鉆井作業(yè)中井噴的原因及預(yù)防措施

孟凡平

（勝利油田黃河鉆井三公司40538隊(duì)，山東 東營 257000）

1 井噴原因

1.1 井噴直接原因

（1）氣侵或注水造成壓井液密度的降低；（2）控意識(shí)不強(qiáng)，思想麻痹；（3）發(fā)現(xiàn)井涌后未果斷關(guān)井，造成噴勢過猛而無法關(guān)井；（4）井口沒安裝防噴器；（5）防噴系統(tǒng)安裝不合格。

1.2 地質(zhì)原因

（1）對地下地層含油氣情況，特別是氣層分布情況缺乏足夠的認(rèn)識(shí)。

（2）在油田開發(fā)過程中特別是油田開發(fā)后期，由于套管損壞、產(chǎn)層壓裂作業(yè)或強(qiáng)行注采而造成產(chǎn)層氣體向上部地層的遷移而形成的地層壓力變化。

1.3 管理與技術(shù)原因

（1）對井涌的早期監(jiān)測未引起足夠的重視；（2）井隊(duì)人員應(yīng)急處置突發(fā)情況的能力不強(qiáng)；（3）崗位責(zé)任井控措施在現(xiàn)場未得到有效落實(shí)。

2 井噴事故預(yù)防措施

為了防止井噴事故的發(fā)生，只有在鉆井作業(yè)前后都認(rèn)真的正確操作，及注意預(yù)防，才能盡量的減少井噴事故的發(fā)生。

2.1 加強(qiáng)溢流監(jiān)測

概括來講，鉆井作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)做到下列幾點(diǎn)：

（1）懂得溢流的各種原因，環(huán)形空間壓井液靜液壓力小于地層壓力，就有可能發(fā)生溢流；（2）使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備和技術(shù)來檢測意外的液柱壓力減值；（3）使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備和技術(shù)來檢測可能出現(xiàn)的地層壓力增值；（4）要能識(shí)別各種表示靜液柱壓力與地層壓力之間不平衡的各種顯示；（5）認(rèn)識(shí)到溢流有可能發(fā)生；（5）如果溢流，應(yīng)立即采取措施。

2.2 注意灌壓井液

（1）至少每起出3~5 個(gè)立根鉆桿，或起出每根鉆鋌時(shí)，就需要檢查一次灌入的壓井液量。灌壓井液前決不能讓井內(nèi)的液面下降超過100英尺。（2）應(yīng)當(dāng)通過灌壓井液的管線向井內(nèi)灌壓井液。（3）灌壓井液管線在防溢管上的位置不能與井口防溢管同一高度，如果兩管同一高度則經(jīng)過灌壓井液管線灌入的壓井液可能直接從出口管流出，從而誤認(rèn)為井筒已灌滿。（4）環(huán)形空間間隙要適當(dāng)；（5）使壓井液粘度、靜切力保持在最低水平；（6）用降低起管柱速度來減少抽吸作用至最小程度；（7）用壓井液補(bǔ)償罐、泵沖數(shù)計(jì)數(shù)器、流量計(jì)或鉆井作業(yè)液面指示計(jì)來監(jiān)控過大的抽吸作用。

2.3 合理壓井液密度設(shè)計(jì)

（1）正確設(shè)計(jì)井身。準(zhǔn)確地估算預(yù)計(jì)的地層壓力。（2）分析鄰近井資料，如地下井噴；注入作業(yè)；套管漏失；不合理的報(bào)廢井情況。（3）密切監(jiān)控鉆井作業(yè)參數(shù)和電測資料，為在鉆井作業(yè)過程中對地層壓力取得一個(gè)合理的估計(jì)值。（4）密切監(jiān)控?cái)鄬踊蛞炎兊貙拥牡讓幼兓闆r。（5）裝適當(dāng)?shù)牡孛嫜b置，以便及時(shí)除掉鉆井作業(yè)液中的氣體，不要把氣侵的壓井液再重復(fù)循環(huán)到井內(nèi)。

