井控员工培训手册

井喷是地层流体（油、气和水）无控制地涌入井筒，喷出地面的现象。

钻井过程中，井喷是危及海上作业安全的恶性事故，井喷失控是重大恶性事故，井喷失控着火更是灾难性的恶性事故。

溢流失控导致井喷或井喷失控，使井下情况复杂，无法进行钻井作业。

如果井喷失控着火将会造成船毁人亡、井眼报废、破坏油气资源、污染自然环境等严重后果，给国家和企业带来巨大损失。

因此，切实加强防喷工作，掌握和实施井控技术，杜绝井喷事故的发生，确保海上钻井作业安全，是我们海上钻井工作者的头等大事。

溢流和井喷的根本原因是地层和井眼系统的压力失去平衡。

当我们对地层孔隙压力掌握不清，或由于某些外力及人为因素造成钻井液柱压力降低，使静液柱压力小于地层孔隙压力较多时，将导致溢流和井喷。

为了保持地层与井眼系统的压力平衡，在现场作业中，应使钻井液柱压力略大于地层孔隙压力，防止地层流体侵入井眼内。

当溢流发生后，则要利用具有不同功能的各种先进的井控设备控制溢流。

在平台上钻井和地质监督、平台经理、高级队长和司钻等高岗位人员是实施井控技术的关键人物，参加平台钻井作业的人员必须了解井喷的征兆和预防措施，熟悉现代井控装置的功能和特性，掌握和井喷作斗争的原理和方法，而且具有在紧急情况下能够制服溢流和井喷的过硬本领，这就是我们研究和掌握井控技术的根本任务。

异常地层压力的预报和监测要搞好井控，必须准确掌握地层压力，特别是异常高压地层。

为此就要搞好地层异常压力的预告和检测。

目前异常地层压力的预报和监测方法大致有以下几种：1．钻前预报：包括地震法、重力勘探、磁法勘探、电法勘探等地球物理方法以及利用井底以上的电测资料预报井底以下尚未钻开地层的孔隙压力和对邻井资料的综合分析。

2．随钻监测：（1）根据钻井参数的变化进行监测。

其中有根据机械钻速增加、d指数下降、d c指数下降、钻速方程、随钻测井以及扭矩、卡阻增加等现象来判断高压地层的出现。

（2）根据钻井液参数的变化来监测。

钻井液气侵、出口钻井液密度下降、出口钻井液温度上升、钻井液中氯化物含量增加、钻井液的电阻率下降、钻井液性能的突变、泥浆池液面上升、钻井液总量和钻井液出口管流量增加、钻井液灌不进或灌进量减少等现象都可能是异常高压地层出现的征兆。

（3）根据页岩岩屑参数的变化来监测。

页岩密度下降、页岩岩屑中搬土含量增加、岩屑体积、尺寸和形状有变化等现象可能是异常高压地层出现的征兆。

（4）随钻气侵监测。

3．钻后检测：电测井、声波时差测井、中途测试和完井测试等都是最直接的异常高压地层的钻后检测方法。

溢流及其正确控制方法一．有关溢流和井喷的名词概念为表示地层流体侵入井筒的严重程度，对井控有关名词定义如下：1．油、气侵—一油、气侵入钻井液，使其性能变坏的过程。

2．溢流——井口返出的钻井液量比泵入量大，停泵后井口钻井液自动外溢的现象。

3．井涌一一一溢流的进一步发展，在循环或停泵后，钻井液涌出井口的现象。

4．井喷——地层流体（油、气或水）无控制地涌入井筒，喷出井口的现象。

5．地下井喷——井下高压层的地层流体（油、气或水）把井内某一薄弱地层压破，流体由高压层大量流入被压破的地层内，这种现象叫地下井喷。

6．井喷失控——发生井喷后，无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象。

二．地层一井眼系统平衡条件在钻井作业中，某些外力可能会引起液柱压力升降变化，为了保持地层与井眼系统的压力平衡，在现场是使钻井液柱压力略大于地层孔隙压力。

建立下列平衡式：P h＝P p＋ P e…………………………………………（8－5）式中：P h－一钻井液静液柱压力（MPa）P p一一地层孔隙压力（MPa）P e－－平衡安全附加压力（MPa）根据安全钻井，保护油气层和提高机械钻速，防止溢流等因素来决定P e值。

