吉林油田浅气层井防喷技术研究

一、吉林油田已发现的浅气层分布

吉林油田已发现的浅气层分布:松辽盆地中浅层和深层领域中;长岭凹陷中乾安油田周边及断陷中伏龙泉洼槽区块;扶新隆起区中新立地区和长春岭区块;红岗-大安油田周边和红岗构造及其他区块;华子井阶地中大老爷府构造;孤店构造和断陷中的孤店断陷;德惠断陷区块;莺山断陷区块;梨树断陷区块;鹿乡断陷中五星构造带区块;岔路河断陷中梁家构造带区块。以上均属于A级风险区。

二、浅气层井喷的特点及原因

1. 浅气层井喷的特点

(1) 地表疏松, 井喷关井易憋裂地表, 不能采用常规方法关井。

(2) 由于浅层气体侵入井眼后, 在很短的时间内就会移到井口, 难以预测, 经常是突然出现, 溢流一旦发生, 井喷几乎不可避免。

(3) 易发生井喷的多为黑帝庙油层。

(4) 压力高, 一旦井喷, 即使流量小也能使所有修井液喷出。

(5) 气体可能在没有警报的情况下就到达地面。

2. 浅气层井喷的原因分析

(1) 对危害性缺乏足够的认识, 思想麻痹, 违章操作。

(2) 由于作业空井时间过长, 在静态下气体扩散侵入井眼, 产生积聚现象, 随着压力的降低, 体积不断膨胀, 最终导致井喷。

(3) 在修井过程中不灌修井液或是没有灌满。

(4) 修井液的密度不合理。

(5) 由老井窜气后天形成的浅气层, 更容易导致井喷。

(6) 井口不安装防喷器或井口设备不合格。

三、浅气层井控特点

浅气层本性活跃, 发展为井喷的速度快、来势猛、反应时间短、控制难度大且极易着火。起钻是浅气层井喷概率最大的工况, 在拔活塞或上提下放活动管柱易于激活诱喷气层。由于修井空井时间过长, 修井液密度过低, 井底有气体扩散不易被察觉, 易发生浅气层井喷。

四、浅气层井喷的预防控制及检测方法

1. 浅气层井喷的预防控制方法

(1) 掌握浅气层的井控特点

(2) 作业人员在修井之前应仔细阅读目的层含气情况和浅气层及其潜在的风险提示。

(3) 对浅气层的修井液密度设计要根据实际情况确定合理值。

(4) 起下管柱要观察井口返出修井液的情况和修井液灌注液面, 控制起下管住的速度, 防止抽汲诱喷, 要及时发现溢流。

(5) 坚持“发现溢流立即关井, 疑似溢流关井检查”的原则。

2. 浅气层的检测方法

现有预测900m浅沉积层剖面的新技术;高分辨率的电火花地震勘探和亮点分析技术对于预测浅气层很有效;水柱气泡检测仪可以发现气体渗漏;无泡电火花测量仪可进行沉积速度分析并能提供深度达300m的活动与非活动的气体储层情况。

五、浅气层井喷案例分析

以吉林油田地区大17-5井浅气层井喷为例, 其基本情况:11月12日钻进至611.27米, 钻井液密度1.12g/cm3, 粘度46S。准备起钻。5:30-6:30循环1小时, 测量钻井液性能没有变化。开始起钻, 起钻至11柱时发现灌不进修井液, 判断发生抽汲。司钻立即下放钻具抢接方钻杆, 在抢接方钻杆过程中井口有钻井液涌出, 立即组织软关井。关井10分钟后套压升至1.9MPa, 立即节流循环。12:00密度为1.80g/cm3重修井液到井20m3, 混入钻井液池, 开始压井。入口密度循环10分钟后套压达到1.9MPa, 未能压稳。14:30密度为1.48g/cm3重修井液到井40m3, 继续压井, 循环1小时后, 出口钻井液密度稳定在1.40-1.42 g/cm3, 但钻井液内仍有气泡, 套压为零。现场决定立即抢下10个单根, 循环1小时后, 入口修井液比重1.40-1.42g/cm3, 出口钻井液密度1.41-1.42 g/cm3, 出入口密度变化趋于平稳。

1. 原因分析:

一是通过综合分析认为, 在本井340-370米存在明水组高压气水层, 地质设计未对存在的浅气层进行提示, 加之作业时现场执行修井液密度偏低 (1.12 g/cm3) , 造成溢流发生。

二是钻井队坐岗观察不到位, 起钻时发生抽汲未及时发现。

结论

1.溢流多发生在起钻, 因此, 作业时要做好防范工作, 及时发现溢流和正确快速关井是唯一正确的处理方法。

2. 浅气层虽是非目的层, 施工时引起高度重视, 避免意外发生。

3. 修井液密度设计要综合考虑, 附加密度值的大小要合理。

4. 出口溢流是最直接的井喷显示, 体积检测难以及时发现溢流, 建议采用声波溢流测定仪监测溢流。

5. 建议浅气层井作业时必须做到:装防喷器;控制起下管柱速度防止抽吸与拔活塞;起管柱连续灌满修井液;尽量缩短空井时间。

6. 增加H2S检测设备, 对浅气层中有H2S的井做好防范措施。

摘要：浅气层埋藏深度浅, 修井液密度小, 液柱压力较小, 井底压力一旦失去平衡, 浅气层的气体上窜速度非常快, 很短的时间就能到达井口而发生井涌, 用常规的井控方法进行关井很容易憋漏上部地层或表层套管鞋处, 而造成地层塌陷或钻机沉陷的严重后果。为了有效处理突遇浅气层, 必须把浅气层井控作为预防井喷工作的重中之重。

关键词：吉林油田,浅气层,作业井,防喷技术