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 一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)

3

气井P e为3〜5 Mpa (相当附加钻井液密度〜/ cm)

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