鉆井施工中處置溢流井涌的方案探討

張進(jìn)祥

摘 要：長(zhǎng)慶區(qū)域鉆井施工隨著定向井、水平井?dāng)?shù)量的日益增多以及儲(chǔ)層保護(hù)要求的逐步提高，出現(xiàn)溢流、井涌的幾率也越來(lái)越大，井控壓井環(huán)節(jié)是井控突發(fā)事件的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源。要防止井噴事故，首要環(huán)節(jié)是要及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流險(xiǎn)情，并立即關(guān)井，重新建立井下壓力平衡。提出了壓井方案決策時(shí)考慮的因素，闡述了溢流壓井的技術(shù)要求、注意事項(xiàng)及壓井泥漿配置要求。可為同行提供參考。

關(guān)鍵詞：鉆井 井涌 壓井 泥漿

中圖分類(lèi)號(hào)：TE254 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）02（b）-0044-02

1 壓井方案決策時(shí)考慮因素

發(fā)生各種溢流、井涌關(guān)井時(shí)的情形不盡相同，有時(shí)會(huì)遇到諸如溢流中井漏、鉆頭不在井底、空井等工況， 需要考慮的因素有：井漏；空井；井內(nèi)鉆柱的鉆頭位置；循環(huán)通道；套壓；立壓；套管下深；加重材料儲(chǔ)備；壓井準(zhǔn)備時(shí)間[1]。

2 油氣井溢流的處理方法

在先注后采區(qū)域施工的井，施工初期應(yīng)提前觀察周邊注水井情況，了解掌握注水井?dāng)?shù)量、與正鉆井井距（500～1 500 m）、注水井壓力、注水方量等，根據(jù)出水量大小和臨近注水井情況及時(shí)聯(lián)系甲方項(xiàng)目組對(duì)產(chǎn)生直接影響的注水井進(jìn)行停注泄壓。如溢流首先要立即關(guān)井。關(guān)井后有3種情況，應(yīng)根據(jù)立壓和套壓的不同情況，分別采取以下相應(yīng)的處理措施[2]。

（1）P立=0、P套=0時(shí)，說(shuō)明液柱壓力能平衡地層壓力，油水侵不嚴(yán)重，應(yīng)保持原鉆進(jìn)時(shí)的排量、泵壓，以原漿敞開(kāi)井口循環(huán)，排除侵污泥漿即可，無(wú)需壓井。

（2）P立=0、P套≠0時(shí)，說(shuō)明液柱壓力能平衡地層壓力，只是環(huán)空侵污嚴(yán)重，這時(shí)，仍使用原鉆進(jìn)泥漿密度循環(huán)一周以上，但必須節(jié)流控壓，控制立壓不變，排除環(huán)空受侵污的鉆井液，恢復(fù)井內(nèi)壓力平衡。可適當(dāng)提高泥漿密度，使井內(nèi)壓力得到更好的平衡，然后恢復(fù)正常作業(yè)，無(wú)需壓井。

（3）P立≠0、P套≠0時(shí)，說(shuō)明液柱壓力不能平衡地層壓力，必須提高鉆井液密度進(jìn)行壓井。

2.1 壓井前的準(zhǔn)備工作

（1）溢流前資料收集—— 低泵沖數(shù)據(jù)（1#、2#泵），套管腳處地層破裂壓力。

（2）溢流后資料收集—— 關(guān)井后的P立和P套數(shù)據(jù)（關(guān)井后待套壓相對(duì)穩(wěn)定，15 min后）。

（3）壓井所需基本數(shù)據(jù)計(jì)算—— ①關(guān)井立壓的確定。②地層壓力計(jì)算。③壓井液密度。④確定壓井排量（要與低泵速試驗(yàn)排量一直）。⑤鉆柱內(nèi)外容積、壓井泥漿量、所需加重材料。⑥確定井口最大允許套壓等（不同密度下關(guān)井允許最大套壓值）。

2.2 溢流壓井技術(shù)要求及注意事項(xiàng)

