探討井控安全技術在鉆井過程中的應用

丁毅

西部鉆探青海鉆井公司 甘肅敦煌 736202

井控指的是采用有效措施對鉆井地層壓力進行控制，以確保井內壓力處于平衡狀態。實施井控不但能夠預防井噴事故，保障施工安全，同時還可以保護鉆井中的油氣層，避免油氣層被污染[1]。本文結合實踐經驗對鉆井過程中應用井控安全技術的相關問題進行了探討，旨在提高鉆井生產效率。

一、井控時存在的安全隱患

在實際鉆井時可能會遇到高硫化氫、高地層壓力、地層復雜的油藏，特殊性油藏可能造成開采周期長，同時也會對井控作業造成一定的影響。（1）在開發高含硫油藏時，需要同時處理鉆井中的井控及H2S問題，一旦H2S泄漏則會對井控作業的順利進行造成嚴重影響。另一方面，由于作業環境較為特殊，鉆井中的油管、套管或井口設備的性能均會受到影響，如因井控無效而發生泄漏、井噴事件，則可能引起H2S中毒事故[2]。（2）在開采超高壓鉆井時通常需要不斷提高鉆井的濃密度，以便能夠使地層壓力得以平衡，并保證鉆井液的穩定性。在提高濃密度后可能影響高粘度及高密度鉆井液除氣效果，井控時難以有效分離毫米級的氣泡，由于無法及時進行除氣，所以極易造成井噴。（3）在壓力較高的油氣層中實施開采中作業時，鉆井常會出現溢流問題，在井控時通常需要關井。如關井立壓過大，則鉆井泵所承受的壓力也在變大，在鉆井泵無法承受立壓時，壓井作業就無法正常進行，這也會對井控作業的安全性造成影響。

二、井控安全技術在鉆井過程中的應用分析

1.井控難點

某油田中的鉆井共有890口，油藏儲層埋深為1500m-2500m，天然氣儲藏埋深為2850m-3650m，油氣儲層具有滲透率低、連通性差及巖性致密的特點，屬于低豐度、低滲油氣藏。由于該油藏的地層壓力較大，如在井控作業中沒有重視采用安全技術控制溢流或油氣侵的發生，則有可能引起重大安全事故。例如，該油氣田中的12H井發生了井噴事故，鉆井深度為3567m，關井時套壓為15.7MPa，需要采用有效的井控安全技術恢復井下的壓力平衡。

2.井控安全技術應用情況

（1）改善井控設備控制能力

改善井控設備控制能力是提高井控安全性的有效措施。該油田在改善井控設備所具有的控制能力時采用了以下技術：1）油田中34H井的節流閥存在反應遲鈍、響應速度慢等問題，了解節流閥及鉆井實際情況后對節流閥的結構進行優化，并同時配備了與節流閥相適應的硬質合金保護套，經改造后有效提高了節流閥的精度、強度及抗腐蝕能力，目前該井未發生井涌或井噴事故。2）該油田中的76H井為高壓鉆井，在實施井控作業時利用了U形分離裝置代替原有的傳統液位分離器，采用U形分離裝置前天然氣的處理量為450×103m3，應用U形分離裝置后處理量為670×103m3，有效保障了井控安全。3）油田中的部分高密度井存在配備鉆井液速度較慢的問題，為提高配備速度，在此類鉆井中應用了氣動加重井控裝置。應用加重裝置后有效提高了鉆井效率，縮短了作業人員在井下等待的時間，同時也有效提高了井控的安全性[3]。

（2）優化井控工藝技術

為了進一步提高井控作業的安全性，該油田在改善井控設備控制能力的基礎上優化了井控工藝技術。1）技術套管發生破裂現象時會給井控作業埋下安全隱患，該油田中的山前井及部分施工周期較長的鉆井存在套管嚴重磨損問題。為避免因套管損壞而對壓井作業造成影響，在實施井控作業時引進了壓回工藝。2014年5月該油田中的13H井在鉆至6875m時出現溢流現象，經了解后發現溢流時儲層的地層壓力為1250MPa左右，在應用壓回工藝后成功控制了溢流，消除了井控時存在的安全隱患。2）在API SPEC6A標準中指出，如鉆井中H2S的壓力＞0.0003MPa，則應采用有效的工藝技術保護井控設備，避免H2S腐蝕井控設備。針對油田部分區塊的鉆井中富含CO、H2S且壓力較大的問題，采用了以下措施保障井控安全。首先，在鉆井中使用抗硫能力較強的套管及套管頭，并同時將剪切閘板安裝在鉆井的井控設備中，保證能夠滿足井控剪切要求及避免剪切后將井口封閉的過程中發生安全事故[4]。其次，在井控時采用了放噴管線，避免H2S出現外溢現象時管線斷裂，從而保證井控安全。

[1]朱新華,黃熠,黃亮,李炎軍,羅黎敏.氣液兩相流動理論在鶯歌海盆地高溫高壓氣井井控中的應用[J].石油鉆采工藝,2012,34(S1):16-18.

[2]鄒碧海,杜素艷,龍緒華.基于事故樹分析法的試修作業井控安全監督重點研究[J].重慶科技學院學報(自然科學版),2012,14(6):102-108.

[3]鮑志強,楊云華,王朝軍,李路.衛351-1井壓裂后井口壓力異常升高的原因分析——應用井控理論甄別氣井井史中的錯誤[J].內蒙古石油化工,2014(10):36-37.

[4]袁輝,李耀林,朱定軍,徐海春.海上油田水平井控水油藏方案研究及實施效果評價——以Wen8-3-A2h井為例[J].科學技術與工程,2013,13(4):996-1002.