對井控的認(rèn)識

1、克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計書姓名：王桂明班級：鉆井0931學(xué)號：09031546專業(yè)：鉆井技術(shù)系部：石油工程系論文題目：對井控的認(rèn)識指導(dǎo)教師：徐志聃二零一一年十二月摘要井控技術(shù)是油氣井工程的核心技術(shù)近年來井控工作所取得的成績很大，積累的經(jīng)驗(yàn)十分豐富，但是井噴失控造成的損失也是巨大的，這些嚴(yán)峻的事實(shí)說明人們對井控原理及其技術(shù)的研究及掌握還不夠，本文通過對井控的概念和井噴的原因及危害進(jìn)行總結(jié)，并且結(jié)合了以往的事故案例，使人們深刻的認(rèn)識到井控的重要性，在生產(chǎn)中能夠嚴(yán)格的執(zhí)行井控標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：井控技術(shù)井噴失控井控分級目錄關(guān)鍵詞：2第一章井控的基本概念41.1井控的定義41.2井控的分級41.3與

2、井控有關(guān)的概念5第二章井噴失控的原因及危害62.1井噴失控的原因62.2井噴失控的危害72.2.1基本情況72.2.2事故發(fā)生經(jīng)過72.2.3事故處理過程82.2.4事故原因分析92.2.5事故教訓(xùn)10致謝1314第一章井控的基本概念1.1井控的定義井控，即井涌控制或壓力控制，是指采取一定的方法控制住地層孔隙壓力，基本上保持井內(nèi)壓力平衡，保證鉆井的順利進(jìn)行的技術(shù)。定義中所說的“一定的方法”包括兩個方面：1）合理的壓井液密度；2）合乎要求的井口防噴器。定義中所說的“基本上保持井內(nèi)壓力平衡”指：P井底-P地層=AP（AP取值：對于油井取1.53.5MPa；對于氣井取3.05.0MPa。）1.2井控

3、的分級根據(jù)井涌的規(guī)模和采取的控制方法之不同，井控作業(yè)分為三級，即初級井控、二級井控和三級井控。初級井控：采用合適的鉆井液密度和技術(shù)措施使井底壓力稍大于地層壓力的鉆井過程。初級井控的核心就是確定一個合理的鉆井液密度，初級井控提供的鉆井液液柱壓力為安全鉆井形成第一級屏障。初級井控技術(shù)要求我們在進(jìn)行鉆井施工時，首先要考慮配制合適密度的鉆井液，確保井內(nèi)鉆井液液柱壓力能夠平衡甚至大于地層壓力，保證井口敞開時安全施工。二級井控：由于某些原因使井底壓力小于地層壓力時，發(fā)生了溢流，但可以利用地面設(shè)備和適當(dāng)?shù)木丶夹g(shù)來控制溢流，并建立新的井內(nèi)壓力平衡，達(dá)到初級井控狀態(tài)。二級井控技術(shù)要求井口必須裝防噴器組，井口防

4、噴器組為安全鉆井提供第二級屏障。二級井控的實(shí)質(zhì)是“早發(fā)現(xiàn)、早關(guān)井和早處理”：（1）早發(fā)現(xiàn)：溢流被發(fā)現(xiàn)得越早越便于關(guān)井控制，越安全。國內(nèi)現(xiàn)場一般將溢流量控制在12m3之前發(fā)現(xiàn)。這是安全、順利關(guān)井的前提。（2）早關(guān)井：在發(fā)現(xiàn)溢流或預(yù)兆不明顯、懷疑有溢流時，應(yīng)停止一切其它作業(yè)，立即按關(guān)井程序關(guān)井。（3）早處理：在準(zhǔn)確錄取溢流數(shù)據(jù)和填寫壓井施工單后，就應(yīng)節(jié)流循環(huán)排出溢流和進(jìn)行壓井作業(yè)。三級井控：三級井控是指二級井控失敗，井涌量大，失去了對地層流體流入井內(nèi)的控制，發(fā)生了井噴（地面或地下），這時使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)與設(shè)備重新恢復(fù)對井的控制，達(dá)到初級井控狀態(tài)。即常說的井噴搶險，這時可能需要滅火、打救援井等各種具體

5、技術(shù)措施。對一口井來說，應(yīng)當(dāng)努力使井處于初級井控狀態(tài)，同時做好一切應(yīng)急準(zhǔn)備，一旦發(fā)生井侵能迅速地做出反應(yīng)，加以處理，恢復(fù)正常鉆井作業(yè)。要盡力防止井侵變成井噴。1.3與井控有關(guān)的概念1）井侵當(dāng)?shù)貙涌紫秹毫Υ笥诰讐毫r，地層孔隙中的流體（油、氣、水）將侵入井內(nèi)，通常稱之為井侵。最常見的井侵為氣侵和鹽水侵。2）溢流當(dāng)井侵發(fā)生后，井口返出的鉆井液的量比泵入的鉆井液的量多，停泵后井口鉆井液自動外溢，這種現(xiàn)象稱之為溢流。特點(diǎn)：返出流體不會到達(dá)轉(zhuǎn)盤面上。3) 井涌國內(nèi)定義：井涌是溢流的進(jìn)一步發(fā)展，井口返出流體超過轉(zhuǎn)盤面，但低于二層平臺。國外定義：當(dāng)?shù)貙訅毫Υ笥诰讐毫r，在其壓差作用下，地層流體進(jìn)入井眼，

