1、井控技術氣侵與溢流培訓教材1、溢流的原因與預防當由于各種因素的影響造成底壓力小于地層壓力時，將 會產生井侵與溢流。溢流井噴發生的原因可以概括為 14 個 方面：（1）起鉆抽吸，造成誘噴。（2）起鉆不灌鉆井液或沒有灌滿。（3）不能及時準確地發現溢流。（4）發現溢流后處理措施不當。比如，有的井發現溢 流后不是及時正確地關井，而是繼續循環觀察，致使氣侵段 鉆井液或氣柱迅速上移，再想關井，為時已晚。（5）井口不安裝防噴器。井口不安裝防噴器主要是認 識上的片面性：其一，實行口井大承包后，片面追求節省鉆井成本，想盡量少地投入鉆井設備，少占用設備折舊；其二，認為地層壓力系數低，不會發生井噴，用不著安裝防噴器

2、；其三，井控裝備配套數量不足，配有的防噴器只 能保證重點探井和特殊工藝井；其四，認為幾百米的淺井幾 天就打完了，用不著安裝防噴器。（6）井控設備的安裝及試壓不符合石油與天然氣鉆 井井控技術規定的要求。比如：放噴管線、鉆井液回收管 線、內控管線各部位的連接不是法蘭絲扣連接，而是現場低 質量的焊接；連接管線的尺寸、壁厚、鋼級不合要求。彎頭 不是專用的鑄鋼件，彎頭小于 90 度；放噴管線不用水泥基 墩固定，或是雖然固定了但間隔太遠 ; 放噴管線沒有接出井 場，管線長度不夠；防噴器及節流管匯各部件沒有按規定的 標準試壓，各部件的閥門出現問題最多，有的打不開，有的 關不上，有的刺漏 ; 防噴器不安裝手動

3、操縱桿，不安裝灌鉆 井液管線，而是把高壓內控管線當作灌鉆井液管線使用；井 口套管接箍上面的雙公升高短節絲扣不規范，造成刺漏；防 噴器與井口安裝不正、關并時閘板推不嚴，造成刺漏；防噴 器橡膠件老化，不能承受額定壓力；控制系統儲能器至防噴 器的液壓油管線安裝不規范，漏油；儲能裝置控制系統擺放 位置不合要求等。（ 7）井身結構設計不合理。表層套管下的深度不夠， 技術套管下的深度又靠后，當鉆到下部地層遇有異常壓力而 關井時，在表層套管鞋外憋漏，鉆井液竄至井場地表，無法 實施有效關井。還有的井應該在打開油氣層前實施先期完 成，可往往設計上卻是后期完成，給井控工作帶來了麻煩。（ 8）對淺氣層的危害性缺乏足

4、夠的認識。許多人認為 淺氣層井淺，最多幾百米深，地層壓力低，不會惹麻煩。而 實際上，井越淺，平衡地層壓力的鉆井液柱壓力也越小，一 但失去平衡，淺層的油氣上竄速度很快，時間很短就能到達 井口，很容易讓人措手不及。而且淺氣層發生井涌井噴，多 是在沒有下技術套管的井，即使關上井，很容易在上部淺層 或表層套管鞋處憋漏。所以，淺氣層的危害性必須引起人們 的重視，要從井身結構和一次控制上下功夫。（9）地質設計未能提供準確的地層孔隙壓力資料，造 成使用的鉆井液密度低于地層孔隙壓力。（ 10）空井時間過長，又無人觀察井口。空井時間過長般都是由于起完鉆后修理設備或是等技術措施。由于長時間空井不能循環鉆井液，造成

5、氣體有足夠的時間向上滑脫運移。當運移到井口時已來不及下鉆，此種情況下關閘板防噴 器不起作用，關環形防噴器要么沒有安裝，要么膠芯失效， 往往造成井噴失控。（11）鉆遇漏失層段發生井漏未能及時處理或處理措施 不當。發生井漏以后，鉆井液液柱壓力降低，當液柱壓力低 于地層孔隙壓力時就會發生井侵、井涌乃至井噴。（12）相鄰注水井不停注或未減壓。這種情況多發生在 老油田、老油區打調整井的情況。由于油田經過多年的開發 注水，地層壓力已不是原始的地層壓力，尤其是遇到高壓封 閉區塊，它的壓力往往大大高于原始的地層壓力。如果采油 廠考慮原油產量，不愿意停掉相鄰的注水井，或是停注但不 泄壓，往往造成鉆井的復雜情況發

6、生。（ 13）鉆井液中混油過量或混油不均勻，造成液柱壓力 低于地層孔隙壓力。 這種情況多發生在深井、 探井、復雜井， 出于減少摩阻、改善鉆井液性能、穩定井壁、鉆井工藝的需 要，往往要在鉆井液中握入一定比例的原油。但在混油過程 中，加量過猛導致不均勻，或是總量過多，都會造成井筒壓 力失去平衡。 此外， 當卡鉆發生后， 由于需要泡原油、 柴油、 煤油解卡，從而破壞了井筒內的壓力平衡，此時如果不注意 二次井控，常常會造成井涌、井噴，釀成更重大的事故。（ 14）思想麻痹，違章操作。由于思想麻痹、違章操作 而導致的井噴失控在這類事故中占有一定的比例，解決這個 問題主要要從嚴格管理和技術培訓兩個方面入手，

