A01井控的基本概念-第一章

第1章井控的基本概念油气田勘探开发井下作业，涉及试油、大修、作业、测试、酸化、压裂等工作，随着油田稳产增产的需要，维修及措施作业的油(气、水)井也逐渐增多，行业多、知识广；井下作业过程中不确定因素很多，无论油(气、水)井井底压力的高低，都有发生井喷或失控的可能，井控难度大，一旦发生井喷及井喷失控事故，造成的人员伤害、环境污染、设备和油气井损坏及其损失，触目惊心，骇人听闻。

为保护油气资源确保井下作业安全，集团公司先后出台了《中国石化集团公司石油与天然气井井控管理规定》、《油气水井井下作业井控技术规程》等标准和规定，不断地规范和完善井下作业井控技术管理工作。

1.1 井控相关概念井下作业是实施石油天然气勘探开发的重要手段，井下作业井控是一项牵涉到施工设计、装备配套、生产组织、现场管理、员工培训等多个环节系统工程，必须把不断提高员工的井控意识、技术素质和管理水平作为一项重要工作来抓，才能保证安全、优质、高效的完成井下作业施工。

1.1.1 名词解释1.1.1.1井控（Well Control）：井控是实施油气井压力控制的简称。

在井下作业过程中，只有控制地层压力，保持井内压力平衡，才能保证作业施工的顺利进行。

1.1.1.2井侵（Influx）：当地层压力大于井底压力时，地层孔隙中的流体（油、气、水）将侵入井内，通常称为井侵。

最常见的井侵为气侵、水侵和油侵等。

1.1.1.3溢流（Overflow）：井侵发生后，井口返出的压井液量大于泵入液量，停泵后井口压井液自动外溢，这种现象称为溢流。

1.1.1.4井涌（Well kick）：溢流进一步发展，井液涌出井口的现象称为井涌。

1.1.1.5井喷（Well Blowout）：当井底压力远小于地层压力时，地层流体大量涌入井筒并喷出地面的现象称为井喷。

1.1.1.6井喷失控（Out of Control for Blowout）：井喷发生后，无法用常规方法控制井口而出现井口敞喷的现象称为井喷失控。

这是井下作业过程中最恶性的作业事故。

综上所述，井侵、溢流、井涌、井喷、井喷失控反映了地层压力与井底压力失去平衡以后，井下和井口所出现的各种现象以及发展变化。

1.1.2井控的分级井控的三个阶段：根据井控内容和控制的难易程度不同，井控作业通常分为三个阶段或三级，即一级井控、二级井控和三级井控。

1.1.2.1一级井控一级井控（也称初级井控）：指采用适当的井液密度，建立足够的液柱压力以平衡地层压力，没有地层流体侵入井内、阻止溢流产生的井控技术（又称主井控）。

一级井控是井控工作的关键。

1.1.2.2二级井控二级井控：是溢流或井喷后，通过及时关井与压井作业重建井底压力平衡的井控工艺技术。

当井内液柱压力不能平衡地层压力，地层流体侵入井内，井口出现溢流时，依靠地面设备建立的回压和井内液柱压力共同平衡地层压力，控制油气侵和溢流，恢复井内压力平衡的井控技术。

二级井控是井控工作的重点，是井下作业井控技术的核心内容。

1.1.2.3.三级井控三级井控：三级井控是井喷失控后，采取的各种应急抢险措施，重新恢复对井口控制的井控技术。

三级井控也就是平常所说的井喷抢险，利用专门设备和技术重新恢复对井口的控制。

井控工作应“确保一级井控，做好二级井控，杜绝三级井控”一般地说，在井下作业时要使一口井始终处于一级井控状态。

同时做到“早发现，早关井，早处理”，做好一切应急准备，一旦发生溢流、井涌、井喷，能迅速做出反应并加以解决，恢复正常的井下作业状态。

1.2 井喷的原因及危害尽管各油田企业在井控管理方面积累了丰富的经验，但是井喷及其失控事故还时有发生，一旦发生井喷，极易导致井喷失控，造成油气资源破坏、自然环境污染，甚至造成设备损毁、油（气）水井报废、人员伤亡。