经验数据，一般规定：油井P e为～ MPa（相当附加钻井液密度～／cm3）气井P e为3～5 Mpa（相当附加钻井液密度～／cm3）三．溢流发生的原因溢流发生的根本原因是地层与井眼系统压力失去平衡，井内液柱压力小于地层孔隙压力而引起溢流或井喷。

其影响因素有：1．地层掌握不准确，钻到异常高压层，事先未预告，或者预告不准确，特别是在新探区钻井经常出现这种现象。

2．钻井液柱压力减少。

引起液柱压力减小的主要因素有：（l）因井漏，井内液柱高度降低而使液柱压力减小。

这种情况往往不易及时发现，要加强观察。

（2）起钻时未向井内灌足钻井液。

起钻时由于井内钻具起出而使钻井液面下降，如不及时灌足钻井液，就会使液面下降，使井内液柱压力降低可能引起溢流。

（3）起钻发生抽汲作用。

起钻柱时，由于钻井液的粘滞作用产生的使井底减小的瞬时液柱压力叫抽汲压力。

由于起钻太快，钻井液在井内下落的速度小于钻柱上提的速度就产生一种抽汲作用，使井内液柱压力减小而引起溢流。

（4）压力激动引起井漏从而使液柱压力减小。

钻井作业中，由于某些外力引起井内压力发生升降变化，尤其是钻柱快速向下运动时会对井内产生一个附加压力（激动压力）而使井底压力增加，可能压漏地层，使液柱压力减小引起溢流。

（5）井内钻井液密度降低。

钻开油气层后，油气水不断侵入井内钻井液，使其密度逐渐降低，造成液柱压力降低。

液柱压力降低又使油气水侵入更厉害，以致最后造成溢流或井喷。

3．钻入邻近的油气井。

一个平台若钻定向井，如果钻头钻入邻近的油气井内或正在生产的油气井内，就会导致溢流或井喷。

这是一种很危险的现象，这种井应严格控制井眼轨迹，正确设计。

四．气侵的特点地层中的流体，有油气水单独存在的，也有油气水共存的。

由于气体的特性，气侵时无论侵入的方式或运移的状态都不同于油侵或水侵。

为了有效地进行防喷和压井作业，熟悉和掌握气侵的特点是十分重要的。

1．气侵的途径与方式（1）钻进气层时，随着气层岩石的破碎，岩石孔隙中含有的气体侵入钻井液。

钻到大裂缝或溶洞气藏，有可能出现置换性的大量气体突然侵入钻井液。

（2）气层中的气体通过钻井液（含泥饼）向井内扩散。

（3）当井底压力小于地层压力时，井下处于较大的欠平衡状态，气体由气层以气态或溶解气状态大量地流入或侵入钻井液。

2．气侵对钻井液柱压力的影响：由于气体有压缩和膨胀的特征，气体侵入钻井液后，在井底时因受上部液柱时因受上部液柱的压力，气体体积很小，随着钻井液循环上，气体上升速度越来越大，气体所受液柱压力也会逐渐减小，气体体积就逐渐膨胀增大，特别是气体接近地面时气体膨胀就很快增大。

