井涌的預防與處理

馬繼增 桂東 孟令紅

井內流體層壓力大于鉆井液或洗井液柱靜壓力時，含流體層中的流體或氣體將侵入井筒內，井侵發生后，井口返出的鉆井液量大于泵入液量，停泵后井口鉆井液自動外涌的現象稱為井涌。井涌往往是井噴的先兆，也是一種主要的油、氣、水顯示。溢流發現的越早，地層流體進入井內的就越少，井口壓力就越低，處理的風險就越小。若不及時控制，將會釀成重大的安全故障。

一、原因

1、井內鉆井液靜液柱壓力低于地層孔隙壓力

1）對地層壓力掌握不準確，設計鉆井液密度偏低

2）井內鉆井液柱高度下降

3）鉆井液密度下降

4）起鉆抽汲產生井涌

5）環空流動阻力消失停止循環時，作用在井底的環空流動阻力消失，使井底壓力減小。

2、人為因素

1）進入油氣層，井眼較長時間處于靜止狀態。

2）不負責任的工程設計，管理松懈，松弛的勞動紀律，違紀違章作業，極差的井控技術素質。

3）在調整區塊，不進行鄰井動態壓力調研。鄰井不停注、泄壓。

3、其它原因

1）中途測試沒有控制好。

2）井眼軌跡沒有控制好，鉆到鄰井中去。

3）以過快的速度鉆穿含氣砂層。

4）射孔時沒有控制好。

5）固井時，水泥漿失重。

二、預兆

1、鉆進過程中井涌預兆

1）鉆井液池液面升高。

2）鉆井液返流速度增加。

3）停泵鉆井液外溢。

4）鉆速突快活放空。

5）循環泵壓下降及泵速增加。

6）鉆井液性能發生變化。

7）鉆具懸重發生變化。

2、起鉆時的預兆

起下鉆檢測井涌的方法是核對鉆具排替量與鉆井液灌入或排出量是否相等。起鉆時，當灌入鉆井液量小于起出鉆具的排替量時，則說明井內發生了井涌。下鉆時，當鉆井液返出量大于下入鉆具排替量時，則說明井內發生了井涌。

3、起下鉆完后井涌的預兆

起鉆完應將井內鉆井液灌滿，并觀察井口是否有外溢，如發生外溢，則說明發生了溢流。

三、預防與處理

1、鉆井過程中的井控作業

1）鉆井隊應嚴格按工程設計選擇鉆井液類型和密度值。鉆井中要進行以監測地層壓力為主的隨鉆監測，繪出全井地層壓力梯度曲線。當發現設計與實際不符合時，應按審批程序及時申報，經批準后才能修改。但若遇緊急情況，鉆井隊可先處理，再及時上報。

2）發生卡鉆需泡油、混油或因其他原因需適當調整鉆井液密度時，井筒液柱壓力不應小于裸眼段中最高地層壓力。

3）每只鉆頭入井開始鉆進以及每日白班開始鉆進前，都要以1/3～/2正常流量測一次低泵速循環壓力，并做好泵沖數、流量、循環壓力記錄。當鉆井液性能或鉆具組合發生較大變化時應補測。