2.4 淺氣層井噴預(yù)防

（1）采用合理井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對淺層氣的井，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)要求表層套管封過平原組疏松地層，壓井液返至地面且要保證良好的封固質(zhì)量。（2）合理的壓井液密度。根據(jù)隨鉆氣測資料及相關(guān)鉆探資料確定異常井段，并根據(jù)顯示情況，要求采用適當(dāng)密度壓井液鉆開，壓井液密度可按規(guī)定附加值的高值進(jìn)行附加。（3）停泵時(shí)間不可過長。停泵時(shí)間不能超過允許停泵時(shí)間，若停泵時(shí)間較長，停泵期間注意及時(shí)灌滿壓井液。

2.5 井控技術(shù)

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，保證鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行的技術(shù)。

初級(jí)井控的核心就是確定一個(gè)合理的壓井液密度，初級(jí)井控提供的壓井液液柱壓力為安全鉆井作業(yè)形成第一級(jí)屏障。只要對井涌控制得當(dāng)，井控就可以保持到將侵入流體循環(huán)出去，就可恢復(fù)到初級(jí)井控，這就叫二級(jí)井控。三級(jí)井控是井噴發(fā)生后正確使用設(shè)備與技術(shù)重新恢復(fù)對井的控制。

2.6 失控后處理流程

井噴失控后的處理方法和總的思路是如何控制井口和盡最大可能保護(hù)人員和設(shè)備，爭取把損失降到最低程度。（1）應(yīng)急反應(yīng):鉆井作業(yè)公司成立“重大險(xiǎn)情指揮部”，主要負(fù)責(zé)傳達(dá)上級(jí)指令、制定或?qū)徟鷳?yīng)急行動(dòng)方案，組織搶險(xiǎn)救助。（2）劃定警戒區(qū):一旦井噴失控，就根據(jù)噴勢、風(fēng)向、噴出物類型，把以井口為中心，以危險(xiǎn)距離為半徑的若干地區(qū)劃為警戒區(qū)，和當(dāng)?shù)卣?lián)系，疏散人員，嚴(yán)格警戒。（3）保護(hù)好井口:井口是控制井噴的關(guān)鍵部位，要盡一切可能保護(hù)原有的井口，即使是部分損壞了，也要保護(hù)好未損壞的一部分，以便在安裝新井口時(shí)有“扎根”的條件。（4）防止著火:井噴失控，一旦著火，會(huì)在短暫的時(shí)間內(nèi)造成機(jī)毀人亡，使事故的處理變得更加困難和艱險(xiǎn)，不僅嚴(yán)重威脅著搶險(xiǎn)人員的安全，也更容易使井口遭受毀滅性的破壞。（5）從鉆具內(nèi)部噴出而環(huán)空不噴，或者環(huán)空已經(jīng)控制，在此情況下應(yīng)采取以下措施：立即停機(jī)停電，防止著火；用拖拉機(jī)拉大繩接方鉆桿，方鉆桿應(yīng)帶下旋塞，并且把高壓管線的出口打開，以減少對扣時(shí)的噴流沖擊力。

2.7 控著火的處理

井噴失控著火帶來的損失相當(dāng)巨大，一旦出現(xiàn)井噴失控著火，要立即進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)急措施，可采用下述方法撲滅不同程度的油氣井火災(zāi)。

（1）密集水流法:此法是以足夠的排量，從防噴器四通向井內(nèi)注水和向井口噴水的同時(shí)，用消防水集中噴射在向上燃燒的火焰最下部形成一完整水層，并逐步向上移動(dòng)水層，把火焰往上推以切斷井內(nèi)噴流與火焰的“聯(lián)系”，達(dá)到滅火的目的。

（2）突然改變噴流方向滅火法:是在注入和噴射水流的同時(shí)，突然改變噴流的方向，使噴流與火焰瞬時(shí)中斷而滅火。

（3）空中爆炸滅火法:將炸藥放在火焰下面，利用爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波將噴流往下壓的同時(shí)，把火焰往上推，造成噴流與火焰的瞬時(shí)切斷。

（4）快速滅火劑綜合滅火法:將液體滅火劑經(jīng)防噴器四通注入井口與油氣噴流混合，同時(shí)向井口裝置噴射干粉滅火劑包圍火焰，內(nèi)外滅火劑綜合作用達(dá)到滅火的目的。