井控的概念
定義
井控,即井涌控制或壓力控制。各種叫法本質上是相同的,都是要說明要求採取一定的方法控制地層壓力,基本上保持井內壓力平衡,保證作業施工的順利進行。目前井控技術已從單純的防噴發展成為保護油氣層,防止破壞資源,防止環境污染的重要保證。
分類
人們根據井涌的規模和採取的控制方法的不同,把井控作業分為三級,即初級井控,二級井控和三級井控。
初級井控(一級井控)是依靠適當的鑽(修)井液和技術措施使井底壓力稍大於地層壓力的鑽(修)井過程,來控制地層壓力,使得沒有地層流體進入井內。井涌量為零,自然也無溢流產生。
二級井控是指由於某些原因使井底壓力小於地層壓力時,產生了溢流,但可以得用井口控制設備,按照一定的操作程式來控制溢流,並建立起新的井底壓力平衡,恢復正常循環的過程,使之重新達到初級井控狀態。
三級井控是指井噴失控後,這時使用適當的技術和設備搶險,重新恢復對井的控制的過程。這就是平常說的井噴搶險,可能需要滅火,打救援井等各種具體技術措施。
一般講,要力求使一口井經常處於初級井控狀態,同時做好一切應急準備,一旦發生井涌和井噴能迅速地做出反應,加以處理,恢復正常作業。
與井控有關的概念
井侵
當地層孔隙壓力大於井底壓力時,地層中的流體(油氣和水)將進入井內,通常稱之為井侵。最常見的井侵為氣侵和鹽水侵。
溢流
當井侵發生後,井口返出的修井液的量比泵入的液量多,停泵後井口修井液自動外溢,這種現象稱之為溢流。
井涌
溢流進一步發展,鑽井液很快湧出井口,如同湧泉的現象稱之為井涌。
井噴
地層流體(油氣和水)無控制的進入井筒,噴出地面的現象稱為井噴。井噴流體自地層經井筒噴出地面的稱為地上井噴,從井噴地層流入其他低壓地層的稱為地下井噴。 溢流和井涌發生後,往往在很短的時間內就會發展成井噴,因此有些人認為溢流和井涌就是井噴。
井噴失控
井噴發生後,在井口無法用常規方法控制,而出現敞噴的現象稱為井噴失控。
井噴失火
井噴發生後。失去控制的地層流體在地面遇到火源而著火的現象稱為井噴失火。井噴失控和井噴失火是鑽井和大修及小修過程中最惡性的事故。
地下井噴
地層流體侵入井內後從井下流入其他地層的現象稱為地下井噴。地下井噴是無法控制的,地下井噴後的流體可沿地層裂縫向上推進,從井場周圍的鬆軟地表向外噴出,遇到火源後會使井場變成一片火海。
井噴失控的原因
綜觀各油田發生井噴失控的實例,分析井噴失控的直接原因,大體可歸納以下方面:
(1)起鑽抽汲,造成誘噴。
(2)起鑽不灌修井液或沒有灌滿。
(3)不能及時準確的發現溢流。
(4)發現溢流後處理措施不當。比如,有的井發現溢流後不是及時正確的關井,而是繼續循環觀察,致使氣侵段鑽
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。井口不安裝防器主要是認識上的片面性:其一,片面追求節省成本,想儘量少地投入設備
折舊;其二,認為地層壓力係數低,不會發生井噴,用不著安裝防噴器。
(6)井控設備的安裝及試壓不合格。
(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上,當鑽到下地層遇有異常壓力而關井
時,在表層套管鞋外憋漏,鑽井液竄至井場地表,無法實施關井。
(8)對淺氣層的危害性缺乏足夠的認識。許多人認為淺氣層淺,最多幾百米深,地層壓力低,不會造成麻煩。而實際上,井越淺,平衡地層壓力的鑽井液柱壓力也越小,一旦失去平衡,淺層的油氣上竄速度很快,很短時間就能到達井口,很容易讓人措手不及。而且淺氣層發生井涌井噴,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工夫。
(9)地質設計未能提供準確的地層壓力資料,造成使用的鑽井液密度低於地層孔隙壓力。
(10)空井時間過長又無人觀察井口。空井時間過長一般都是由於起完鑽後檢修設備或是等技術措施。由於長時間空井不能循環修井液,造成井底侵入的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鑽,往往造成井噴失控。
(11)鑽遇漏失層段發生井漏未能及時處理或處理措施不當。發生井漏以後,井內修井液柱壓力降低,當液柱壓力低於地層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不減壓。由於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於原始地層壓力。如果鄰近的注水井不停注,或是停注但不泄壓,往往造成鑽井或修井的複雜情況發生。
(13)思想麻痹,違章操作。由於思想麻痹,違章操作而導致的井噴失控在這類事故中占有相當大的比例,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,做好基礎工作。
井噴失控的危害
(1)打亂全面的正常工作秩序,影響全局生產.
(2)使事故複雜化.
(3)井噴失控極易引起火災和地層塌陷,影響周圍千家萬戶的生命安全,造成環境污染,影響鄰近農田水利,漁場,牧場和林場的生產建設.
(4)傷害油氣層,破壞地下油氣資源.
(5)直接造成設備損壞,人員傷亡和油氣井報廢,帶來巨大的經濟損失.
(6)涉及面廣,在國際,國內造成不良的社會影響。