钻井井控技术措施的优化

钻井井控技术措施的优化

发表时间：2018-06-20T10:52:37.400Z 来源：《基层建设》2018年第12期作者：李超赵伟

[导读] 摘要：钻井井控是石油与天然气勘探开发过程中的重要环节，是安全生产工作中的重中之重。

中石化胜利工程公司渤海钻井管具公司山东东营 257200

摘要：钻井井控是石油与天然气勘探开发过程中的重要环节，是安全生产工作中的重中之重。当今国内井控理论及工艺技术已基本成熟，井喷事故比例逐年降低，但在出现溢流险情进行压井处理过程中，仍存在一些技术措施粗糙、操作模糊的问题，导致压井失败、压漏地层等复杂情况发生，给现场压井施工造成一定的风险和资源浪费。本文主要是从井控的基本原理和分类出发，对钻井井控技术进行分析，探讨优化井控技术措施的途径。

关键词：钻井井控；施工技术；应用对策

在钻井施工过程中可能存在溢流、井涌以及井喷等问题，这类事故不仅影响到钻井施工的效率和进度，还会引发严重的安全事故，因此，要优化井控技术措施来保障钻井施工安全，应用井控设备和设施，有效地防止井喷事故的发生，并且消除对油气层的污染，采取的工艺技术措施就属于井控技术措施。

1 井控基本原理及分类

钻井井的井控是通过合理的方法和工艺技术来控制地层压力，保证钻井内部处于压力平衡状态，以此来促进钻井施工操作的顺利开展。在钻井施工过程中运用井控，能有效预防和降低井喷造成的危害，也能保护油气层，降低破坏周围环境和资源的程度。从当前的发展可将井控分为初级井控、二级井控和三级井控三类。初级井控是在钻井过程中通过工艺技术调整和钻井液的合理选用来提升井底压力，以此来有效控制地层压力，有效降低流体对地层的侵入。二级井控是井底压力低于地层压力的情况下，井内如果发生溢流现象，在控制溢流的基础上对压力平衡过程进行重建。三级井控是出现井喷时，通过对应的技术措施和合适的设备来进行抢险，对井底压力进行重新控制的过程。

2 钻井井控技术分析

2.1 压井中安全附加值的选择

在钻井过程中，钻井液密度以各裸眼井段中的最高地层孔隙压力当量钻井液密度值为基准。考虑到油层段钻进时岩屑中的油气对钻井液的影响和起钻抽吸压力、液面下降对井底压力的影响，需要另外增加一个安全附加值，以保证安全钻进和起钻。我国石油行业的规定一般为：油水井附加密度0.05~0.10g/cm3或增加井底压力1.5~3.5MPa；气井附加密度0.07~0.15g/cm3或增加井底压力3.0~5.0MPa。目前在各钻井施工现场发生溢流关井后，压井液密度的设计，也按照上述安全附加值的规定进行附加（浅层气除外）。环空压耗一般为

0.7~1.4MPa，是最好的安全附加值，但其在压井中经常被忽略。综合考虑上述问题，为了降低其他因素对井筒造成的累加影响，建议在压井过程中不附加密度或压力，直接采用根据准确读取的关井立管压力计算得到的压井液密度进行压井施工。压井施工结束后，按照下步施工要求适当调整附加密度或压力后，再继续施工。

2.2 气侵压井中井口套压最大安全控制值

发生溢流关井时，最大关井套压值应不大于井口装置的额定工作压力、套管最小抗内压强度的80%所允许的关井压力、地层破裂压力所允许的关井套压值三者中的最小值。通常情况下，井口装置的额定工作压力要与地层压力相匹配，井口装置按照规定选择、安装、试压后，其承压能力应完全满足关井的要求。在一口设计正确的井中，井口装置的额定工作压力最大，地层破裂压力最小，因此最大允许关井套压值的确定一般取决于地层破裂压力允许的关井套压值。在各钻井施工现场中，一般会根据地层破裂压力试验情况在节流管汇处放置关井压力提示牌。为了防止压漏地层，保障井下安全，现场通常的做法是：发现溢流关井和压井的整个处理过程中，都要保证井口套压低于关井压力提示牌中相应钻井液密度下的最大允许套压值。当井口套压即将超过最大允许套压值时，要采取相应的措施来降低井口套压。而在按照正常的压井曲线进行压井施工时，只能通过打开节流阀来降低套压，这样的操作会降低井底压力，导致溢流不能有效控制，从而压井失败，增加压井施工次数，甚至使事故进一步复杂恶化。

2.3 浅层气处理技术

在预防井喷方面，钻井井控工作有着重要的作用。对于钻井中的浅层气处理，主要可从以下几个方面入手：其一，在井控作业实施中如果没有隔水管，就要保证钻井液梯度略小于底层的压裂梯度；在钻进过程中遇到浅层气的情况下，要想钻井中注入压井液，以此来保障有效压井。当向钻井中注入压井液后仍不能有效压住井，就需要马上停止钻井施工，将工作平台转移到安全区域。除此之外，要对压井过程进行密切关注，避免其破坏地层。其二，在井控作业采取了隔水管的情况下，可通过导流系统来导流天然气，保证天然气能第一时间流向下风方向。

3 钻井井控技术措施优化探讨

3.1 强化井控技术的监督检查

对钻井施工现场的井控管理的监督和检查，能够有效地提高井控管理的水平，避免走过场，而引起严重的安全事故，给石油钻探施工带来巨大的经济损失。在石油钻井施工前，进行钻前准备阶段，检查井控设备和设施的准备情况，确认井控设备的安装质量，保证钻井施工过程中发挥井控的效果，达到井控管理的目标。钻井施工过程中，及时检查井控设备的完好率，严格执行井控管理技术措施，实时监测钻井施工过程，对钻探施工参数进行分析，发现安全隐患，立即进行处理，防止发生严重的安全事故，避免影响石油钻井的顺利实施。

3.2 建立事故应急处理机制

对石油钻井施工过程中发生的应急事故进行处理，建立事故应急处理机制。一旦发生事故，立即启动事故应急处理预案，防止事态扩大，给石油钻井施工过程带来隐患，导致严重的安全事故发生。对石油钻井施工进行安全风险评估，确定安全风险的等级，采取必要的风险削减管理体系，并实时检测钻井施工过程中的井筒压力，避免发生井喷、井涌及井漏的事故，保证安全钻探。提高岗位员工的应急处理能力，完善各种安全事故的预案，定期实施防喷演练，避免岗位员工不会应急处理，而导致严重的后果。完善钻井施工现场应急处理程序，使岗位员工明确应急处理的流程，充分利用事故案例分析，提高安全事故的防范能力，避免发生类似的安全事故，保证安全钻探。

3.3 对钻井井控实现分级管理

在初级井控能达到预期的情况下就不再需要后续井控技术措施。如果二级井控无效，应立即启动三级井控措施来控制井筒，确保施工