钻井作业中井喷的原因及预防措施

孟凡平

（胜利油田黄河钻井三公司40538队，山东 东营 257000）

1 井喷原因

1.1 井喷直接原因

（1）气侵或注水造成压井液密度的降低；（2）控意识不强，思想麻痹；（3）发现井涌后未果断关井，造成喷势过猛而无法关井；（4）井口没安装防喷器；（5）防喷系统安装不合格。

1.2 地质原因

（1）对地下地层含油气情况，特别是气层分布情况缺乏足够的认识。

（2）在油田开发过程中特别是油田开发后期，由于套管损坏、产层压裂作业或强行注采而造成产层气体向上部地层的迁移而形成的地层压力变化。

1.3 管理与技术原因

（1）对井涌的早期监测未引起足够的重视；（2）井队人员应急处置突发情况的能力不强；（3）岗位责任井控措施在现场未得到有效落实。

2 井喷事故预防措施

为了防止井喷事故的发生，只有在钻井作业前后都认真的正确操作，及注意预防，才能尽量的减少井喷事故的发生。

2.1 加强溢流监测

概括来讲，钻井作业人员应当做到下列几点：

（1）懂得溢流的各种原因，环形空间压井液静液压力小于地层压力，就有可能发生溢流；（2）使用适当的设备和技术来检测意外的液柱压力减值；（3）使用适当的设备和技术来检测可能出现的地层压力增值；（4）要能识别各种表示静液柱压力与地层压力之间不平衡的各种显示；（5）认识到溢流有可能发生；（5）如果溢流，应立即采取措施。

2.2 注意灌压井液

（1）至少每起出3~5 个立根钻杆，或起出每根钻铤时，就需要检查一次灌入的压井液量。灌压井液前决不能让井内的液面下降超过100英尺。（2）应当通过灌压井液的管线向井内灌压井液。（3）灌压井液管线在防溢管上的位置不能与井口防溢管同一高度，如果两管同一高度则经过灌压井液管线灌入的压井液可能直接从出口管流出，从而误认为井筒已灌满。（4）环形空间间隙要适当；（5）使压井液粘度、静切力保持在最低水平；（6）用降低起管柱速度来减少抽吸作用至最小程度；（7）用压井液补偿罐、泵冲数计数器、流量计或钻井作业液面指示计来监控过大的抽吸作用。

2.3 合理压井液密度设计

（1）正确设计井身。准确地估算预计的地层压力。（2）分析邻近井资料，如地下井喷；注入作业；套管漏失；不合理的报废井情况。（3）密切监控钻井作业参数和电测资料，为在钻井作业过程中对地层压力取得一个合理的估计值。（4）密切监控断层或已变地层的底层变化情况。（5）装适当的地面装置，以便及时除掉钻井作业液中的气体，不要把气侵的压井液再重复循环到井内。

2.4 浅气层井喷预防

（1）采用合理井深结构设计。对浅层气的井，设计时应要求表层套管封过平原组疏松地层，压井液返至地面且要保证良好的封固质量。（2）合理的压井液密度。根据随钻气测资料及相关钻探资料确定异常井段，并根据显示情况，要求采用适当密度压井液钻开，压井液密度可按规定附加值的高值进行附加。（3）停泵时间不可过长。停泵时间不能超过允许停泵时间，若停泵时间较长，停泵期间注意及时灌满压井液。

2.5 井控技术

井控，即井涌控制或压力控制，是指采取一定的方法控制住地层孔隙压力，基本上保持井内压力平衡，保证钻井作业的顺利进行的技术。

初级井控的核心就是确定一个合理的压井液密度，初级井控提供的压井液液柱压力为安全钻井作业形成第一级屏障。只要对井涌控制得当，井控就可以保持到将侵入流体循环出去，就可恢复到初级井控，这就叫二级井控。三级井控是井喷发生后正确使用设备与技术重新恢复对井的控制。

2.6 失控后处理流程

井喷失控后的处理方法和总的思路是如何控制井口和尽最大可能保护人员和设备，争取把损失降到最低程度。（1）应急反应:钻井作业公司成立“重大险情指挥部”，主要负责传达上级指令、制定或审批应急行动方案，组织抢险救助。（2）划定警戒区:一旦井喷失控，就根据喷势、风向、喷出物类型，把以井口为中心，以危险距离为半径的若干地区划为警戒区，和当地政府联系，疏散人员，严格警戒。（3）保护好井口:井口是控制井喷的关键部位，要尽一切可能保护原有的井口，即使是部分损坏了，也要保护好未损坏的一部分，以便在安装新井口时有“扎根”的条件。（4）防止着火:井喷失控，一旦着火，会在短暂的时间内造成机毁人亡，使事故的处理变得更加困难和艰险，不仅严重威胁着抢险人员的安全，也更容易使井口遭受毁灭性的破坏。（5）从钻具内部喷出而环空不喷，或者环空已经控制，在此情况下应采取以下措施：立即停机停电，防止着火；用拖拉机拉大绳接方钻杆，方钻杆应带下旋塞，并且把高压管线的出口打开，以减少对扣时的喷流冲击力。

2.7 控着火的处理

井喷失控着火带来的损失相当巨大，一旦出现井喷失控着火，要立即进行相应的应急措施，可采用下述方法扑灭不同程度的油气井火灾。

（1）密集水流法:此法是以足够的排量，从防喷器四通向井内注水和向井口喷水的同时，用消防水集中喷射在向上燃烧的火焰最下部形成一完整水层，并逐步向上移动水层，把火焰往上推以切断井内喷流与火焰的“联系”，达到灭火的目的。

（2）突然改变喷流方向灭火法:是在注入和喷射水流的同时，突然改变喷流的方向，使喷流与火焰瞬时中断而灭火。

（3）空中爆炸灭火法:将炸药放在火焰下面，利用爆炸时产生的冲击波将喷流往下压的同时，把火焰往上推，造成喷流与火焰的瞬时切断。

（4）快速灭火剂综合灭火法:将液体灭火剂经防喷器四通注入井口与油气喷流混合，同时向井口装置喷射干粉灭火剂包围火焰，内外灭火剂综合作用达到灭火的目的。