2.2.1 氣井溢流壓井

溢流關(guān)井后，迅速配置相當(dāng)于井筒容積的加重鉆井液，通過(guò)節(jié)流閥用原鉆井液循環(huán)（壓井排量），調(diào)節(jié)節(jié)流閥，控制立管壓力等于初始循環(huán)立管壓力不變，將溢流及環(huán)空內(nèi)受侵污的鉆井液排至地面，同時(shí)配制壓井鉆井液。在通過(guò)節(jié)流閥的開(kāi)度，用壓井液循環(huán)（壓井排量），調(diào)節(jié)節(jié)流閥，控制立壓由初始循環(huán)立壓降到終了循環(huán)立壓，以保證井底壓力，用壓井液將原漿頂替到地面，并在一個(gè)循環(huán)周內(nèi)把井壓住。

2.2.2 油井溢流壓井

首先根據(jù)壓井鉆井液密度，盡快組織人力配制加重鉆井液，配制加重鉆井液期間，且關(guān)井套壓處在地層破裂壓力允許范圍之內(nèi)，不要開(kāi)井；若關(guān)井套壓上升至套壓上限時(shí)，可節(jié)流降壓；配好加重鉆井液后，依壓井排量泵入加重鉆井液，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥的辦法來(lái)控制立管壓力和套管壓力，對(duì)地層人為施加一個(gè)附加壓力來(lái)控制地層流體繼續(xù)侵入井筒。基本做法是繼續(xù)關(guān)井，先加重泥漿→循環(huán)壓井 →等待加重泥漿→以不變的泵速再循環(huán)注入加重泥漿壓井。重復(fù)以上步驟，當(dāng)加重泥漿到達(dá)井口時(shí)，套壓降為零，壓井結(jié)束。

注意：在壓井排出溢流的過(guò)程中，若井漏，此時(shí)立管壓力和套管壓力會(huì)下降，已不可能用控制地面壓力的方法進(jìn)行壓井作業(yè)。此時(shí)的處理方法是：（1）發(fā)現(xiàn)小漏，可適當(dāng)?shù)販p小壓井排量，適當(dāng)?shù)亟档蛪壕@井液的密度，同時(shí)加入細(xì)顆粒堵漏材料繼續(xù)施工； （2）如發(fā)現(xiàn)大漏（失返），可以起鉆至適當(dāng)位置，再循環(huán)鉆井液，如漏，再起，再試循環(huán)，一直起鉆至能建立起循環(huán)的井深為止，調(diào)整好鉆井液性能，加入適量粗細(xì)顆粒搭配的堵漏材料，再分段下鉆循環(huán)，將井壓穩(wěn)；（3）在壓井過(guò)程中發(fā)生的井漏，基本上是下噴上漏，極少發(fā)生上噴下漏或同層先噴后漏的情況[3]。

壓井過(guò)程中發(fā)生下噴上漏采取如下方法：（1）根據(jù)前期鉆井情況確定漏層位置，先起鉆至漏層以上，注入堵漏鉆井液堵漏后再下鉆壓井；（2）若噴、漏層相距較遠(yuǎn)，可注入超重鉆井液于噴層以上漏層以下井段，平衡地層壓力，先止噴，然后起鉆至漏層位置，再堵漏；（3）泵入壓井液循環(huán)壓井期間，若井口排出物中含有大量氣體，則應(yīng)在泥漿槽中加入消泡劑進(jìn)行消泡處理，同時(shí)開(kāi)啟振動(dòng)篩、除氣器、攪拌器等加速氣體分離；若井口排出物有原油污染，可加入乳化劑對(duì)原油進(jìn)行乳化處理，改善鉆井液的流變性能和泥餅質(zhì)量。（4）若實(shí)施壓井后停泵不斷流，但只有少量出水或伴隨少量油花而不再有氣體侵入，且溢流量小于2 m3/h可恢復(fù)鉆進(jìn)，鉆進(jìn)期間要加強(qiáng)鉆井液維護(hù)，及時(shí)補(bǔ)充化工藥品，加大防塌降失水劑用量，調(diào)節(jié)入口鉆井液密度和粘度，保持鉆井液性能不發(fā)生大幅波動(dòng)，防止井塌。同時(shí)地面儲(chǔ)備30～50 m3密度高于井漿0.3 g/cm3的重漿，防止突發(fā)狀況。起鉆前在漏層以下井段打入重漿，嚴(yán)格控制起下鉆速度、認(rèn)真落實(shí)灌漿制度，防止發(fā)生后效溢流。（5）完鉆后，調(diào)整全井鉆井液密度高于鉆進(jìn)時(shí)0.1 g/cm3、粘度在55 s左右，充分循環(huán)2周以上后檢查油氣侵或溢流情況；保證測(cè)井和下套管施工的順利。

