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，提出具體的處理措施。

【關鍵詞】 淺氣層 井噴 分析 對策

根據近幾年大慶油田鉆井施工井噴事故統計，有將近50%的井噴發生在千米以內的淺氣層，淺氣層井噴由于井淺，常常在施工人員思想上不被重視，施工中認識不到位，管理不嚴密，技術不明確，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，也常常由于對所勘探地區地層壓力掌握不準，井身結構設計不合理，井控裝備安裝不完備，控制技術應用不熟練，給鉆井施工造成不可挽回經濟損失。輕則延誤施工工期，增加鉆井成本，重則井毀機亡，給油氣勘探帶來不可估量的損失。因此，淺氣層雖淺，一旦發生，往往是發生征兆不明顯，早期不易被發現，發現后處理困難，成為鉆井施工中的“攔路虎”和“病灶”?？梢?，研究、發現、掌握淺氣層井噴的發生、發展、運移、聚集規律，對減少淺氣層井噴，保護油氣資源，降低鉆井成本，提高勘探質量，有著積極的現實意義。

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識

許多人認為淺氣層井淺，幾百米深，地層壓力低，氣量不大，噴不起來。而實際上，淺氣層的存在，往往是發生井噴失控事故的潛在危險。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，能夠在很短時間到達井口，如果井口未安裝防噴器或者處理不當，一瞬間就可能發生井噴失控事故，給鉆井施工帶來意想不到的影響，過去在這方面的教訓是深刻的。而且一般來講，一旦淺氣層發生井涌或井噴，大多是在沒有下技術套管，即使關上井，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 井身結構不合理

由于地質設計未能提供準確的地層壓力系數及淺氣層的預告，因此，工程設計中沒有設計表層套管，或表層套管的下入深度不夠，以及在設計中沒有防噴器的配備等。

1.3 對地層壓力掌握不準

在新探區或地質條件比較復雜的地區，由于地質設計提供的地層壓力系數與實際誤差較大，使得鉆井液的密度設計不夠合理，防噴器的壓力級別選擇比較低，加之沒有進行地層壓力的檢測，這在新探區經常碰到的事，即使已經開發的老油田也很常見。

1.4 起鉆時速度過快，產生較大的抽吸壓力

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

1.5 起鉆未按要求及時灌鉆井液

起鉆未認真執行灌鉆井液制度，起鉆灌鉆井液無專人管理與計量，無人連續觀察井口，不能夠及時發現溢流征兆，失去處理溢流的時機。

1.6 鉆淺井段時井口的控制裝置較少或安裝未達到要求

由于設計上的缺陷，以至在淺井段施工中沒有安裝井控設備或井控裝置不符合技術要求，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 空井時間過長

由于起完鉆后修理設備或等其它技術施工而造成空井時間過長。

1.8 溢流處理措施不當

發現氣體顯示后，不采取任何措施，或見到氣體顯示時不及時停鉆觀察，而是采取邊循環、邊觀察的錯誤做法，造成氣體在井內快速上升、膨脹。

基礎工作管理存在薄弱環節，技術措施落實不到位。

2 淺氣層井噴的處理方法

淺氣層發生井噴后，是關井還是分流，將從兩個方面進行考慮。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關井

如果關井時井口的套管壓力小于此井的最大極限套壓，可以按照相應工況的關井程序進行關井，關井時，一定要注意觀察著套壓表實施關井，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，關井后井內的壓力會隨著關井時間的加長，井口壓力和井底壓力都會逐漸增大，應密切觀察井口壓力的變化。如發現套壓上升時，說明環空內的氣體在上升，若接近此井的最大極限套壓時，應在保證井身安全的前提下，進行適當處理，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有的關井壓力。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，這時絕不能關井，而要使用分流裝置進行放噴。

分流器的操作，除了在關閉環形膠芯時要打開分流放噴管線外，都要遵守基本的關井方法。打開分流器時應關閉去泥漿池的鉆井液出口管線，以免井口充滿天然氣。

正規的防噴器組裝好以后，分流井控均可保證。若正常關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，此時分流法就能解決這個問題。如果分流器已拆除（或沒有安裝分流器），應使用全開節流管匯，關上環形防噴器的辦法來進行分流。但由于節流管線尺寸?。ㄅc分流系統的放噴管線相比），仍會有回壓作用到地層上。但是，這個壓力相對較小，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，為保護人身和環境安全應完全燃燒掉。

3 淺氣層井噴的預防措施

準確預測；完善鉆井設計，為井控工作提供技術保障；鉆井液密度符合設計要求；控制起鉆速度；灌漿；慎重加重；防噴器的配備；加強培訓與管理；領導重視。

4 幾點建議

任何事故的預防，都來自完整配套的技術和過硬的施工隊伍，同時還要時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建議。

樹立淺氣層環保理念，保護勘探施工環境，不污染地面，不污染地下。

樹立全程施工井控意識，時刻保持高度警惕，總把無事當做有。

“一分預防，勝過十分搶險”，把問題消滅在萌芽前，這是最安全的井控。

加強訓練，正確應對，長遠考慮，處理徹底。最關鍵的是員工井控技術的應用，這是成功實施井控的保證。

參考文獻：

[1]孫振純等，井控技術，石油工業出版社.

[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