淺析天然氣鉆井井控的關(guān)鍵問題

吳貝貝 張飛 溫建紅

摘要：井控技術(shù)在鉆井作業(yè)的應(yīng)用具有重要的意義，這就需要我們不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)不同的工程具體情況，科學(xué)的采用合理的井控技術(shù)，從而綜合的預(yù)防井噴等事故，更好的保障開采過程中的安全和開采效率。

關(guān)鍵詞：天然氣;鉆井;井控

鉆井是天然氣開采活動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵，也是最基礎(chǔ)的一個(gè)設(shè)施。鉆井技術(shù)水平的高低將會(huì)直接影響到天然氣開采的效率，影響到天然氣開采工作的安全性，因此必須要做好在這方面的研究工作，及時(shí)解決鉆井工作中出現(xiàn)的各種問題。

1天然氣鉆井井控方面所面臨的問題

1.1井控裝備無法適應(yīng)高壓環(huán)境下的作業(yè)

我國天然氣的開發(fā)主要是在西北部，而西北部開采地區(qū)所面臨的主要問題就是環(huán)境過于惡劣，開采工作通常是在高壓的環(huán)境之下進(jìn)行的，在高壓環(huán)境之下，對(duì)于井控裝備的要求是比較高的，因?yàn)榈貙訅毫υ礁撸O(shè)備的壓力承受能力就越低，壓井管匯的節(jié)流壓差就越大，充實(shí)作用明顯，如果設(shè)備的性能不夠高，力度不夠強(qiáng)，那么很容易發(fā)生井噴事故。這就要求相關(guān)部門，必須要不斷提高設(shè)備在高壓環(huán)境之下的汽液分離能力，提高脫氣處理能力。

1.2溢流監(jiān)測(cè)手段存在制約因素

溢流是井噴事故當(dāng)中必然發(fā)生的一個(gè)現(xiàn)象，但是如果能夠及時(shí)的進(jìn)行處理，就可以進(jìn)一步降低損失，因?yàn)橥ㄟ^及時(shí)關(guān)閉鉆井，可以減少天然氣對(duì)井筒的入侵，降低井筒的壓力。但是我國在這方面的監(jiān)測(cè)手段還存在一定的局限，主要是因?yàn)槲覈鴮?shí)行的是坐崗制度，而這種制度下的溢流監(jiān)測(cè)工作效率并不高，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，并且還容易受到工作人員主觀性的影響，如果該工作人員的責(zé)任意識(shí)較低，那么也會(huì)加劇井噴事故的嚴(yán)重性。

2做好井控技術(shù)的措施

2.1鉆具

鉆具內(nèi)防噴工具可采用方鉆桿旋塞、投入式止回閥或回壓閥（以方鉆桿旋塞為主，如選用回壓閥則需上級(jí)技術(shù)管理部門審批后使用）。安裝環(huán)型防噴器須裝上旋塞，其壓力等級(jí)應(yīng)與井口液壓防噴器的等級(jí)一致（超過70MPa時(shí)，選用70MPa上旋塞），止回閥和回壓閥可比閘板防噴器低一個(gè)壓力等級(jí)，但接頭臺(tái)肩密封性、抗扭強(qiáng)度應(yīng)與所用鉆桿一致，其內(nèi)、外徑尺寸應(yīng)與鉆桿接頭一致。

2.2鉆井液

鉆井液循環(huán)罐上必須安裝能直接讀出罐內(nèi)鉆井液總量、鉆井液增減量，以立方米為刻度單位的直讀式鉆井液液面標(biāo)尺。配液罐也應(yīng)有容積計(jì)量標(biāo)記。根據(jù)不同裸眼井段最大地層壓力選用不同壓力級(jí)別的防噴器裝置和組合形式。

2.3天然氣水合物

天然氣水合物的解決需要綜合處理，其中常用的有效方式就是預(yù)防與處理并行，預(yù)防更為重要，在預(yù)防措施上需要做好充分的準(zhǔn)備，其中包括鉆井操作室采用合成油基泥漿以及根據(jù)場合選擇不同的鉆井工藝，采用無隔水管鉆進(jìn)方式避免水合物區(qū);定期進(jìn)行水合物抑制劑注射;由于天然氣水合物產(chǎn)生之后很難消除，所以特別需要注重預(yù)防的工作，但是當(dāng)天然氣水合物產(chǎn)生以后，也需要采取加熱法、機(jī)械法、化學(xué)方法和減壓法等方法進(jìn)行解決。

2.4不斷完善井礦方面的理論建設(shè)

天然氣的鉆井井控活動(dòng)應(yīng)該和現(xiàn)代信息化技術(shù)建立起一定的聯(lián)系，可以結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷提高鉆井方面的監(jiān)測(cè)效率，對(duì)這方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算和分析。要不斷完善在這方面的理論建設(shè)，從而更好地指導(dǎo)實(shí)踐活動(dòng)的開展，比如在不同壓力之下的天然氣氣層的流入和流出情況，并擬通過一些新的井控理論來完善，在這方面的軟件編程，不斷提高鉆井工作的效率以及安全系數(shù)。

