淺氣層井控特征性分析與預(yù)防策略

淺氣層井控特征性分析與預(yù)防策略

摘要：查詢國(guó)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(xiǎn)更高，這是因?yàn)榫纳疃仍綔\，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(jìn)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(jìn)入井筒的氣體會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)就到達(dá)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(xiǎn)更高。關(guān)鍵詞：淺氣層；鉆井井控技術(shù)；液柱壓力；井涌井噴；鉆井液隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，很多工程技術(shù)人員認(rèn)為淺氣層不會(huì)對(duì)鉆井施工安全造成影響，不會(huì)發(fā)生井涌、井噴事故，因此就會(huì)在施工有淺氣層存在井的時(shí)候產(chǎn)生麻痹大意的思想。淺氣層具有地質(zhì)埋深淺、體積小、壓力大、能量高、上竄速度快等特點(diǎn)，因此在施工含有淺氣層區(qū)塊的井時(shí)，井控風(fēng)險(xiǎn)非常高。從淺氣層成因及井涌、井噴特點(diǎn)出發(fā)，從鉆井液密度合理選用、優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)、優(yōu)化鉆具組合和選用合理的井口裝置等幾個(gè)方面對(duì)預(yù)防淺氣層井井涌、井噴技術(shù)進(jìn)行了探討，希望對(duì)井控從業(yè)者具有一定的啟示作用。1淺氣層成因及井涌、井噴特點(diǎn)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(chǔ)量沒有達(dá)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(guó)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(guó)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(diǎn)，因此很難實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。1.2淺氣層井涌、井噴特點(diǎn)分析通過對(duì)以往淺氣層井井涌、井噴案例的詳細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，淺氣層井井涌、井噴主要有以下5個(gè)方面的特點(diǎn)。一是對(duì)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(huì)很快進(jìn)入到井筒內(nèi)，并伴隨鉆井液噴出地面。二是反應(yīng)時(shí)間短。由于淺氣層的埋藏深度都特別淺，因此從淺層氣進(jìn)入到井筒內(nèi)到噴出地面的時(shí)間特別短，往往是發(fā)現(xiàn)溢流還沒有時(shí)間進(jìn)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(huì)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(jìn)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(shí)現(xiàn)壓井作業(yè)，一旦發(fā)生井噴失控，那么就會(huì)使井眼報(bào)廢，甚至?xí)沟孛嬷穑瑹龤с@井設(shè)備，并可能造成人員傷亡。五是淺氣層難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。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(diǎn)，很難預(yù)測(cè)。2預(yù)防淺層氣井涌、井噴對(duì)策淺氣層井的井控風(fēng)險(xiǎn)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(gè)重要原因就是鉆井液液柱壓力產(chǎn)生波動(dòng)，不能夠平衡地層壓力，因此對(duì)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(shí)際施工情況，結(jié)合測(cè)井、錄井資料對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行深入、細(xì)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(shí)，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(gè)重要原因就是起鉆抽吸，因此對(duì)井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少起鉆抽吸，能夠有效降低淺氣層井的井控風(fēng)險(xiǎn)。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(shí)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(jì)形式，即把可能含有淺氣層的層位在鉆井施工中設(shè)計(jì)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(jìn)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(xiǎn)。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(jì)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(duì)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(duì)于含油淺氣層的區(qū)塊，在進(jìn)行井口裝置的設(shè)計(jì)的時(shí)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(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，保證封井器按照質(zhì)量達(dá)標(biāo)，試壓曲線真實(shí)，為防止井涌、井噴做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。3結(jié)束語對(duì)于在含有淺氣層區(qū)塊施工的施工隊(duì)伍來說，一定要對(duì)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(diǎn)，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(xiǎn)，保證施工安全。參考文獻(xiàn)：[1]王虎，耿海亮，倪建強(qiáng).淺氣層井涌的特點(diǎn)及井控作業(yè)程序[J].西部探礦工程，2009（9）.[2孫長(zhǎng)青.葡南油田黑帝廟淺氣層鉆井井控風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策[J].中國(guó)石油和化工，2015（1）.[3]董文革.淺