淺析井控坐崗的源點(diǎn)

[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（初級）井控、二級井控和三級井控，從一級井控向二級井控的過渡是地下地質(zhì)壓力活躍的特征，是一個連續(xù)的地質(zhì)壓力活動過程，而溢流征兆是地下地質(zhì)壓力活動在地表最直觀的表征。所以，及時觀察發(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，如何實現(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：X937 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）27-0336-01

引言

坐崗觀察溢流是油氣勘探現(xiàn)場井控工作的重點(diǎn)。在一級（初級）井控中，依靠優(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的一級、二級和三級井控工作中，最終的目的是實現(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)系整個井控工作的成敗，同時，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，觀察時間長

通常地，在鉆井液循環(huán)系統(tǒng)中，單個鉆井液循環(huán)罐的體積一般在40m3左右，五個循環(huán)池的體積之和就會超過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）就啟動二級井控，從總池體積變量上觀察溢流就是要在200m3的總體積量上計算出1.0m3左右的變量。將1.0m3的總體積變量分配到五個循環(huán)罐中，那么，單個循環(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，用肉眼即時分辨出這個池液面高度變量是很困難的，而在各個循環(huán)罐之間的來回觀察更會耽擱時間。目前，只能依靠精密的電子設(shè)備，同時，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漂移也會濾掉這么細(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 不利于一級井控（初級井控）至二級井控的連續(xù)監(jiān)控

按照一級井控的措施要求，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井控就開始了，而不是強(qiáng)調(diào)二級井控中溢流觀察到的結(jié)果。從一級井控到二級井控，本質(zhì)上是一個連續(xù)的過程，是一個過程控制，所以，總體積變量觀察溢流的方式在一級井控中也不是十分適用的。

㈢ 地層流體對鉆井液系統(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，時間越長受污染的程度越大，如果處理不完善，則會污染整個鉆井液系統(tǒng)，從而阻礙了整個井控工作的開展。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)會受到外界雨水補(bǔ)充，所有這些都會導(dǎo)致循環(huán)罐鉆井液總體積的增與減，也就會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)行都會影響到總體積產(chǎn)生變量，從而也會影響到溢流的觀察和判斷。

二、計量罐鉆井液體積變量觀察法

起下鉆過程中，通過計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）都必須通過計量罐計量。下鉆時，排替出的鉆井液進(jìn)入計量罐，當(dāng)達(dá)到計量罐計量高限時，就需要將鉆井液排替到循環(huán)罐中，如此反復(fù);起鉆時，計量罐中灌入鉆井液，并按照灌漿計量要求，及時從計量罐中向井筒內(nèi)灌注鉆井液，這兩個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左右就會直接影響到溢流的判斷，計量罐處于緩沖罐的下游，緩沖罐的任何操作都會直接影響到計量罐中鉆井液產(chǎn)生的體積變量。所以，通過計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)計上為低進(jìn)、高出裝置，位于震動篩的上游，底部有放漿閘口，由此鉆井液可直接排放到計量罐內(nèi);所以，緩沖罐是鉆井液自井筒返出后的第一個有效計量器具。起鉆時，自計量罐中向井筒內(nèi)灌注鉆井液（灌漿）;下鉆時，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量罐內(nèi)，至此，緩沖罐和計量罐形成了一個閉環(huán)計量系統(tǒng)。

緩沖罐的容積根據(jù)其設(shè)計大小而定，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)確的計量;同時，由于有了精確范圍的溢流觀察空間，國際上進(jìn)行坐崗溢流觀察的重點(diǎn)都選擇在了緩沖罐上。同時，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)，中國石油大學(xué)出版社，2008年7月。

作者簡介

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。