4）下列情況需進行短程起下鉆檢查油氣侵和井涌：

a）鉆開油氣層后第一次起鉆前；

b）井涌壓井后起鉆前；

c）鉆開油氣層井漏堵漏后或尚未完全堵住起鉆前；

d）鉆進中曾發生嚴重油氣侵但未井涌起鉆前；

e）鉆頭在井底連續長時間工作后中需刮井壁時；

f）需長時間停止循環進行其他作業（電測、下套管、下油管、中途測試等）起鉆前。

5）短程起下鉆的兩種基本作法：

a）一般情況下試起10柱～15柱鉆具，再下入井底循環一周，若鉆井液無油氣侵，則可正式起鉆；否側，應循環排除受侵污鉆井液并適當調整鉆井液密度再起鉆；

b） 特殊情況時（需長時間停止循環或井下復雜時），將鉆具起至套管鞋內或安全井段，停泵檢查一下起下鉆周期或需停泵工作時間，再下回井底循環一周觀察。

6）起、下鉆中防止井噴的技術措施：

a）保持鉆井液有良好的造壁性和流變性；

b）起鉆前充分循環井內鉆井液、使其性能均勻，進出密度差不超過0.02g/cm3；

c）起鉆中嚴格按規定及時向井內灌滿鉆井液，并做好記錄、校核、及時發現異常情況；

d）鉆頭在油氣層中和油氣層頂部以上300m井段內起鉆速度不得超過0.5m/s；

e）在疏松地層，特別是造漿性能強的地層，遇阻劃眼時應保持足夠的流量，防止鉆頭泥包；

f）起鉆完成時下鉆，嚴禁在空井情況下進行設備檢修。

7）發現氣侵應及時排除，氣侵鉆井液未經排氣不得重新注入井內。若需對氣侵鉆井液加重，應在對氣侵鉆井液排完氣后停止鉆進的情況下進行，嚴禁邊鉆邊加重。

8）加強井涌預兆顯示的觀察，做到及時發現液流。“坐崗”觀察井涌顯示的人員應在進入油氣層前100m開始“坐崗”， “坐崗”人員上崗前應經鉆井隊技術人員技術培訓。

9）鉆進中發生井漏應將鉆具提離井底，方鉆桿提出轉盤，以便關井觀察。采取定時，定量反灌鉆井液措施保持井內液柱壓力與地層壓力平衡防止發生井涌，氣后采取相應措施處理井漏。

10）電測、固井、中途測試應做好如下井控放噴工作：

a）電測前井內情況應正常、穩定；若電測時間長，應考慮中途通井循環再電測；

b）下套管前，應換裝與套管尺寸相同的防噴器閘板；固井全過程（起鉆、下套管、固井）應保證井內壓力平衡，油氣防止注水泥候凝間因水泥失重造成井內壓力平衡的破壞，甚至井噴；

c）中途測試和先期完成井，在進行作業以前觀察一個作業期時間；起、下鉆或油管應在井口裝置符合安裝、試壓要求的前提下進行。

2、井涌的處理和壓井作業

1）井涌應在本油田規定數量內發現并報警。

2）發現井涌顯示應立即按關井操作規定程序迅速關井，關井后應及時求得關井立管壓力、關井套壓和井涌量。

3）起下鉆中發生井涌，應盡快搶接鉆具止回閥或旋塞。只要條件允許，控制溢流量在允許范圍內，盡可能多下一些鉆具，然后關井。

4）電測時發生井涌，應盡快起出井內電纜。若井涌量將超出規定值則立即砍斷電纜按空井溢流處理，不允許用關閉環形防噴器的方法繼續起電纜。

5）任何情況下關井，其最大允許關井套壓不得超過井口裝置額定工作壓力、套管抗內壓強度的80%和薄弱地層破壞壓力所允許關井套壓三者中的最小值；在允許關井套壓內嚴禁放噴。

6）關井后應根據關井立管壓力和套壓的不同情況，分別采取如下相應處理措施：

（1）關井立管壓力為零時，井涌發生是因抽汲、井壁擴散氣、鉆屑等使鉆井液靜液柱壓力降低所致，其處理方法如下：

a）當關井套壓也為零時，保持原鉆進時的流量、泵壓，以原鉆井液敞開井口循環，排除浸污鉆井液即可；

b）當關井套壓不為零時，應在控制回壓維持原鉆進流量和泵壓條件下排除井涌，恢復井內壓力平衡；再用短程起下鉆檢驗，決定是否調整鉆井液密度，然后恢復正常鉆進。

（2）關井立管壓力不為零時，可采取工程師法、司鉆法、邊循環邊加重法等常規壓井方法壓井：

a）所有常規壓井方法應遵循在壓井作業中始終控制井底壓力略大于地層壓力的原則；

b）根據計算的壓井參數和本井的具體條件（溢流類型、鉆井液和加重劑的儲備情況、加重能力、井壁穩定性、井口裝置的額定工作壓力等），結合常規壓井方法的優缺點選擇其壓井方法。

7）天然氣井涌不允許長時間關井而不做 。在等候加重材料或在加重過程中，視情況間隔一段時間向井內灌注加重鉆井液，同時用節流管匯控制回壓，保持井底壓力略大于地層壓力排放井口附近含氣鉆井液。若等候時間長，則應及時實施司鉆法第一步排除井涌，防止井口壓力過高。

8）空井井涌關井后，應根據井涌的嚴重程度，采用強行下鉆分段壓井法、置換法、壓回法等方法進行處理。

9）壓井施工前必須進行技術交底，設備安全檢查、人員操作崗位落實等工作。施工中安排專人詳細記錄立管壓力、套管、鉆井液泵量、鉆井液性能等壓井參數，對照壓井作業單進行壓井。壓井結束后，認證整理壓井作業單。