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。