壓過大，則鉆井泵所承受的壓力也在變大，在鉆井泵無(wú)法承受立壓時(shí)，壓井作業(yè)就無(wú)法正常進(jìn)行，這也會(huì)對(duì)井控作業(yè)的安全性造成影響。

二、井控安全技術(shù)在鉆井過程中的應(yīng)用分析

1.井控難點(diǎn)

某油田中的鉆井共有890口，油藏儲(chǔ)層埋深為1500m-2500m，天然氣儲(chǔ)藏埋深為2850m-3650m，油氣儲(chǔ)層具有滲透率低、連通性差及巖性致密的特點(diǎn)，屬于低豐度、低滲油氣藏。由于該油藏的地層壓力較大，如在井控作業(yè)中沒有重視采用安全技術(shù)控制溢流或油氣侵的發(fā)生，則有可能引起重大安全事故。例如，該油氣田中的12H井發(fā)生了井噴事故，鉆井深度為3567m，關(guān)井時(shí)套壓為15.7MPa，需要采用有效的井控安全技術(shù)恢復(fù)井下的壓力平衡。

2.井控安全技術(shù)應(yīng)用情況

（1）改善井控設(shè)備控制能力

改善井控設(shè)備控制能力是提高井控安全性的有效措施。該油田在改善井控設(shè)備所具有的控制能力時(shí)采用了以下技術(shù)：1）油田中34H井的節(jié)流閥存在反應(yīng)遲鈍、響應(yīng)速度慢等問題，了解節(jié)流閥及鉆井實(shí)際情況后對(duì)節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并同時(shí)配備了與節(jié)流閥相適應(yīng)的硬質(zhì)合金保護(hù)套，經(jīng)改造后有效提高了節(jié)流閥的精度、強(qiáng)度及抗腐蝕能力，目前該井未發(fā)生井涌或井噴事故。2）該油田中的76H井為高壓鉆井，在實(shí)施井控作業(yè)時(shí)利用了U形分離裝置代替原有的傳統(tǒng)液位分離器，采用U形分離裝置前天然氣的處理量為450×103m3，應(yīng)用U形分離裝置后處理量為670×103m3，有效保障了井控安全。3）油田中的部分高密度井存在配備鉆井液速度較慢的問題，為提高配備速度，在此類鉆井中應(yīng)用了氣動(dòng)加重井控裝置。應(yīng)用加重裝置后有效提高了鉆井效率，縮短了作業(yè)人員在井下等待的時(shí)間，同時(shí)也有效提高了井控的安全性[3]。

（2）優(yōu)化井控工藝技術(shù)

為了進(jìn)一步提高井控作業(yè)的安全性，該油田在改善井控設(shè)備控制能力的基礎(chǔ)上優(yōu)化了井控工藝技術(shù)。1）技術(shù)套管發(fā)生破裂現(xiàn)象時(shí)會(huì)給井控作業(yè)埋下安全隱患，該油田中的山前井及部分施工周期較長(zhǎng)的鉆井存在套管嚴(yán)重磨損問題。為避免因套管損壞而對(duì)壓井作業(yè)造成影響，在實(shí)施井控作業(yè)時(shí)引進(jìn)了壓回工藝。2014年5月該油田中的13H井在鉆至6875m時(shí)出現(xiàn)溢流現(xiàn)象，經(jīng)了解后發(fā)現(xiàn)溢流時(shí)儲(chǔ)層的地層壓力為1250MPa左右，在應(yīng)用壓回工藝后成功控制了溢流，消除了井控時(shí)存在的安全隱患。2）在API SPEC6A標(biāo)準(zhǔn)中指出，如鉆井中H2S的壓力＞0.0003MPa，則應(yīng)采用有效的工藝技術(shù)保護(hù)井控設(shè)備，避免H2S腐蝕井控設(shè)備。針對(duì)油田部分區(qū)塊的鉆井中富含CO、H2S且壓力較大的問題，采用了以下措施保障井控安全。首先，在鉆井中使用抗硫能力較強(qiáng)的套管及套管頭，并同時(shí)將剪切閘板安裝在鉆井的井控設(shè)備中，保證能夠滿足井控剪切要求及避免剪切后將井口封閉的過程中發(fā)生安全事故[4]。其次，在井控時(shí)采用了放噴管線，避免H2S出現(xiàn)外溢現(xiàn)象時(shí)管線斷裂，從而保證井控安全。

[1]朱新華,黃熠,黃亮,李炎軍,羅黎敏.氣液兩相流動(dòng)理論在鶯歌海盆地高溫高壓氣井井控中的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝,2012,34(S1):16-18.

[2]鄒碧海,杜素艷,龍緒華.基于事故樹分析法的試修作業(yè)井控安全監(jiān)督重點(diǎn)研究[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012,14(6):102-108.

[3]鮑志強(qiáng),楊云華,王朝軍,李路.衛(wèi)351-1井壓裂后井口壓力異常升高的原因分析——應(yīng)用井控理論甄別氣井井史中的錯(cuò)誤[J].內(nèi)蒙古石油化工,2014(10):36-37.

[4]袁輝,李耀林,朱定軍,徐海春.海上油田水平井控水油藏方案研究及實(shí)施效果評(píng)價(jià)——以Wen8-3-A2h井為例[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2013,13(4):996-1002.