6、這種流體流動稱為井涌。4) 井噴國內(nèi)定義：井涌進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)井口返出流體超過二層平臺時稱為井噴。國外定義：井涌失控稱為井噴。井噴有地上井噴和地下井噴。流體自地層經(jīng)井筒噴出地面叫地上井噴，從井噴地層流入其它低壓層叫地下井噴。5) 井噴失控井噴發(fā)生后，無法用常規(guī)方法控制井口而出現(xiàn)敞噴的現(xiàn)象稱為井噴失控。這是鉆井過程中最惡性的鉆井事故。6) 井噴失火井噴后失去控制的地層流體在地面遇到火源著火的現(xiàn)象。這是鉆井過程中最惡性的、損失巨大的鉆井事故。圖1-1與井控相關(guān)的概念第二章井噴失控的原因及危害2.1井噴失控的原因井噴失控的原因大體可歸納以下方面：1)起鉆抽汲，造成誘噴。2)起鉆不灌修井液或沒有灌滿。3

7、) 不能及時準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)溢流。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，為時已晚。5) 井口不安裝防噴器。井口不安裝防器主要是認(rèn)識上的片面性：其一，片面追求節(jié)省成本，想盡量少地投入設(shè)備；其二，認(rèn)為地層壓力系數(shù)低，不會發(fā)生井噴，用不著安裝防噴器。6) 井控設(shè)備的安裝及試壓不合格。7) 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。表層套管下的深度不夠，技術(shù)套管下的深度又靠上，當(dāng)鉆到地層遇有異常壓力而關(guān)井時，在表層套管鞋外憋漏，鉆井液竄至井場地表，無法實(shí)施關(guān)井。8) 對淺氣層的危害性缺乏足夠的認(rèn)識。許多人認(rèn)為淺氣層淺，最多幾百米深，地層

8、壓力低，不會造成麻煩。而實(shí)際上，井越淺，平衡地層壓力的鉆井液柱壓力也越小，一旦失去平衡，淺層的油氣上竄速度很快，很短時間就能到達(dá)井口，很容易讓人措手不及。而且淺氣層發(fā)生井涌井噴，關(guān)上井很容易在上部淺層或表層套管鞋處憋漏。所以，淺氣層的危害性必須引起人們的重視，要從井身結(jié)構(gòu)和一次控制上下工夫。9) 地質(zhì)設(shè)計未能提供準(zhǔn)確的地層壓力資料，造成使用的鉆井液密度低于地層孔隙壓力。10) 空井時間過長又無人觀察井口?？站畷r間過長一般都是由于起完鉆后檢修設(shè)備或是等技術(shù)措施。由于長時間空井不能循環(huán)修井液，造成井底侵入的氣體有足夠的時間向上滑脫運(yùn)移。當(dāng)運(yùn)移到井口時已來不及下鉆，往往造成井噴失控。11) 鉆遇漏失

9、層段發(fā)生井漏未能及時處理或處理措施不當(dāng)。發(fā)生井漏以后，井內(nèi)修井液柱壓力降低，當(dāng)液柱壓力低于地層壓力時就會發(fā)生井侵，井涌乃至井噴。12) 相鄰注水井不停注或不減壓。由于油田經(jīng)過多年的開發(fā)注水，地層壓力已不是原始的地層壓力，尤其是遇到高壓封閉區(qū)塊，它的壓力往往大大高于原始地層壓力。如果鄰近的注水井不停注，或是停注但不泄壓，往往造成鉆井或修井的復(fù)雜情況發(fā)生。13) 思想麻痹，違章操作。由于思想麻痹，違章操作而導(dǎo)致的井噴失控在這類事故中占有相當(dāng)大的比例，解決這個問題。主要要從嚴(yán)格管理和技術(shù)培訓(xùn)兩個方面入手，做好基礎(chǔ)工作。2.2井噴失控的危害2.2.1基本情況河油田黃2634井完鉆井深2695.0m；油

10、層套管139.7X2694.77m，生產(chǎn)井段2206.42656.0m。預(yù)計在沙河街組中部井段2095.22028.0m射孔，測井解釋預(yù)射孔段為油層，設(shè)計壓井液密度1.05g/cm3。2006年2月4日興隆臺工程技術(shù)處作業(yè)十五隊用89槍射孔，計劃射七炮，在射完第一炮起電纜時，發(fā)生井噴失控著火。2.2.2事故發(fā)生經(jīng)過2:30射孔隊施工準(zhǔn)備。2:52射孔校深。2:54點(diǎn)火起爆，上提電纜。2:56電纜提出100多米，發(fā)現(xiàn)井口井涌，立即商定剪斷電纜，關(guān)射孔閘門。2:58噴出液柱高達(dá)2m左右。3:00左右，剪斷電纜，同時搶關(guān)射孔閘門，此時液柱高度約10米左右，隨著噴勢越來越大，放炮閘門難以關(guān)閉。副隊長打

