淺氣層井井控特點分析及預(yù)防對策探討

孫 偉

（大慶鉆探工程公司鉆井二公司，黑龍江大慶163413）

隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，很多工程技術(shù)人員認為淺氣層不會對鉆井施工安全造成影響，不會發(fā)生井涌、井噴事故，因此就會在施工有淺氣層存在井的時候產(chǎn)生麻痹大意的思想。通過查詢國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料和案例可以看出，施工淺氣層存在的井井控風(fēng)險更高，這是因為井的深度越淺，那么平衡地層壓力的鉆井液液柱壓力也就越低，一旦地層中的淺氣層中的氣體進入到井筒中后就很快使鉆井液液柱壓力與地層孔隙壓力之間失去平衡，進入井筒的氣體會在很短的時間內(nèi)就到達井口，噴出地面。而且如果一旦發(fā)生井涌或者井噴，關(guān)井后很容易造成套管鞋處或者上部松軟地面憋漏，壓井作業(yè)中也不能應(yīng)用常規(guī)的壓井方法，因此井控風(fēng)險更高。

1 淺氣層成因及井涌、井噴特點分析

淺氣層顧名思義就是地質(zhì)埋深比較淺的氣層，由于其地質(zhì)儲量沒有達到工業(yè)開發(fā)的規(guī)模，因此一直沒有被開發(fā)利用，在國內(nèi)外各大油田的開發(fā)過程中都有淺氣層的存在。

1.1 淺氣層的成因

在一般情況下，淺氣層的形成主要是由于地層在沉積過程中比較快速，使地層中的一部分能量沒有來得及分散釋放，聚集在一起形成了淺氣層。在國內(nèi)外大多數(shù)油田都有淺氣層的存在，淺氣層具有埋深淺、能量高、體積小、壓力大、分布沒有規(guī)律的特點，因此很難實現(xiàn)準確預(yù)測。

1.2 淺氣層井涌、井噴特點分析

通過對以往淺氣層井井涌、井噴案例的詳細分析發(fā)現(xiàn)，淺氣層井井涌、井噴主要有以下5個方面的特點。一是對鉆井液液柱壓力特別敏感。有淺氣層存在的井，一旦鉆井液液柱壓力稍有不能平衡地層壓力，或者是在起鉆過程中產(chǎn)生拔活塞抽吸的情況，地層中的淺層氣就會很快進入到井筒內(nèi)，并伴隨鉆井液噴出地面。二是反應(yīng)時間短。由于淺氣層的埋藏深度都特別淺，因此從淺層氣進入到井筒內(nèi)到噴出地面的時間特別短，往往是發(fā)現(xiàn)溢流還沒有時間進行關(guān)井作業(yè)，井筒內(nèi)的鉆井液伴隨著氣體就已經(jīng)噴出地面。三是處理難度大。與常規(guī)的井涌、井噴不同，由于淺氣層的埋藏深度特別淺，上部的地層疏松，成巖性差，地層壓力系數(shù)低，因此會在關(guān)井后造成表層套管鞋處，或者是其它薄弱層位產(chǎn)生漏失串槽，進而在井口周圍發(fā)生井噴。四是一旦發(fā)生井噴事故，那么其損失是比較大的。由于淺氣層井井涌、井噴很難得到有效控制，因此就難以實現(xiàn)壓井作業(yè)，一旦發(fā)生井噴失控，那么就會使井眼報廢，甚至?xí)沟孛嬷?，燒毀鉆井設(shè)備，并可能造成人員傷亡。五是淺氣層難以準確預(yù)測。淺氣層不像正常的沉積形成的油氣藏具有一定的分布規(guī)律，淺層氣具有分布零散的特點，很難預(yù)測。

2 預(yù)防淺層氣井涌、井噴對策

淺氣層井的井控風(fēng)險高，危害大，因此就要采取相應(yīng)的技術(shù)措施，保證施工具有淺氣層井的井控安全。

2.1 選用合理的鉆井液密度

淺氣層井井涌、井噴的一個重要原因就是鉆井液液柱壓力產(chǎn)生波動，不能夠平衡地層壓力，因此對于施工含有淺氣層區(qū)塊的井，一定要根據(jù)已經(jīng)完鉆的探井、開發(fā)井的實際施工情況，結(jié)合測井、錄井資料對地質(zhì)情況進行深入、細致研究，摸清楚地層的孔隙壓力、坍塌壓力和破裂壓力，保證鉆井液在能夠最大限度平衡地層壓力的同時，也不能把地層壓漏。

2.2 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

造成淺氣層井井涌、井噴的一個重要原因就是起鉆抽吸，因此對井身結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，減少起鉆抽吸，能夠有效降低淺氣層井的井控風(fēng)險。通過調(diào)研其它油田的淺氣層井井身結(jié)構(gòu)，將含有淺氣層的區(qū)塊井都更改為三開井，同時為了避免起鉆發(fā)生抽吸現(xiàn)象，應(yīng)用階梯式的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，即把可能含有淺氣層的層位在鉆井施工中設(shè)計為階梯井身結(jié)構(gòu)，例如215.9mm井眼的地層中含有淺氣層，那么可以將淺氣層及其以上的井眼應(yīng)用229mm鉆頭進行施工，淺氣層以下地層依然應(yīng)用215.9mm鉆頭施工，這樣就增加了井眼尺寸，降低了起鉆抽吸的風(fēng)險。

2.3 優(yōu)化鉆具組合

優(yōu)化鉆具組合的目的也是為了減少起鉆抽吸情況的發(fā)生，在鉆具組合的設(shè)計與使用過程中，盡量少用螺扶較多的滿眼鉆具組合和鐘擺鉆具組合，盡量應(yīng)用塔式鉆具組合，減少起鉆抽吸，對于一些井斜問題突出的區(qū)塊，可以應(yīng)用210mm方接頭代替214mm螺旋扶正器，有效避免起鉆抽吸，減少發(fā)生氣侵、井涌、井噴等事故復(fù)雜的發(fā)生。

2.4 合理配制井口裝置

對于含油淺氣層的區(qū)塊，在進行井口裝置的設(shè)計的時候，要充分考慮可能發(fā)生的突發(fā)意外情況，選用雙閘板21MPa以上的井口裝置，并且在封井器的安裝、試壓過程中要嚴格按照操作規(guī)程進行操作，保證封井器按照質(zhì)量達標(biāo)，試壓曲線真實，為防止井涌、井噴做好相應(yīng)的準備。

3 結(jié)束語

對于在含有淺氣層區(qū)塊施工的施工隊伍來說，一定要對淺氣層引起足夠的重視，利用鉆井液液柱壓力平衡地層壓力，在做好一次井控上下功夫。施工中要優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，優(yōu)化鉆井液性能，降低鉆井液粘度，根據(jù)區(qū)塊的特點，要盡量選用不帶扶正器的鉆具組合，防止起鉆抽吸，減少淺氣層井的井控風(fēng)險，保證施工安全。

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