3 壓井泥漿配置要求

3.1 溢流物為地層水壓井

地層出水對(duì)鉆井液污染嚴(yán)重，尤其是地層水中Ca2+、Mg2+等含量較高，導(dǎo)致鉆井液性能突變，粘度難提，重晶石沉降，處理劑用量倍增，對(duì)加重泥漿造成污染稀釋?zhuān)鶆偱浜玫募又啬酀{循環(huán)一周以后密度就下降0.01～0.02 g/cm3。因此配制壓井泥漿時(shí)，粘度要相對(duì)高些，配漿時(shí)固控設(shè)備及攪拌器等設(shè)備全部同時(shí)開(kāi)啟，保持加重鉆井液的懸浮穩(wěn)定。使用復(fù)合鹽鉆井液體系在正常鉆進(jìn)期間粘度一般在38～42 s之間，切力低，壓井加重時(shí)泥漿粘度一般應(yīng)達(dá)到55～65 s，加強(qiáng)對(duì)重晶石的懸浮能力。應(yīng)特別注意多加入防塌潤(rùn)滑劑及工業(yè)鹽，強(qiáng)化體系的潤(rùn)滑效果和抑制防塌能力。

3.2 溢流物為油氣侵壓井

油、氣侵時(shí)出口泥漿粘度升高、密度下降，鉆井液流動(dòng)性會(huì)變差。因此要求壓井泥漿粘度相對(duì)低便于循環(huán)脫氣處理。配制加重泥漿時(shí)，一般要求粘度在40～45 s即可，并加入適量稀釋劑保持較低的泥漿觸變性，使氣體在地面泥漿流動(dòng)過(guò)程中容易滑脫排除。在出口附近的泥漿槽中加入消泡劑和原油乳化劑，避免被污染的鉆井液再次入井循環(huán)。實(shí)施壓井作業(yè)經(jīng)常發(fā)生“上漏下噴”的復(fù)雜情況，配置壓井漿時(shí)要把握好安全密度窗口，否則會(huì)增加壓井難度。

4 結(jié)論

（1）從關(guān)井狀態(tài)改變?yōu)閴壕疇顟B(tài)時(shí)，開(kāi)泵和打開(kāi)節(jié)流閥后面的平板閥及調(diào)切節(jié)流閥應(yīng)協(xié)調(diào)。節(jié)流閥開(kāi)得太大，井底壓力降低，地層流體可能侵入井內(nèi)；節(jié)流閥開(kāi)得太小，井底壓力過(guò)大，套壓升高，可能壓漏地層。因此，開(kāi)泵和調(diào)節(jié)節(jié)流閥要細(xì)心，認(rèn)真操作。

（2）在整個(gè)壓井過(guò)程中，選用的壓井排量不能變，便于用立管壓力來(lái)準(zhǔn)確控制井底壓力，否則循環(huán)系統(tǒng)中不斷變化的摩擦損失，使得很難用立管壓力來(lái)監(jiān)控井底壓力。

（3）控制好壓井鉆井液密度。嚴(yán)格按計(jì)算的加重鉆井液密度加重，密度要均勻。

參考文獻(xiàn)

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