井控安全技術在鉆井過程中的應用探究

喻海霞

摘 要：隨著鉆井業(yè)的發(fā)展，使得井控技術的重要性也越來越大，井控技術的掌握程度對作業(yè)的效率以經(jīng)濟人員的安全都有著極大的關系。所以在實際的鉆井作業(yè)中，一定要提高作業(yè)人員的技能水平，充分的掌握井控技術的關鍵，從而更好的進行鉆井作業(yè)的開展，保障的提高作業(yè)的效率以及人員的安全。

關鍵詞：井控；鉆井；油氣層；安全技術

井控指的是采用有效措施對鉆井地層壓力進行控制，以確保井內(nèi)壓力處于平衡狀態(tài)。實施井控不但能夠預防井噴事故，保障施工安全，同時還可以保護鉆井中的油氣層，避免油氣層被污染。本文結合實踐經(jīng)驗對鉆井過程中應用井控安全技術的相關問題進行了探討，旨在提高鉆井生產(chǎn)效率。

一、井控時存在的安全隱患

在實際鉆井時可能會遇到高硫化氫、高地層壓力、地層復雜的油藏，特殊性油藏可能造成開采周期長，同時也會對井控作業(yè)造成一定的影響。在開發(fā)高含硫油藏時，需要同時處理鉆井中的井控及 H2S 問題，一旦H2S泄漏則會對井控作業(yè)的順利進行造成嚴重影響。另一方面，由于作業(yè)環(huán)境較為特殊，鉆井中的油管、套管或井口設備的性能均會受到影響，如因井控無效而發(fā)生泄漏、井噴事件，則可能引起H2S中毒事故。在開采超高壓鉆井時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，井控時難以有效分離毫米級的氣泡，由于無法及時進行除氣，所以極易造成井噴在壓力較高的油氣層中實施開采中作業(yè)時，鉆井常會出現(xiàn)溢流問題，在井控時通常需要關井。如關井立壓過大，則鉆井泵所承受的壓力也在變大，在鉆井泵無法承受立壓時，壓井作業(yè)就無法正常進行，這也會對井控作業(yè)的安全性造成影響。

（一）井控技術工作原理

在鉆井工作中所運用的井控技術的工作原理主要就是以壓力平衡原理作為基礎，壓力平衡原理就是指在實際的鉆井工作中保證井底的壓力等于或大于地層的壓力。而將井控技術運用與鉆井工作中，最主要的目的就是為了在作業(yè)的過程中，一旦出現(xiàn)不良情況，可以及時有效的控制好工作的力度，從而降低因不良情況的出現(xiàn)而帶來安全威脅。一般情況下鉆井作業(yè)主要包括壓井作業(yè)、沖砂作業(yè)、壓裂酸化、鉆桿或上下油管、射孔作業(yè)、注水泥塞以及鉆塞作業(yè)著八種作業(yè)類型，而且由于這八種作業(yè)的情況都極為的復雜，所以對井控技術的要求相對來說也比較高，而且在鉆井作業(yè)的過程中，也會遇到一些井控技術的難點，如節(jié)流管線長、安全窗口過窄等。

（二）井控技術相關設備

在鉆井中所運用的井控技術所涉及的相關設備很多，主要包括以下幾種：封井器、節(jié)流管以及地層壓力配套設施等。而所涉及的這些設備都會對鉆井作業(yè)的效率產(chǎn)生極大的影響，同時設備質量的好壞還關系著作業(yè)人員的生命安全，所以在進行鉆井作業(yè)前，一定要嚴格按照這些涉及的井控設備，而且在安裝好后要進

行仔細的檢查，除此之外還要對這些設備進行必要的維護、保養(yǎng)，避免設備年久失修而出現(xiàn)老化，從而埋下安全隱患。例如在實際的生活中，在安裝井的地面井控裝置時，首先就必須對地層壓力進行監(jiān)測，然后根據(jù)得到的地層壓力進行地層壓力配套設施的設計，并且在安裝時要進行現(xiàn)場測試，保證設施安裝完好，提高使用的安全性。同時在日常的鉆井作業(yè)中，一定要對這些井控設備進行定期的維護，在保證設備性能的基礎上進行鉆井作業(yè)的開展。

二、井控安全技術在鉆井過程中的應用分析

（一）井控難點

某油田中的鉆井共有 890 口，油藏儲層埋深為 1500m-2500m，天然氣儲藏埋深為 2850m-3650m，油氣儲層具有滲透率低、連通性差及巖性致密的特點，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，關井時套壓為 15.7MPa，需要采用有效的井控安全技術恢復井下的壓力平衡。

（二）井控安全技術應用情況

（1）改善井控設備控制能力改善井控設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備所具有的控制能力時采用了以下技術：1）油田中 34H 井的節(jié)流閥存在反應遲鈍、響應速度慢等問題，了解節(jié)流閥及鉆井實際情況后對節(jié)流閥的結構進行優(yōu)化，并同時配備了與節(jié)流閥相適應的硬質合金保護套，經(jīng)改造后有效提高了節(jié)流閥的精度、強度及抗腐蝕能力，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，在實施井控作業(yè)時利用了 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，在此類鉆井中應用了氣動加重井控裝置。應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間，同時也有效提高了井控的安全性。

（2）優(yōu)化井控工藝技術為了進一步提高井控作業(yè)的安全性，該油田在改善井控設備?？刂颇芰Φ幕A上優(yōu)化了井控工藝技術。1）技術套管發(fā)生破裂現(xiàn)象時會給井控作業(yè)埋下安全隱患，該油田中的山前井及部分施工周期較長的鉆井存在套管嚴重磨損問題。為避免因套管損壞而對壓井作業(yè)造成影響，在實施井控作業(yè)時引進了壓回工藝。 2014 年 5月該油田中的 13H 井在鉆至 6875m 時出現(xiàn)溢流現(xiàn)象，經(jīng)了解后發(fā)現(xiàn)溢流時儲層的地層壓力為 1250MPa 左右，在應用壓回工藝后成功控制了溢流，消除了井控時存在的安全隱患。2）在API SPEC6A 標準中指出，如鉆井中 H2S 的壓力>0.0003MPa，則應采用有效的工藝技術保護井控設備，避免 H2S 腐蝕井控設備。針對油田部分區(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的套管及套管頭，并同時將剪切閘板安裝在鉆井的井控設備中，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。其次，在井控時采用了放噴管線，避免 H2S 出現(xiàn)外溢現(xiàn)象時管線斷裂，從而保證井控安全。

三、結束語

目前，隨著技術的不斷發(fā)展，井控技術在鉆井中的作用也也來越大，既對作業(yè)的效率產(chǎn)生影響，同時還會關系著作業(yè)人員的安全，所以在實際的應用過程中一定要科學合理的應用，這樣才能提高鉆井作業(yè)的效率，保證作業(yè)人員的生命安全。

參考文獻：

[1]丁毅.探討井控安全技術在鉆井過程中的應用[J].《化工管理》 ， 2014 （36） ：57-5