钻井井控技术探讨

2022-09-10

我国的钻井井控技术伴随着科学技术的步伐一直快速的发展着, 然而却仍然面临着严峻的问题, 像某些地方的地层构造比较特殊, 这就使得在进行钻井工作时面临浅层气的问题。因此为了确保在进行井控作业时的安全, 必须要针对所存在的技术问题制定相应的解决措施。

一、井控技术

井控实际上就是通过采取一定的措施来将地层孔隙的压力控制住, 保持井内压力的平衡, 从而来促进钻井工作的顺利进行。在进行油田勘探、钻井工作时, 井控技术是必须要考虑的问题, 尤其是在进行钻井工作时。发展好井控技术对保护油气层, 提高工作效益, 保障工作安全都有非常重要的作用。

二、钻井井控技术中存在的问题

位于重庆市开县高桥镇晓阳村的中国石油天然气集团公司所属管理局川东钻探公司钻井二公司川钻12队承钻的罗家16H井, 曾发生一起特别重大的井喷失控案例, 由于操作上的问题, 造成243人死亡, 受伤者26555人, 其中重症病患9人, 直接经济损失达9262.71万元。

造成上述井喷失控事件的直接原因是泥浆循环和防喷器方面的问题, 在进行工作时, 工作人员并未按照规定进行泥浆循环的工作, 起钻之前泥浆循环时间不足, 起钻过程中又未按规定进行泥浆的灌注。在防喷器方面, 工作人员未及时发现溢流的征兆, 并且没有及时采取措施将高浓度的硫化氢天然气进行处理, 导致大量的有毒气体喷出扩散, 从而造成事故的发生。从上述案例可以知道, 如果没有对防喷器内圈闭气进行处理很容易导致大事故的发生, 所以为了减少危害, 必须注意防喷器方面的问题, 此外还需要注意天然气水合物与浅层气的问题。除了上面所提到的问题之外, 在管理方面也存在一定的问题, 例如事故应急的预案不完善。

1. 防喷器内圈闭气问题

防喷器内圈闭气是指在处理气体溢流时, 残存在防喷器内的气体。在进行钻井井控技术的工作时, 对于防喷器内圈闭气的问题是不能忽视的, 由于节流管线比较长, 而且圈闭气的压力又与节流管线内的静液柱的压力大小相同, 当压井的工作结束之后, 如果直接把防喷器打开, 会导致圈闭气体迅速的在隔水管内膨胀, 这就会造成井喷事故, 甚至是会导致隔水管破裂。圈闭气产生的危害的大小是与深度压力有关的, 两者呈现出正比的关系, 深度压力越大危害越大。

2. 天然气水合物问题

在钻井的过程中, 因为压力高、温度低的缘故, 很容易产生天然气水合物, 将隔水管、连接器、防喷器和节流管线堵塞起来, 给继续进行井控作业带来一定的风险性。所以在进行井控工作时, 每个环节都要考虑到天然气水合物的问题。

3. 浅层气问题

在地表以下1000米之内的气体被称为是浅层气, 浅层气体产生的压力一般都会比较高, 而且井底的压力和气体的潜在流量会伴随着下潜距离的增加而增加, 当发生事故时, 气体就会迅速向上膨胀、扩展, 影响大而广。

4. 事故应急预案的不完善问题

钻井井控作业是一项具有危险性的工作, 所以在进行工作之前, 需要制定一个事故的应急方案, 以备不测。而案例中明显没有制定应急方案, 导致事故发生时, 无法及时采取措施, 最后造成巨大的损失。

三、针对钻井井控技术中存在的问题的解决措施

1. 防喷器内圈闭气问题的解决

防喷器内圈闭气的问题的解决是能够防止井喷事件发生的措施之一, 所以对防喷器内圈闭气问题的解决非常有必要, 主要的解决措施就是将气体排出。而具体的做法是:首先通过关闭项目的防喷器闸板, 将下部井眼隔离, 随之灌注压井液, 直到节流线与压井线内部充满压井液为止, 接下来是关闭压井线阀门并打开环形防喷器、关闭分流器, 使得剩余气体在压井液的作用下不断的循环排出, 最后一步关闭环形防喷器, 将剩余气体彻底排出。

2. 天然气水合物问题的解决

要对天然气水合物问题进行解决并不简单, 需要采取预防与处理并行的手段, 其中预防工作更加的重要。在预防方面主要需要注意五个方面:采用无隔水管钻进方式;避免水合物区;定期进行水合物抑制剂注射;钻井操作室采用合成油基泥浆以及根据场合选择不同的钻井工艺。由于天然气水合物产生之后很难消除, 所以特别需要注重预防的工作, 但是当天然气水合物产生以后, 也需要采取一定的解决方法, 主要有四种:加热法、机械法、化学方法和减压法, 这四种方法无法一下子去除水合物, 都是慢慢溶解的。

3. 浅层气问题的解决

浅层气问题的解决需要非常严谨, 一旦处理不当就容易造成井喷事故, 所以如果在进行作业时碰到浅层气问题, 必须小心处理, 而处理的方式主要有三种。

如果井控作业没有隔水管, 需要保证钻井液的密度低于压裂梯度, 如果存在浅层气则要在保证地层不会被破坏的前提下, 通过注入压井液来进行压井, 如果该措施无效, 则需要立即停止作业。如果井控作业有隔水管且浅层气数量较小时, 隔水管就能够起到导流的作用, 并且会为钻井流体提供一个回流的空间, 但是如果浅层气的数量较大, 则仍需要采取前面所述的方法。另外, 还可以通过在浅地层钻领眼的方法, 但这种方法只能在一定程度上规避浅层气的风险, 如果在实施该方法的时候碰到浅层气, 则需要注入压井液来解决。

4. 建立事故应急救援体制

对于这样一项具有危险性的工作, 在真正投入作业之前, 应该先要根据在工作的过程中可能会出现的事故, 制定一套事故应急的预案。如果真的出现事故, 能够根据方案内容进行救援, 这在一定程度上能够减少事故发生时造成的损失。

总结

虽然钻井井控技术中有很多的问题还没有得到完全的解决, 但是相信在科技发展迅速的现在, 这些问题在不久的将来一定能够得到解决。本文主要是探讨了在钻井井控技术中常见的四个问题, 也针对性的提出了一些解决措施, 虽然有一定的局限性, 但是对于井控技术的问题的解决仍是有一定意义的。

摘要：近几年来, 我国的钻井井控技术一直处于较快的发展过程中, 然而即使如此, 在井控技术上仍然还有很多没有解决的问题, 像防喷器内圈闭气、天然气水合物之类的问题, 这些问题的存在, 在一定程度上会影响钻井井控技术的继续发展。本文主要是对钻井井控技术上存在的问题进行了一定的论述分析, 并针对性的提出相应的解决措施, 一定程度上能够解决这些技术上的问题, 提高钻井井控技术的安全性。

关键词：钻井,井控技术,技术问题,解决措施