淺談淺氣層的井噴原因分析及對策

梁雙慶

【摘 要】 針對淺氣層易井噴的特點(diǎn)，提出具體的處理措施。

【關(guān)鍵詞】 淺氣層 井噴 分析 對策

根據(jù)近幾年大慶油田鉆井施工井噴事故統(tǒng)計(jì)，有將近50%的井噴發(fā)生在千米以內(nèi)的淺氣層，淺氣層井噴由于井淺，常常在施工人員思想上不被重視，施工中認(rèn)識不到位，管理不嚴(yán)密，技術(shù)不明確，措施不具體，往往在鉆井中被管理人員與施工人員忽視、輕視。同時(shí)，也常常由于對所勘探地區(qū)地層壓力掌握不準(zhǔn)，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，井控裝備安裝不完備，控制技術(shù)應(yīng)用不熟練，給鉆井施工造成不可挽回經(jīng)濟(jì)損失。輕則延誤施工工期，增加鉆井成本，重則井毀機(jī)亡，給油氣勘探帶來不可估量的損失。因此，淺氣層雖淺，一旦發(fā)生，往往是發(fā)生征兆不明顯，早期不易被發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)后處理困難，成為鉆井施工中的“攔路虎”和“病灶”?？梢?，研究、發(fā)現(xiàn)、掌握淺氣層井噴的發(fā)生、發(fā)展、運(yùn)移、聚集規(guī)律，對減少淺氣層井噴，保護(hù)油氣資源，降低鉆井成本，提高勘探質(zhì)量，有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 淺氣層井噴的原因分析

1.1 對淺氣層的危害缺乏足夠的認(rèn)識

許多人認(rèn)為淺氣層井淺，幾百米深，地層壓力低，氣量不大，噴不起來。而實(shí)際上，淺氣層的存在，往往是發(fā)生井噴失控事故的潛在危險(xiǎn)。正是由于輕視淺氣層，使得小問題造成大危害。淺氣層雖然壓力不高，但由于它距地面近，一旦井筒井內(nèi)液柱壓力與氣層壓力失去平衡，天然氣就會很快地竄到地面，能夠在很短時(shí)間到達(dá)井口，如果井口未安裝防噴器或者處理不當(dāng)，一瞬間就可能發(fā)生井噴失控事故，給鉆井施工帶來意想不到的影響，過去在這方面的教訓(xùn)是深刻的。而且一般來講，一旦淺氣層發(fā)生井涌或井噴，大多是在沒有下技術(shù)套管，即使關(guān)上井，也很容易在上部淺層或表層套管鞋處憋漏或造成地下井噴。所以，淺氣層的危害性必須引起人們的足夠重視。

1.2 井身結(jié)構(gòu)不合理

由于地質(zhì)設(shè)計(jì)未能提供準(zhǔn)確的地層壓力系數(shù)及淺氣層的預(yù)告，因此，工程設(shè)計(jì)中沒有設(shè)計(jì)表層套管，或表層套管的下入深度不夠，以及在設(shè)計(jì)中沒有防噴器的配備等。

1.3 對地層壓力掌握不準(zhǔn)

在新探區(qū)或地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地區(qū)，由于地質(zhì)設(shè)計(jì)提供的地層壓力系數(shù)與實(shí)際誤差較大，使得鉆井液的密度設(shè)計(jì)不夠合理，防噴器的壓力級別選擇比較低，加之沒有進(jìn)行地層壓力的檢測，這在新探區(qū)經(jīng)常碰到的事，即使已經(jīng)開發(fā)的老油田也很常見。

1.4 起鉆時(shí)速度過快，產(chǎn)生較大的抽吸壓力

起鉆抽吸在整個(gè)井噴事故中所占的比例較高。如果鉆井液性能不好，起鉆時(shí)速度過快，特別是鉆頭泥包時(shí)，很容易形成抽吸而把地層抽活而造成淺層氣井涌。

1.5 起鉆未按要求及時(shí)灌鉆井液

起鉆未認(rèn)真執(zhí)行灌鉆井液制度，起鉆灌鉆井液無專人管理與計(jì)量，無人連續(xù)觀察井口，不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流征兆，失去處理溢流的時(shí)機(jī)。

1.6 鉆淺井段時(shí)井口的控制裝置較少或安裝未達(dá)到要求

由于設(shè)計(jì)上的缺陷，以至在淺井段施工中沒有安裝井控設(shè)備或井控裝置不符合技術(shù)要求，井口防噴器與地層壓力不匹配等原因。給后期的處理帶來麻煩。

