井涌的預(yù)防與處理

馬繼增 桂東 孟令紅

井內(nèi)流體層壓力大于鉆井液或洗井液柱靜壓力時(shí)，含流體層中的流體或氣體將侵入井筒內(nèi)，井侵發(fā)生后，井口返出的鉆井液量大于泵入液量，停泵后井口鉆井液自動(dòng)外涌的現(xiàn)象稱為井涌。井涌往往是井噴的先兆，也是一種主要的油、氣、水顯示。溢流發(fā)現(xiàn)的越早，地層流體進(jìn)入井內(nèi)的就越少，井口壓力就越低，處理的風(fēng)險(xiǎn)就越小。若不及時(shí)控制，將會(huì)釀成重大的安全故障。

一、原因

1、井內(nèi)鉆井液靜液柱壓力低于地層孔隙壓力

1）對(duì)地層壓力掌握不準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)鉆井液密度偏低

2）井內(nèi)鉆井液柱高度下降

3）鉆井液密度下降

4）起鉆抽汲產(chǎn)生井涌

5）環(huán)空流動(dòng)阻力消失停止循環(huán)時(shí)，作用在井底的環(huán)空流動(dòng)阻力消失，使井底壓力減小。

2、人為因素

1）進(jìn)入油氣層，井眼較長(zhǎng)時(shí)間處于靜止?fàn)顟B(tài)。

2）不負(fù)責(zé)任的工程設(shè)計(jì)，管理松懈，松弛的勞動(dòng)紀(jì)律，違紀(jì)違章作業(yè)，極差的井控技術(shù)素質(zhì)。

3）在調(diào)整區(qū)塊，不進(jìn)行鄰井動(dòng)態(tài)壓力調(diào)研。鄰井不停注、泄壓。

3、其它原因

1）中途測(cè)試沒(méi)有控制好。

2）井眼軌跡沒(méi)有控制好，鉆到鄰井中去。

3）以過(guò)快的速度鉆穿含氣砂層。

4）射孔時(shí)沒(méi)有控制好。

5）固井時(shí)，水泥漿失重。

二、預(yù)兆

1、鉆進(jìn)過(guò)程中井涌預(yù)兆

1）鉆井液池液面升高。

2）鉆井液返流速度增加。

3）停泵鉆井液外溢。

4）鉆速突快活放空。

5）循環(huán)泵壓下降及泵速增加。

6）鉆井液性能發(fā)生變化。

7）鉆具懸重發(fā)生變化。

2、起鉆時(shí)的預(yù)兆

起下鉆檢測(cè)井涌的方法是核對(duì)鉆具排替量與鉆井液灌入或排出量是否相等。起鉆時(shí)，當(dāng)灌入鉆井液量小于起出鉆具的排替量時(shí)，則說(shuō)明井內(nèi)發(fā)生了井涌。下鉆時(shí)，當(dāng)鉆井液返出量大于下入鉆具排替量時(shí)，則說(shuō)明井內(nèi)發(fā)生了井涌。

3、起下鉆完后井涌的預(yù)兆

起鉆完應(yīng)將井內(nèi)鉆井液灌滿，并觀察井口是否有外溢，如發(fā)生外溢，則說(shuō)明發(fā)生了溢流。

三、預(yù)防與處理

1、鉆井過(guò)程中的井控作業(yè)

1）鉆井隊(duì)?wèi)?yīng)嚴(yán)格按工程設(shè)計(jì)選擇鉆井液類型和密度值。鉆井中要進(jìn)行以監(jiān)測(cè)地層壓力為主的隨鉆監(jiān)測(cè)，繪出全井地層壓力梯度曲線。當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)際不符合時(shí)，應(yīng)按審批程序及時(shí)申報(bào)，經(jīng)批準(zhǔn)后才能修改。但若遇緊急情況，鉆井隊(duì)可先處理，再及時(shí)上報(bào)。

2）發(fā)生卡鉆需泡油、混油或因其他原因需適當(dāng)調(diào)整鉆井液密度時(shí)，井筒液柱壓力不應(yīng)小于裸眼段中最高地層壓力。

3）每只鉆頭入井開(kāi)始鉆進(jìn)以及每日白班開(kāi)始鉆進(jìn)前，都要以1/3～/2正常流量測(cè)一次低泵速循環(huán)壓力，并做好泵沖數(shù)、流量、循環(huán)壓力記錄。當(dāng)鉆井液性能或鉆具組合發(fā)生較大變化時(shí)應(yīng)補(bǔ)測(cè)。