因此，即使返到地面的钻井液气侵很厉害，形成很多气泡，密度降低很多，但钻井液柱压力减少的绝对值仍是很小的。

从图8－2中可见，即使地面气侵钻井液密度只有原钻井液密度的一半，钻井液柱压力减少值也未超过。

但是，在钻井过程中，若不采取有效的除气措施，就会反复将气侵钻井液泵入井内，使钻井液气侵程度更加严重，造成井底压力不断降低，就有出现溢流或井喷的危险。

3．气侵的几个特点：（1）气侵的钻井液在不同深度的密度是不同的。

（2）气侵钻井液接近地面时其密度才变得很小，所以即使地面钻井液气侵厉害，密度降低很多，但井底钻井液柱压力减少并不大。

这时不能再以地面气侵钻井液密度乘以井深来计算液柱压力。

（3）由于抽汲或长时间停止循环（如因换钻头、修泵或电测等）井底积聚有相当数量的天然气形成的气柱，上升膨胀时可能导致钻井液外溢。

（4）钻井液气侵后而井又关闭时，由于密度差的缘故，天然气会滑脱上升，最后积聚在井口。

若井筒和井口装置无渗漏，则滑脱上升的天然气不会膨胀，体积不会变化，但上升过程中，井口压力会逐渐增加。

当气体升至井口时，钻井液柱上增加了一个与溢流在井底相同的压力同时作用于井筒，而井口则作用有原来溢流在井底时的压力，此时，有可能形成过高的井底压力和井口压力。

为了避免出现这种情况，气侵钻井液循环出井时，要允许气体膨胀，释放部分压力，同时不要让井眼长时间关井而不循环。

（5）关井时气体上升而不膨胀的情况下，地层压力不等于井口压力加钻井液柱压力，因此，不能用这个压力来计算所需钻井液密度。

五．溢流信号钻井循环系统是一个封闭系统，系统内任何流体的增加（油、气或水），在地面会有一定的显示或使钻井液的性能变化，或使钻井液数量发生变化，我们把这些显示和变化称为溢流出现的信号。

熟悉和正确识别这些信号是井控技术的重要组成部分。

1．这些信号有（但不限于）：（1）钻进中有蹩钻、钻速突然加快或出现放空现象。

地层流体要进入井筒，所钻地层要有良好的渗透性，因此钻进中有可能出现蹩跳、钻速加快现象。

钻到大裂缝或溶洞则出现放空。

上述现象的出现，有可能是钻到油气层，因此要观察，综合分析是否是溢流出现的前兆。

（2）钻进中泵压下降和泵冲数增加。

出现这种信号，应检查出口流量和钻井泵。

若系无问题，出口流量增加则是溢流出现。

当低密度的地层流体进入环空代替高密度钻井液时，泵压会下降，钻具内的高密度钻井液就有下落的趋势，泵冲数就可能增加。

（3）钻井液密度下降。

如果钻井液返出时密度下降，可能是由于地层流体侵入钻井液使其密度下降，造成液柱压力降低，最后发生溢流。

（4）钻具悬重发生变化。

当低密度的地层流体侵入钻井液后，使其密度降低，造成钻井液浮力减少，出现悬重增加的现象。

此时要认真观察井内情况，提防出现溢流。

（5）烃类或氯根含量增高。

钻井液中上述成份增加，有可能是油、气或水进入井内，要提高警惕，防止溢流发生。

（6）钻井液返出流量突然增加。

在泵排量不变的情况下，钻井液返出量突然增加，说明地层流体已进入井内，这是溢流发生的告急信号之一。

（7）循环池钻井液量增多。

若不是人为增加循环池钻井液量，而钻井液面增加时，则是溢流发生了。

因为溢流进入井筒排代了同体积的钻井液到循环池，使循环池液面增高，液量增加，这也是溢流发生的告急信号之一。

（8）停泵后井内钻井液外溢。

若停泵后，井内钻井液忽大忽小外溢，说明溢流已经发生。

（由于钻井液比重差而引起的外溢不属此类）这也是溢流告急信号。

（9）起钻时井内灌钻井液困难，或者灌入量少，甚至灌不进钻井液。

起钻时如果灌入井内的钻井液量小于因起出钻具体积相应减少的测算量，可能是溢流发生。

因为地层流体进入井筒，填补了部分起出钻具所占的空间，当进入井筒的流体使全井液柱压力小于地层压力时就会发生溢流。

这也是溢流告急信号之一。

（10）油气层钻进发生井漏。

油气层钻进发生井漏，很快使钻井液柱压力减小，溢流很快就会出现甚至发展成井喷。

2．为了及时发现溢流，掌握井控工作的主动权，日常钻进中，除仔细发现溢流信号外，应重点做好下述工作。

（1）井控有关的仪表，要保持性能良好可靠，按要求定期检查校正。

（2）出口管钻井液传感器要求灵敏可靠。

（3）钻进中要特别重视以下情况的监测：①井口进出流量及温度变化；②泥浆池液面变化。

③气测值的变化；④起下钻时灌钻井液情况；⑤钻井液性能变化；⑥d c指数的变化。

（4）注意浅层气的出现。