1.7 空井時(shí)間過長

由于起完鉆后修理設(shè)備或等其它技術(shù)施工而造成空井時(shí)間過長。

1.8 溢流處理措施不當(dāng)

發(fā)現(xiàn)氣體顯示后，不采取任何措施，或見到氣體顯示時(shí)不及時(shí)停鉆觀察，而是采取邊循環(huán)、邊觀察的錯(cuò)誤做法，造成氣體在井內(nèi)快速上升、膨脹。

基礎(chǔ)工作管理存在薄弱環(huán)節(jié)，技術(shù)措施落實(shí)不到位。

2 淺氣層井噴的處理方法

淺氣層發(fā)生井噴后，是關(guān)井還是分流，將從兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。一是取決于這口井是否下套管，或下了表層套管的井，表層套管下的深還是淺。二是取決于這口井的最大極限套壓。

2.1關(guān)井

如果關(guān)井時(shí)井口的套管壓力小于此井的最大極限套壓，可以按照相應(yīng)工況的關(guān)井程序進(jìn)行關(guān)井，關(guān)井時(shí)，一定要注意觀察著套壓表實(shí)施關(guān)井，切記不能超過最大極限套壓，否則極有可能壓裂地層。

由于是氣體，關(guān)井后井內(nèi)的壓力會隨著關(guān)井時(shí)間的加長，井口壓力和井底壓力都會逐漸增大，應(yīng)密切觀察井口壓力的變化。如發(fā)現(xiàn)套壓上升時(shí)，說明環(huán)空內(nèi)的氣體在上升，若接近此井的最大極限套壓時(shí)，應(yīng)在保證井身安全的前提下，進(jìn)行適當(dāng)處理，可采用立管壓力法和容積法處理。

2.2 分流

原則上，在套管鞋處地層不能承受應(yīng)有的關(guān)井壓力。表層套管如果下的較淺，氣體將有可能沿井口周圍的地層竄到地面，這時(shí)絕不能關(guān)井，而要使用分流裝置進(jìn)行放噴。

分流器的操作，除了在關(guān)閉環(huán)形膠芯時(shí)要打開分流放噴管線外，都要遵守基本的關(guān)井方法。打開分流器時(shí)應(yīng)關(guān)閉去泥漿池的鉆井液出口管線，以免井口充滿天然氣。

正規(guī)的防噴器組裝好以后，分流井控均可保證。若正常關(guān)井程序會使套管鞋處地層的完整性損壞，這將造成地下井噴，此時(shí)分流法就能解決這個(gè)問題。如果分流器已拆除（或沒有安裝分流器），應(yīng)使用全開節(jié)流管匯，關(guān)上環(huán)形防噴器的辦法來進(jìn)行分流。但由于節(jié)流管線尺寸?。ㄅc分流系統(tǒng)的放噴管線相比），仍會有回壓作用到地層上。但是，這個(gè)壓力相對較小，還不能夠破壞地層的完整性。如果侵入的氣體是硫化氫，這種有毒的氣體不能放到大氣中，為保護(hù)人身和環(huán)境安全應(yīng)完全燃燒掉。

3 淺氣層井噴的預(yù)防措施

準(zhǔn)確預(yù)測；完善鉆井設(shè)計(jì)，為井控工作提供技術(shù)保障；鉆井液密度符合設(shè)計(jì)要求；控制起鉆速度；灌漿；慎重加重；防噴器的配備；加強(qiáng)培訓(xùn)與管理；領(lǐng)導(dǎo)重視。

4 幾點(diǎn)建議

任何事故的預(yù)防，都來自完整配套的技術(shù)和過硬的施工隊(duì)伍，同時(shí)還要時(shí)刻保持清醒的頭腦和防范意識，因此，在淺氣層施工中提出以下幾點(diǎn)建議。

樹立淺氣層環(huán)保理念，保護(hù)勘探施工環(huán)境，不污染地面，不污染地下。

樹立全程施工井控意識，時(shí)刻保持高度警惕，總把無事當(dāng)做有。

“一分預(yù)防，勝過十分搶險(xiǎn)”，把問題消滅在萌芽前，這是最安全的井控。

加強(qiáng)訓(xùn)練，正確應(yīng)對，長遠(yuǎn)考慮，處理徹底。最關(guān)鍵的是員工井控技術(shù)的應(yīng)用，這是成功實(shí)施井控的保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫振純等，井控技術(shù)，石油工業(yè)出版社.

[2]典型井噴失控事故及處理，中國石油天然氣總公司鉆井工程局.endprint