4）下列情況需進(jìn)行短程起下鉆檢查油氣侵和井涌：

a）鉆開(kāi)油氣層后第一次起鉆前；

b）井涌壓井后起鉆前；

c）鉆開(kāi)油氣層井漏堵漏后或尚未完全堵住起鉆前；

d）鉆進(jìn)中曾發(fā)生嚴(yán)重油氣侵但未井涌起鉆前；

e）鉆頭在井底連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作后中需刮井壁時(shí)；

f）需長(zhǎng)時(shí)間停止循環(huán)進(jìn)行其他作業(yè)（電測(cè)、下套管、下油管、中途測(cè)試等）起鉆前。

5）短程起下鉆的兩種基本作法：

a）一般情況下試起10柱～15柱鉆具，再下入井底循環(huán)一周，若鉆井液無(wú)油氣侵，則可正式起鉆；否側(cè)，應(yīng)循環(huán)排除受侵污鉆井液并適當(dāng)調(diào)整鉆井液密度再起鉆；

b） 特殊情況時(shí)（需長(zhǎng)時(shí)間停止循環(huán)或井下復(fù)雜時(shí)），將鉆具起至套管鞋內(nèi)或安全井段，停泵檢查一下起下鉆周期或需停泵工作時(shí)間，再下回井底循環(huán)一周觀察。

6）起、下鉆中防止井噴的技術(shù)措施：

a）保持鉆井液有良好的造壁性和流變性；

b）起鉆前充分循環(huán)井內(nèi)鉆井液、使其性能均勻，進(jìn)出密度差不超過(guò)0.02g/cm3；

c）起鉆中嚴(yán)格按規(guī)定及時(shí)向井內(nèi)灌滿鉆井液，并做好記錄、校核、及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況；

d）鉆頭在油氣層中和油氣層頂部以上300m井段內(nèi)起鉆速度不得超過(guò)0.5m/s；

e）在疏松地層，特別是造漿性能強(qiáng)的地層，遇阻劃眼時(shí)應(yīng)保持足夠的流量，防止鉆頭泥包；

f）起鉆完成時(shí)下鉆，嚴(yán)禁在空井情況下進(jìn)行設(shè)備檢修。

7）發(fā)現(xiàn)氣侵應(yīng)及時(shí)排除，氣侵鉆井液未經(jīng)排氣不得重新注入井內(nèi)。若需對(duì)氣侵鉆井液加重，應(yīng)在對(duì)氣侵鉆井液排完氣后停止鉆進(jìn)的情況下進(jìn)行，嚴(yán)禁邊鉆邊加重。

8）加強(qiáng)井涌預(yù)兆顯示的觀察，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)液流。“坐崗”觀察井涌顯示的人員應(yīng)在進(jìn)入油氣層前100m開(kāi)始“坐崗”， “坐崗”人員上崗前應(yīng)經(jīng)鉆井隊(duì)技術(shù)人員技術(shù)培訓(xùn)。

9）鉆進(jìn)中發(fā)生井漏應(yīng)將鉆具提離井底，方鉆桿提出轉(zhuǎn)盤(pán)，以便關(guān)井觀察。采取定時(shí)，定量反灌鉆井液措施保持井內(nèi)液柱壓力與地層壓力平衡防止發(fā)生井涌，氣后采取相應(yīng)措施處理井漏。

10）電測(cè)、固井、中途測(cè)試應(yīng)做好如下井控放噴工作：

a）電測(cè)前井內(nèi)情況應(yīng)正常、穩(wěn)定；若電測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)考慮中途通井循環(huán)再電測(cè)；

b）下套管前，應(yīng)換裝與套管尺寸相同的防噴器閘板；固井全過(guò)程（起鉆、下套管、固井）應(yīng)保證井內(nèi)壓力平衡，油氣防止注水泥候凝間因水泥失重造成井內(nèi)壓力平衡的破壞，甚至井噴；

c）中途測(cè)試和先期完成井，在進(jìn)行作業(yè)以前觀察一個(gè)作業(yè)期時(shí)間；起、下鉆或油管應(yīng)在井口裝置符合安裝、試壓要求的前提下進(jìn)行。