7、做好基礎 工作。下面針對溢流發生的原因提出一些預防溢流的具體措施。1.1 起鉆時灌鉆井液問題 起鉆時，灌入鉆井液體積小于起出鉆柱體積，會使井內 液柱高度下降，從而引起井底壓力降低，嚴重時導致溢流與 井噴。1.1.1 起鉆時灌鉆井液的原則 起鉆時灌鉆井液的原則如下：1）至少每起出 3 5 個立根的鉆桿，或起出一個立根 的鉆鋌時，就需要檢查一次灌入的鉆井液量。灌鉆井液前決不能讓井內的液面下降超過 30m。（2）應當通過灌鉆井液的管線向井內灌鉆井液，不能 用壓井管線灌鉆井液。使用壓井管線可能會使管線和閥門腐 蝕，這樣在應急的情況下就不能發揮其作用。（3）灌鉆井液管線在防溢管上的位置不能與井口防溢 管

8、的出口管同一高度，如果兩管同一高度則經過灌鉆井液管 線灌入可能直接從出口管流出，從而誤認為井筒已灌滿。（4）保證灌入鉆井液體積等于起出鉆柱的體積，以滿 足井底壓力與地層壓力的平衡。1.1.2 灌入鉆井液體積的測量在起鉆時必須清楚地知道起出鉆柱的體積、并及時測量 實際灌入井內的鉆井液體積。起出鉆柱的體積取決于其長 度、外徑、內徑。大多數普通尺寸的鉆桿與鉆鋌，其尺寸可 由鉆具體積表查出。盡管體積的數值很容易計算，但是由于 鉆桿接頭的影響，給鉆具體積的計算增加了許多困難。因此 鉆具體積表對于知道起出鉆柱的體積是特別有用的 實際灌入鉆井液的體積可用下列裝置中的一種進行測量:（1）鉆井液補充灌；（2）泵

9、沖數計數器；（ 3）流量表；（4）鉆井液池液面指示器。 鉆井液補充罐是最可靠的測量設備。從井內起出一定數 量的立根之后，它可以顯示出需要灌多少鉆井液來充滿井 眼。鉆井液補充罐是一個高而細的鉆井液罐（容積為1.6 6.4m3） , 0.2m3的鉆井液進入井中后，罐內的鉆井液面高 度可顯示出十幾厘米的變化。鉆井液補充罐通常用 50L 或 100L 的增量來刻度。 容積的測量可以使用這種刻度或者使用 與正規鉆井液池上裝的類似的氣動浮子傳感器來進行。最普通形式的鉆井液補充罐是重力式灌注罐。鉆具從井 內起出，鉆井液依靠重力從罐里流入井內。其他類型的補充 罐使用一個小離心泵不斷地把鉆井液從補充罐循環到井里

10、， 溢流返回到鉆井液補充罐。不論用那一種補充罐，都要從主 鉆井液罐定期地泵送鉆井液，裝滿鉆井液補充罐。鉆井液補充罐在井控作業中還有其它用途，一方面可以 用來測量泵的效率，另一方面也是強行起、下鉆作業的一個 組成設備。若井場沒有鉆井液補充罐，可以用鉆井泵向井內灌鉆井 液，由泵的沖數計來計量泵入鉆井液的體積。根據泵缸套尺 寸和泵的沖程，就可以知道泵送一方鉆井液需要多少沖數， 只有精確知道泵的效率才能計算出精確的排量。泵的排量表 不適合這項工作，如果使用泵沖數計數器，就需要定期地校 驗泵效率。流量表可以用來監控泵送到井內的鉆井液量，但是只有 少數鉆機上裝有這種表。大多數流量表的精確度也受鉆井液 流變

11、性的影響，如果沒有校正和適當保養就可能得不到準確 的數值。鉆井液池液面指示器反應鉆具起出井筒后的鉆井液應 灌入量，但是大鉆井液池里這種液面的變化不易檢測出。起 鉆時，在主鉆井液池上使用傳感器，也不是一種計量灌注鉆井液量的好辦法。而有些鉆機安裝幾個鉆井液池，并可單獨 隔離一個小鉆井液池，這樣就大大地提高了計量的靈敏度， 常常是一種可取的計量灌漿量的方法。不論使用哪種灌鉆井液的設備，灌入的鉆井液量必須與 起出鉆具的體積進行比較，使之相等。現已有專門設備可以 自動地進行上述這種比較，但大多數鉆機上還沒有配這種設 備。在一定條件下，井隊人員中增加一人專門負責控制灌入 鉆井液是完全必要的。在核對對灌入井內