淺析鉆井井噴失控的原因分析及防控措施

孫飛飛（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江大慶 163453）

淺析鉆井井噴失控的原因分析及防控措施

孫飛飛（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江大慶 163453）

井噴事故在最近幾年時(shí)有發(fā)生，在社會(huì)上影響極壞，被列為作業(yè)中的頂級(jí)事故隱患。因而分析和評(píng)價(jià)井噴失控原因，制定相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)削減措施，實(shí)施井噴失控風(fēng)險(xiǎn)管理，是有序控制和處理井噴事故，杜絕井噴失控事故的最直接、最有效途徑。

井噴；失控；風(fēng)險(xiǎn)管理；隱患

1 井噴失控的直接原因

1.1 起鉆抽汲，造成透噴

在鉆頭下方就會(huì)對(duì)地層中的液體產(chǎn)生抽汲作用，使地層壓力大于井底壓力，從而使地層液體進(jìn)入井內(nèi)造成油氣水侵，直至發(fā)生井噴。

1.2 起鉆不灌修井液或沒(méi)有灌滿

在起鉆時(shí)，灌入鉆井液體積小于起出鉆柱體積，會(huì)使鉆井液柱高度下降，從而引起井底壓力下降，嚴(yán)重時(shí)則導(dǎo)致溢流與井噴。

1.3 不能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)溢流

如鉆進(jìn)時(shí)機(jī)械鉆速增加、dc指數(shù)值減小，下鉆時(shí)返出的鉆井液體積大于下入鉆具的體積、井口不返鉆井液井口液面下降等現(xiàn)象。如果不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和正確的處理，就會(huì)使溢流繼續(xù)增大，直至發(fā)生井噴。

1.4 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，致使氣侵段鉆井液或氣柱迅速上移，再想關(guān)井，為時(shí)已晚。

1.5 井控設(shè)備的安裝及試壓不符合要求

操作時(shí)沒(méi)有按照井身結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要求配備壓力相當(dāng)?shù)木卦O(shè)備，導(dǎo)致無(wú)法正常進(jìn)行壓井，從而導(dǎo)致井噴。

1.6 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

表層套管下的深度不夠，技術(shù)套管下的深度又靠上，當(dāng)鉆到下地層遇有異常壓力而關(guān)井時(shí)，在表層套管鞋外憋漏，鉆井液竄至井場(chǎng)地表，無(wú)法實(shí)施關(guān)井。

1.7 對(duì)淺氣層的危害性缺乏足夠的認(rèn)識(shí)

我們?cè)谠O(shè)計(jì)淺層氣井鉆井的時(shí)候，往往忽視鉆井井噴，總以為這么淺壓力不會(huì)太高，往往這種麻痹思想就會(huì)釀成重大事故。經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)告訴我們，鉆井井深越淺，越不好控制。井筒內(nèi)鉆井液少，液柱壓力容易突破。失去平衡后地層氣體就會(huì)迅速突破，到達(dá)地面。由于時(shí)間短，應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間就會(huì)變少。淺層鉆井發(fā)生井噴后壓力迅速上升，也給表層套管鞋帶來(lái)考驗(yàn)，很容易憋漏。我們?cè)趯?shí)施淺層鉆井時(shí)候一定要優(yōu)化設(shè)計(jì)，在一次井控上下工夫，采取切實(shí)可行的應(yīng)急預(yù)案措施。

1.8 鉆遇漏失層段發(fā)生井漏未能及時(shí)處理或處理措施不當(dāng)

鉆井過(guò)程中產(chǎn)生井漏，鉆井液的液面會(huì)下降，壓力降低。反過(guò)來(lái)地層壓力過(guò)高，鉆井液采取的不合適低于地層壓力，地層液體就會(huì)涌出地面，嚴(yán)重的情況就會(huì)構(gòu)成井噴事故。我們?cè)趨^(qū)塊內(nèi)選擇鉆井時(shí)候，不僅要考慮地層原始?jí)毫?，也要考慮注水開發(fā)后形成的地層壓力，尤其是多年開發(fā)的注水區(qū)塊，地下情況復(fù)雜，存在注入不到的地方，或者在某一圈閉內(nèi)形成高壓區(qū)。探井在鉆井過(guò)程中要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地層壓力，根據(jù)地層壓力變化，及時(shí)采取措施，避免井噴帶來(lái)的事故。