2.5提高井控裝備的水平

要根據(jù)具體的天然氣開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)出更具有針對(duì)性的井控裝備，從而適應(yīng)在高壓環(huán)境之下的天然氣采集工作。第一，提高節(jié)流閥和閘井管匯之間的抗沖能力，要改善節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)，盡量采用一些抗壓能力比較強(qiáng)的零件，同時(shí)，在這一過程中，結(jié)合現(xiàn)代化信息技術(shù)，促進(jìn)該工作的智能化發(fā)展，提高各種控制數(shù)據(jù)的精確度。第二，要優(yōu)化分離器的相關(guān)性能，從而提高效率以及質(zhì)量。第三，要注重智能井控系統(tǒng)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)液動(dòng)節(jié)流閥的自動(dòng)化發(fā)展，讓節(jié)流閥在運(yùn)動(dòng)過程當(dāng)中可以自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)井口回壓，從而保證施工作業(yè)可以安全高效的進(jìn)行。

2.6石油與天然氣鉆井施工前的井控設(shè)計(jì)技術(shù)

鉆井施工前的準(zhǔn)備工作涉及到鉆井施工設(shè)計(jì)，優(yōu)化鉆井施工工序，選擇合適的鉆井液體系，保證鉆頭的順利鉆進(jìn)，防止發(fā)生卡鉆事故。應(yīng)用地層壓力預(yù)測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)措施，合理解決地層壓力高的問題，鉆探施工過程中，保持井筒的壓力平衡，防止發(fā)生井口溢流的現(xiàn)象。確定合理的鉆井液密度，在鉆井施工設(shè)計(jì)中，明確選擇最優(yōu)的鉆井液體系，使其滿足石油與天然氣井筒鉆探的技術(shù)要求。依據(jù)地層的破裂壓力，確定合適的鉆井液的循環(huán)壓力，防止產(chǎn)生裂縫，而影響到鉆探施工的順利進(jìn)行。

2.7井控作業(yè)技術(shù)措施

在石油與天然氣井的鉆探施工過程中，實(shí)時(shí)進(jìn)行地層壓力的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)壓力異常立即采取應(yīng)急處理措施，有效地防止井噴事故的發(fā)生。盡早發(fā)現(xiàn)井口的溢流顯示，表明井下的壓力發(fā)生改變，通過井口的坐崗觀察，達(dá)到安全保護(hù)的狀態(tài)。

石油與天然氣井的鉆井時(shí)，如果出現(xiàn)鉆頭鉆進(jìn)的速度過快，井漏以及油氣水層出現(xiàn)后，必須及時(shí)進(jìn)行處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)井口溢流的情況，通過各種跡象判斷出現(xiàn)的問題，采取最佳的處理措施，保證鉆井施工的順利進(jìn)行。

石油與天然氣鉆井施工的全過程，必須嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)范，并執(zhí)行井控技術(shù)管理，防止發(fā)生井噴及井噴失控事故，防止給石油與天然氣的鉆井施工帶來損失。

2.8井噴失控事故的處理措施

石油與天然氣鉆井施工現(xiàn)場，一旦發(fā)生井噴失控事故，必須采取應(yīng)急的處理措施，防止井場著火，向井筒內(nèi)噴水降溫，防止發(fā)生嚴(yán)重的失控狀態(tài)，給人的生命及油氣田的財(cái)產(chǎn)帶來損失。

立即成立搶修領(lǐng)導(dǎo)組織機(jī)構(gòu)，安全管理負(fù)責(zé)人現(xiàn)場指揮，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、全員參與，防止事態(tài)擴(kuò)大，而給石油與天然氣鉆井施工帶來嚴(yán)重的危害。檢測(cè)井場周圍硫化氫氣體和天然氣的含量，防止混合氣體濃度達(dá)到爆炸極限，遇到明火極易發(fā)生爆炸事故，導(dǎo)致更加嚴(yán)重的后果。如果出現(xiàn)著火的狀況，立即進(jìn)行滅火操作，防止嚴(yán)重的火災(zāi)事故，而將井口燒毀。

換裝新的井口之前，必須進(jìn)行技術(shù)交底，將事故現(xiàn)場處理好，恢復(fù)石油與天然氣井的正常鉆井施工的狀態(tài)，才能重新實(shí)施鉆探施工。處理井噴失控事故過程中，必須保證人身安全，防止發(fā)生人身傷害事件。

結(jié)束語：

通過對(duì)石油與天然氣鉆井井控技術(shù)措施的研究，保證石油天然氣井筒鉆探施工過程中的安全，優(yōu)選井控設(shè)備和設(shè)施，加強(qiáng)對(duì)井控設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)的控制標(biāo)準(zhǔn)，有效地防止發(fā)生井噴及井噴失控事故，避免給石油鉆探帶來危害，不斷提高石油天然氣鉆井施工的效率，滿足油氣田生產(chǎn)的技術(shù)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳靚。深水天然氣水合物連續(xù)管水平井鉆井井控風(fēng)險(xiǎn)分析[J].石化技術(shù)，2019（4）：124-126.

[2]黃忠。石油與天然氣鉆井井控技術(shù)措施[J].石化技術(shù)，2019（7）：161.