所以，井喷失控是井下作业施工中性质严重、损失巨大的灾难性事故。

1.2.1 井喷案例1.1992年9月11日，某油田“GD8-26-121井”新井投产射孔过程中发生井喷，抢起电缆、准备切断电缆过程中，喷势增大电缆随气流窜出井口，炮弹飞出井筒落于井口正北方向500m左右。

抢关射孔大闸门时,因井口压力高关闭不严，井喷失控。

抢喷过程中套管短节被拉偏、漏气导致抢喷工作复杂化。

9月13日利用间歇停喷抢装采油树，关井压井成功。

2.1994年9月28日，某油田位于石家庄市赵县附近的一口预探井，在试油射孔作业中发生井喷，含硫化氢有毒气体扩散面积达10个乡镇80余个村庄，导致22.6万人被迫紧急疏散。

3.2005年12月26日，某油田“TZ823井”在试油换装采油树的过程中，发生强烈井喷硫化氢泄漏事故(硫化氢浓度14834ppm，22251mg/m3)。

事故历时4天5小时，共反循环压入密度1.15g/cm3的污水110m3，压稳后抢装旋塞，再正反挤1.30g/cm3的钻井液173m3，至12月30日事故解除。

4.2006年5月13日，某油田“W46-1井”起油管作业过程中发生井喷。

起出原井内88根油管时，油套环形空间溢流出水，当即安装井口做压井准备。

当悬挂井口刚装到第三条螺栓时，井口突然涌出油气水混合物，现场人员在撤离过程中井场发生爆燃。

2名现场施工人员被烧伤致死，另外2名施工人员和捡拾落地原油的4名村民及在井场附近房屋内休息的1名当地村民被不同程度烧伤。

1.2.2井喷的原因井喷的直接原因大体可以归纳为以下方面：（1）由于井控意识淡薄引起井喷。

1）未安装井控装置或安装不标准，未按规定程序试压；2) 井控装置未按规定进行检测；3）井控装备损坏、老化，选配不合理；4) 空井时间过长、作业中无人观察井口，未及时发现溢流或其它井喷预兆；5）未按设计要求进行压、洗井，起钻前未洗井，或起下钻未按规定灌注压井液；6）起下管柱（特别是带大直径工具的管柱），未控制起下速度，产生抽汲或压力激动。

7）起大直径管具、特殊附带有管缆管柱，闸板、防喷短节不配套；8）日常应急演练不扎实，发现溢流或其它井喷预兆后未及时关住井；9）地质、工程设计失误，有关油层参数描述、井控设计数据不准确，施工设计方案片面强调保护油气层、不压井，井液密度偏低导致井筒液柱压力不能平衡地层压力，给施工带来盲目、风险。

（2）由于井控措施不当引起井喷。

1）对地层或井筒认识不足，设计措施不到位，导致施工的盲目性；2）负压射孔时负压差过大；3）受相邻注水（气、汽、聚）井影响较大时，未及时关停，或停注后未泄压；4）施工过程中，控制措施不当。

如：测试、射孔施工，观察时间不够等；5）关井程序不正确；6）关井压力过高，超过井口控制装置、套管或地层的承压值。

7）套管短节螺纹与井口套管不匹配。

8）混油过量或混油不均匀，造成液柱压力低于地层孔隙压力，从而诱发井喷。

（3）其它客观原因引起的井喷1）地层出砂，油气流体刺损井控装置；2）多数油气井有高压层和漏失层。

作业时井液因油气侵密度降低，以及严重漏失造成液柱压力降低，没有及时采取补救措施。

3）长期生产井、套管腐蚀损坏井，套管抗压强度降低，当有浅气层时会由腐蚀裂缝侵入井内，快速上窜在很短时间内到达井口让人措手不及。

4）由于电测解释等技术原因，造成资料分析失误，地质设计方案中未能提供准确的地层压力资料，射孔等施工中思想准备不足，防范措施不落实。

5）管柱上顶撞损井控装置；6）井控装置老化（特别是承压密封件），试压合格，但不能长时间承压；7）自然灾害等不可预见因素。

1.2.3 井喷的危害井喷是石油工业的灾难性事故，2003年12月23日重庆开县“罗家16H”重大井喷失控事故，造成243人死亡，2.6万人中毒住院治疗， 65000名当地居民被紧急疏散，各种经济损失多达2.6亿元，在社会上造成了严重的负面影响。