2 鉆井井噴的危害

在油田安全生產(chǎn)中，井噴事故安全的頭等大事。不僅給經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的損失，同時(shí)也擾亂社會(huì)的工作、生活秩序。對(duì)所在區(qū)域的油田生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重不良影響，關(guān)系整個(gè)油田的大局。一旦發(fā)生井噴不僅影響所鉆遇的油井，致使該油井處理難度加大，修井復(fù)雜，嚴(yán)重的就會(huì)報(bào)廢，不能開采。同時(shí)對(duì)周邊環(huán)境影響也是不可估量的。嚴(yán)重井噴產(chǎn)生的地層液體含有有害物質(zhì)，直接危及周邊人的生命。氣體遇火會(huì)產(chǎn)生著火，嚴(yán)重產(chǎn)生爆炸，波及周圍居民。不僅造成機(jī)毀人亡，甚至危及群眾的居住環(huán)境，帶來(lái)不良的社會(huì)影響。

3 鉆井井噴預(yù)防的措施

3.1 要有效的杜絕井噴失控的發(fā)生，必須從預(yù)防措施抓起，扎實(shí)開展本油田不同地區(qū)的井控風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和井控風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)工作，針對(duì)本油氣田不同區(qū)域的地質(zhì)、油藏及環(huán)境特點(diǎn)以及以往溢流、井涌、井噴及有毒有害氣體溢出情況，進(jìn)行井控風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和分級(jí)。

3.2 井控工作堅(jiān)持“發(fā)現(xiàn)溢流立即關(guān)井，疑是溢流關(guān)井檢查，預(yù)測(cè)溢流關(guān)井循環(huán)”的原則，要“立足一次井控，做好二次井控，杜絕三次井控”。依照集團(tuán)公司相關(guān)井控文件、井控規(guī)定及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)井中屬于重點(diǎn)探井（指新區(qū)探井和集團(tuán)公司重點(diǎn)探井）、“三高井”、欠平衡特殊工藝井等范疇的井，根據(jù)實(shí)際施工的特殊需要，配備使用標(biāo)準(zhǔn)的或高一級(jí)別的井控裝備、制定相應(yīng)的專項(xiàng)井控技術(shù)措施。

3.3 鉆開油氣層前錄井隊(duì)做好地層壓力預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)工作，加強(qiáng)地層對(duì)比，及時(shí)提出地質(zhì)預(yù)告。我們?cè)谔骄@井過(guò)程中，必須進(jìn)行隨鉆監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)反映地層情況。根據(jù)壓力檢測(cè)數(shù)據(jù)繪制該井的地層壓力預(yù)測(cè)曲線、地層壓力監(jiān)測(cè)曲線，設(shè)計(jì)鉆井液密度曲線、實(shí)際鉆井液密度曲線。開發(fā)井要繪制設(shè)計(jì)鉆井液密度曲線和實(shí)際鉆井液曲線。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，若需調(diào)整鉆井液密度，正常情況下，應(yīng)按審批程序及時(shí)申報(bào)，經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)同意后方可進(jìn)行。遇特殊情況時(shí)，施工單位可先行處理，然后再上報(bào)。鉆開油層前50-100米和在油層鉆進(jìn)過(guò)程中，每次下鉆到底鉆進(jìn)前及每鉆進(jìn)300米都要以正常排量的1/3-1/2測(cè)一次低泵速循環(huán)壓力，并作好泵沖數(shù)、排量、循環(huán)壓力參數(shù)。當(dāng)井底變化較大的時(shí)候，首先通過(guò)鉆井液的性能變化表現(xiàn)出來(lái)，這就需要及時(shí)采取措施，檢測(cè)地層壓力變化情況。當(dāng)鉆頭到達(dá)油氣層后，在起鉆前要循環(huán)觀察，到達(dá)油層200-300米的時(shí)候采取低鉆速，一般小于0.5米/秒，同時(shí)也要控制下鉆速度。當(dāng)起鉆時(shí)候，根據(jù)情況灌鉆井液，同時(shí)要核灌入量，再次起鉆桿和1柱鉆鋌時(shí)也要考慮灌鉆井液。來(lái)保證實(shí)施的安全。下鉆時(shí)或檢修設(shè)備時(shí)，必須保持井內(nèi)具有一定數(shù)量的鉆具，同時(shí)觀察出口返液情況。

4 結(jié)語(yǔ)

鉆井井控工作是油田安全的重中之重的工作。經(jīng)過(guò)管理需要全方位、全員的重視，加強(qiáng)井況的安全工作就要從細(xì)微處入手。不放過(guò)作業(yè)過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)。嚴(yán)格控制源頭。通過(guò)建立規(guī)范的操作細(xì)則和危險(xiǎn)點(diǎn)源的識(shí)別，不斷完善HSE管理內(nèi)涵。完善井控的應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)全員的安全培訓(xùn)，強(qiáng)化現(xiàn)在監(jiān)督管理，堅(jiān)持預(yù)防為主，對(duì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，把井控風(fēng)險(xiǎn)降低到最小程度。

［1］1SY/T6426-2005鉆井井控技術(shù)規(guī)程，石油工業(yè)出版社.