2、井涌的處理和壓井作業(yè)

1）井涌應(yīng)在本油田規(guī)定數(shù)量?jī)?nèi)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警。

2）發(fā)現(xiàn)井涌顯示應(yīng)立即按關(guān)井操作規(guī)定程序迅速關(guān)井，關(guān)井后應(yīng)及時(shí)求得關(guān)井立管壓力、關(guān)井套壓和井涌量。

3）起下鉆中發(fā)生井涌，應(yīng)盡快搶接鉆具止回閥或旋塞。只要條件允許，控制溢流量在允許范圍內(nèi)，盡可能多下一些鉆具，然后關(guān)井。

4）電測(cè)時(shí)發(fā)生井涌，應(yīng)盡快起出井內(nèi)電纜。若井涌量將超出規(guī)定值則立即砍斷電纜按空井溢流處理，不允許用關(guān)閉環(huán)形防噴器的方法繼續(xù)起電纜。

5）任何情況下關(guān)井，其最大允許關(guān)井套壓不得超過(guò)井口裝置額定工作壓力、套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度的80%和薄弱地層破壞壓力所允許關(guān)井套壓三者中的最小值；在允許關(guān)井套壓內(nèi)嚴(yán)禁放噴。

6）關(guān)井后應(yīng)根據(jù)關(guān)井立管壓力和套壓的不同情況，分別采取如下相應(yīng)處理措施：

（1）關(guān)井立管壓力為零時(shí)，井涌發(fā)生是因抽汲、井壁擴(kuò)散氣、鉆屑等使鉆井液靜液柱壓力降低所致，其處理方法如下：

a）當(dāng)關(guān)井套壓也為零時(shí)，保持原鉆進(jìn)時(shí)的流量、泵壓，以原鉆井液敞開(kāi)井口循環(huán)，排除浸污鉆井液即可；

b）當(dāng)關(guān)井套壓不為零時(shí)，應(yīng)在控制回壓維持原鉆進(jìn)流量和泵壓條件下排除井涌，恢復(fù)井內(nèi)壓力平衡；再用短程起下鉆檢驗(yàn)，決定是否調(diào)整鉆井液密度，然后恢復(fù)正常鉆進(jìn)。

（2）關(guān)井立管壓力不為零時(shí)，可采取工程師法、司鉆法、邊循環(huán)邊加重法等常規(guī)壓井方法壓井：

a）所有常規(guī)壓井方法應(yīng)遵循在壓井作業(yè)中始終控制井底壓力略大于地層壓力的原則；

b）根據(jù)計(jì)算的壓井參數(shù)和本井的具體條件（溢流類型、鉆井液和加重劑的儲(chǔ)備情況、加重能力、井壁穩(wěn)定性、井口裝置的額定工作壓力等），結(jié)合常規(guī)壓井方法的優(yōu)缺點(diǎn)選擇其壓井方法。

7）天然氣井涌不允許長(zhǎng)時(shí)間關(guān)井而不做 。在等候加重材料或在加重過(guò)程中，視情況間隔一段時(shí)間向井內(nèi)灌注加重鉆井液，同時(shí)用節(jié)流管匯控制回壓，保持井底壓力略大于地層壓力排放井口附近含氣鉆井液。若等候時(shí)間長(zhǎng)，則應(yīng)及時(shí)實(shí)施司鉆法第一步排除井涌，防止井口壓力過(guò)高。

8）空井井涌關(guān)井后，應(yīng)根據(jù)井涌的嚴(yán)重程度，采用強(qiáng)行下鉆分段壓井法、置換法、壓回法等方法進(jìn)行處理。

9）壓井施工前必須進(jìn)行技術(shù)交底，設(shè)備安全檢查、人員操作崗位落實(shí)等工作。施工中安排專人詳細(xì)記錄立管壓力、套管、鉆井液泵量、鉆井液性能等壓井參數(shù)，對(duì)照壓井作業(yè)單進(jìn)行壓井。壓井結(jié)束后，認(rèn)證整理壓井作業(yè)單。