井喷失控的危害性可概括以下八个方面：（1）打乱全局性的正常工作程序，影响安全生产；（2）极易引起火灾、爆炸或有毒有害气体泄漏等，会造成人员伤亡。

（3）影响井场周围居民的正常生活和生产，甚至危及生命安全；（4）污染环境，影响农田、林场、水利、牧场、渔场生产以及交通、通讯、油地建设的正常运行。

（5）破坏地下油气资源；（6）造成人力及物力上的巨大损失，严重时造成地层塌陷、油气井报废，甚至机毁和人亡；（7）导致作业井的情况复杂化；（8）降低企业形象，造成不良的社会影响。

1.2.4 井喷的预防井控直接关系到井下作业队伍、油气田及国家三者利益，搞好井下作业井控意义重大。

应从以下几方面开展井控工作：1.各油气田必须认真贯彻落实集团公司井控管理规定，在思想上统一认识，提高对井下作业井控工作的重视程度，保证井控管理工作有序推进。

2.井下作业井控是一项系统工程，涉及到勘探开发、设计、施工单位、监督、安全、环保、装备、物资、培训等部门，各有关单位必须高度重视协调配合。

严格执行有关井控规章制度、管理规定和行业标准。

3.加强井控培训的针对性，强化井控培训的实效性，全面提高现场作业人员素质。

4.建立安全生产工作联席会议制度，完善设计的制定、审核与批准制度，建立健全井控管理体系和井喷事故责任追究制度，强化井控过程的管理。

5.建立井控复杂情况和事故处理的统一协调制度、工作程序和技术支持与决策的专家队伍。

在处理井下作业井控复杂情况和事故时，共享专家资源。

1.3.不同类型油气藏的压力特点储层是指具有孔隙性和渗透性、油气能在其中流动的岩层，又叫储集层，通常简称储层。

一般将储藏有石油的储集层叫储油层，简称油层。

储藏有天然气的储集层叫储气层，简称气层。

同时储藏有石油和天然气的储集层叫储油气层，简称油气层。

同时储藏有石油、天然气和水的储集层叫储油气水层，简称油气水层。

储层按不同要素有着不同的类别划分。

1.3.1.油气藏的分类1.3.1.1.油气藏按流体性质分类油气藏按流体性质可分为油藏、稠油油藏、气藏、油气藏等。

每种油气藏又具有不同的压力特点。

1.3.1.2.油气藏按渗透性分类油气藏按渗透性可分为裂隙性油气藏、渗透性油气藏。

渗透性油气藏又可分为中、高渗透油气藏、低压低渗透油气藏、特低渗透油气藏和稠油油气藏。

裂隙性油气藏又可分为古潜山油气藏、碳酸盐油气藏。

1.3.2.油气藏的压力特点1.3.2.1.渗透性油气藏的压力特点1.中、高渗油藏中渗透性砂岩油藏在我国有相当比例，大庆、塔里木、吐哈、辽河、胜利、中原、华北、冀东、渤海等油田都有。

高渗透性砂岩油藏，像辽河油田(曙一区)、冀东油田(高尚堡部分层位)、塔里木(吉拉克)、江苏油田(富民庄部分层位)、渤海油田等均有分布。

这类油藏的特点是孔隙度较大、孔喉大、渗透性好。

压力分布也很不均衡，像胜利油田压力系数大多在1.0~1.82之间，个别压力系数低于1.0，最低0.65。

2.高压低渗油气藏中原油田属复杂断块油田，油气层埋藏深，区块层间地层压力差异大，地层压力系数最高达1.8，尤其像文东断块。