11、開南側(cè)套管閘門進(jìn)行分流，此時井口周圍彌漫水霧并伴有天然氣。3:05左右井口南側(cè)發(fā)出“砰”的一聲，著火。見圖1。圖1黃2634井井噴失控著火照片2.2.3事故處理過程（1）匯報并啟動應(yīng)急預(yù)案3:05至3:07作業(yè)隊副隊長向黃金帶消防隊匯報火警，同時隊長向作業(yè)區(qū)匯報。3:10作業(yè)區(qū)向處調(diào)度室匯報。3:07消防隊接到火警，于3:18到達(dá)井噴現(xiàn)場，3:22，滅火戰(zhàn)斗展開。3:30消防隊搶開出射孔車輛兩臺，拖出作業(yè)值班房一個。3:40油田公司啟動遼河石油勘探局突發(fā)特別重大事故應(yīng)急救援預(yù)案。4:20第一批有關(guān)人員到達(dá)現(xiàn)場。4:40成立20人的搶險突擊隊。（2）搶險組織、準(zhǔn)備4:50按照應(yīng)急預(yù)案組織搶險工作

12、，制定搶險方案，組織搶險物資，加工搶險工具。8:50搶拖出作業(yè)機(jī)和少量油管、抽油桿。（3）搶險滅火壓井成功15:30成功關(guān)閉套管南側(cè)閘門，南部地面火焰熄滅。16:30拖出靠南側(cè)抽油機(jī)組，基本完成井場清障。20:00三臺壓裂車組用60m3壓井液，攜帶橡膠球80個（直徑15mm）和膠皮等堵塞物進(jìn)行壓井，最小壓力1MPa，最大壓力14MPa,20:23堵住井口，火焰全部熄滅，壓井成功。2.2.4事故原因分析（1）直接原因 設(shè)計射孔液密度不夠是造成井噴的直接原因。射孔井段一直沒有測試過，而射孔液的密度卻參照下部原來老層的地層壓力系數(shù)確定，設(shè)計的射孔液密度1.05g/cm3,低于實(shí)際的地層壓力系數(shù)。 沒

13、接放噴管線是導(dǎo)致井噴著火的直接原因。井噴以后，企圖打開套管閘門放噴以降低井內(nèi)壓力，讓電纜頭落入井內(nèi)，便于關(guān)閉射孔閘門，但該井既沒有接放噴管線也沒有接壓井管線，不能把井內(nèi)流體引至井場外的安全地帶。噴出的流體遇到柴油機(jī)排氣管火花造成火災(zāi)。（2）間接原因 對目的層的地質(zhì)情況認(rèn)識不準(zhǔn)確該井測井解釋為油層，而實(shí)際射開是氣層。如果解釋是氣層，按照遼河油田選擇射孔方式的規(guī)定，應(yīng)選擇油管傳輸射孔。如選用傳輸射孔則發(fā)生井涌時可以關(guān)閉采油（氣）樹閘門，避免井噴失控。 射孔閘門關(guān)閉困難射孔閘門缺乏保養(yǎng)，關(guān)閉困難，加之閘門內(nèi)有電纜頭，難以關(guān)嚴(yán)。（3）管理原因地質(zhì)設(shè)計中的有關(guān)地層資料、工程設(shè)計中的有關(guān)井控要求都過于簡單

14、，沒有針對性。設(shè)計射孔液密度偏低。井控意識薄弱，沒有執(zhí)行“遼河油田井控實(shí)施細(xì)則”，沒有安裝放噴管線和壓井管線。2.2.5事故教訓(xùn)（1）增強(qiáng)井控意識從該井井噴失控著火的事故分析，無論是管理層還是設(shè)計層，從機(jī)關(guān)到基層作業(yè)隊其井控意識都急待加強(qiáng)。（2）射孔液的密度設(shè)計要合理對從未測試的層位，射孔液的密度不能按已開采層的壓力系數(shù)設(shè)計，要按鉆進(jìn)該層段的鉆井液密度設(shè)計。（3）要認(rèn)真執(zhí)行井控技術(shù)規(guī)定對氣井、高溫高壓井、含有毒有害氣體等重點(diǎn)井、射孔、壓裂酸化后的施工作業(yè)必須按井控規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)接放噴管線和壓井管線；必須執(zhí)行開工前的井控驗(yàn)收制度，達(dá)到井控要求才能允許施工。（4）在選擇射孔方式上，盡量選擇油管傳輸?shù)姆绞缴淇?。?）射孔作業(yè)應(yīng)盡量避開夜間進(jìn)行。（6）剪斷電纜位置要適當(dāng)。斷電纜在井內(nèi)基本“直立”，彎曲量較少。要使斷電纜頭落入井內(nèi)，才能實(shí)施有效關(guān)井。黃2634井射孔電纜起出100m左右就發(fā)生井涌，剪斷電纜后，電纜頭露在射孔閘門外，致使射孔閘門不能完全關(guān)閉。見圖2。圖2致謝本文是在學(xué)院老師的悉心指導(dǎo)和熱情鼓勵下完成的。至此論文成稿