钻井事故与复杂问题-第5章井喷事故

第五章井喷事故

井喷是事故，井喷失控是损失巨大、影响恶劣的灾难性事故，这一点必须认识清楚。在

科学技术相当发达的今天,?还以井喷作为发现油气田的手段来看待，如果不是犯罪，也是愚昧无知的表现。井喷失控的危害是非常大的：

1损坏设备:?如大庆油田的喇83井、杏5井都是因井喷失控将整套设备陷入地壳，四川气田从1957年到1981年发生井喷着火 31井次、烧毁钻机18台，全国从1950年至1997 年，发生井喷失控井 319 口，失控后着火井 78 口，因井喷失控着火烧毁钻机以及因井喷地层塌陷埋掉钻机共59台。其损失是相当惊人的。

2死伤人员:?这类事在四川、华北、胜利、中原等各个油田都发生过，仅四川局的32111 钻井队在1966年的一次井喷事故中就死亡6人，2003年12月23日重庆开县罗16h井天然

气（含硫化氢）井喷，死243人，中毒住院2142人，紧急疏散65000人，经济损失6432 万元人民币，教训是非常惨痛的。

3浪费油气资源：无控制的井喷，不仅喷出了大量的油气，而且对油气藏的能量的损失是难以计算的，可以说是对油气藏的灾难性的破坏。仅四川合4井等8 口井的统计，因井喷

放空天然气6.98 X 108m,为储量的11%损失是十分惊人的。

4污染环境；喷出的油气随风飘扬，对周围环境造成严重的污染，特别是喷出物含有硫化氢的时候，搅得四邻不安，人心惶惶，影响极坏。

5. 污染油气层:据四川石油管理局多年对多口井的统计资料分析，凡是钻井液喷空后压

井或反复测试后压井，都会对产层造成严重伤害，其产量将下降30〜50%，甚至有的井不经酸化则见不到产量，可以说井喷后压井才是油气产层污染的罪魁。

6报废井：井喷失控到了无法处理的时候，最后不得不把井眼报废。如新疆柯克亚地区

的几口高产深井，胜利油田的罗5井、新罗5井等。

7造成大量资金损失:?除上述五项都和资金有关的因素外，在处理井喷事故时，如灭

火、压井、钻救援井等都需要投入大量的人力、物力、财力。还要赔偿因井喷而造成的其它一切经济损失。

&打乱正常的生产秩序：失控井喷特别是井喷着火，往往是震惊整个油田甚至地方行政部门，要调集各种可用的手段来处理事故，正常生产秩序被打乱了。

尤其在注重社会效益与经济效益的今天，?无论是地质家还是工程师都应把防止井喷做为自已的主要职责，凡是明知故犯，或玩忽职守，造成失控井喷事故者都应受到行政的或法律的制栽，不能以“花钱买教训”来进行搪塞。

第一节溢流产生的原因

我们知道，?造成井喷必须有三个基本条件:（1）要有连通性好的地层；（2）要有流体（油、气、•水）存在；（3）要有一定的能量，也就是说，要有一定的地层压力。

地层压力是指作用在岩石孔隙内流体上的压力，故又叫地层孔隙压力。在地层沉积中，正常地层压力等于从地表到地下该地层深处的静液柱压力，?其值大小取决于孔隙内流体的

密度，如为淡水，则正常地层压力梯度为0.01MPa/m，?当量钻井液密度为 1.00g/cm 3，如为盐水，则正常地层压力梯度为0.0107MPa/m，当量钻井液密度为1.07g/cm 3。但是由于各种原

因，?地层压力并不总是遵守这个规律，有的高于正常压力，有的低于正常压力。高于正常压

力的叫异常高压。低于正常压力的叫异常低压。造成异常高压的原因有：

1. 流体压头的存在：储集层与一个异常高的区域性侧压水头相通，由于液体的连通作用，使储层形成高压。

2. ?封闭环境下的快速沉积，形不成连通管作用，水份不能完全挤压出去，流体压力大于静水柱压力，甚至等于上复岩层压力。

3. 构造作用：地壳的上升、下降、折皱、断裂等地质构造运动，使岩层受到很大的挤压力，岩石孔隙内的流体在侧向挤压力的作用下压力升高。逆掩断层的发展，使断层下盘的上复岩层压力增加，形成圈闭流体中的高压。由于地壳的上升、剥蚀，使其下部地层中原来沉

积时的正常压力变为高压。由于构造运动，使同一地层所处的海拔高度不一样，?由于液体压力可以传递，若处于低处的一端为正常压力，则处于高处的一端为异常高压。

4. 古压力高：在被致密块状以及基本上不透水的岩石完全封闭的古老岩石里、或是上升到浅处完全被封闭的地层里，才能存在这样的异常地层高压。

5. ?水热增压作用；如地层是一个封闭系统，随着沉积的加深，地温的升高，孔隙中的流体将随温度的升高而膨胀，形成高压。

6. ?地化作用：在沉积的封闭系统中，沉积物内的蒙脱石向伊泥石转化，石膏向硬石膏转化，都要脱出过量的水，增加了地层压力。

7. 块状的区域性盐岩沉积体往往使其下伏岩层丧失液体逸散的可能性，因而在盐岩层下面经常存在异常高压。

8. ?储集层重新加压：。本来是浅部的正常压力储集层，?由于和深部地层连通，将深部地层压力传递到浅部地层，这种沟通的道路可能是：①老井套管损坏；②老井固井质量不好；③ 未下套管的报废井；④漏失断裂带。

9. 油田注水开发后，本来是低压或常压储集层，由于注水注气使其变成高压层，这是因为：⑴产层的注采不平衡，在同一个产层，注水井多于采油井，则该层长期处于注多采少

状态，形成高压层。⑵砂层平面分布形态不均，对于分布面积较小的砂岩层，不可能全部在注采井控制范围之内，注水井钻遇的砂岩体无采油井泄压，因长期注水会形成高压。⑶ 砂岩体在平面上渗透性不均，注水井处于高渗透部位，采油井处于低渗透部位，在水线前缘会形成高压。⑷砂岩体厚度不均，注水井处于厚度大的部位，采油井处于厚度小的部位，采出量相对减少，在水线推到的部位，会形成高压。⑸断层遮挡的影响，注水井和采油井互不连通，注水井一侧也会形成高压。

在钻井过程中，? 一方面岩层孔隙中的流体有着压力R，我们叫地层压力，另一方面井眼

中的钻井液也会产生液柱压力R m?我们叫井底压力，在正常情况下，我们正是用井底压力 P m

来平衡地层压力 P p的，因此，为了保持地层和井眼系统的压力平衡，应该建立和维持下列平

衡关系

Rn=F P+ P e ....................................................... (5-1)••…

若P m=P p,则P e=0在这种情况下，虽可维持钻进，但起钻时可能导致井喷。因为起钻时有个抽吸压力，根据实验结果，抽吸压力相当于减少钻井液密度0.03〜0.13g/cm3之间，若P m>?R,则P e为正值，在这种情况下，可以维持正常钻进，在起钻时只要抽吸压力不大于P e,就不会引起井喷。

若P m

环空压耗，可以勉强维持钻进,?但不能停泵，一旦停泵就会产生溢流。若P e绝对值大于循环

钻井液时的环空压耗，则在钻进时即可产生溢流。

由此我们可以得出结论,?只要在渗透性好的地层中有流体存在，不论其压力高低，只要它的压