浅谈浅气层的井喷原因分析及对策

梁双庆

【摘 要】 针对浅气层易井喷的特点，提出具体的处理措施。

【关键词】 浅气层 井喷 分析 对策

根据近几年大庆油田钻井施工井喷事故统计，有将近50%的井喷发生在千米以内的浅气层，浅气层井喷由于井浅，常常在施工人员思想上不被重视，施工中认识不到位，管理不严密，技术不明确，措施不具体，往往在钻井中被管理人员与施工人员忽视、轻视。同时，也常常由于对所勘探地区地层压力掌握不准，井身结构设计不合理，井控装备安装不完备，控制技术应用不熟练，给钻井施工造成不可挽回经济损失。轻则延误施工工期，增加钻井成本，重则井毁机亡，给油气勘探带来不可估量的损失。因此，浅气层虽浅，一旦发生，往往是发生征兆不明显，早期不易被发现，发现后处理困难，成为钻井施工中的“拦路虎”和“病灶”。可见，研究、发现、掌握浅气层井喷的发生、发展、运移、聚集规律，对减少浅气层井喷，保护油气资源，降低钻井成本，提高勘探质量，有着积极的现实意义。

1 浅气层井喷的原因分析

1.1 对浅气层的危害缺乏足够的认识

许多人认为浅气层井浅，几百米深，地层压力低，气量不大，喷不起来。而实际上，浅气层的存在，往往是发生井喷失控事故的潜在危险。正是由于轻视浅气层，使得小问题造成大危害。浅气层虽然压力不高，但由于它距地面近，一旦井筒井内液柱压力与气层压力失去平衡，天然气就会很快地窜到地面，能够在很短时间到达井口，如果井口未安装防喷器或者处理不当，一瞬间就可能发生井喷失控事故，给钻井施工带来意想不到的影响，过去在这方面的教训是深刻的。而且一般来讲，一旦浅气层发生井涌或井喷，大多是在没有下技术套管，即使关上井，也很容易在上部浅层或表层套管鞋处憋漏或造成地下井喷。所以，浅气层的危害性必须引起人们的足够重视。

1.2 井身结构不合理

由于地质设计未能提供准确的地层压力系数及浅气层的预告，因此，工程设计中没有设计表层套管，或表层套管的下入深度不够，以及在设计中没有防喷器的配备等。

1.3 对地层压力掌握不准

在新探区或地质条件比较复杂的地区，由于地质设计提供的地层压力系数与实际误差较大，使得钻井液的密度设计不够合理，防喷器的压力级别选择比较低，加之没有进行地层压力的检测，这在新探区经常碰到的事，即使已经开发的老油田也很常见。

1.4 起钻时速度过快，产生较大的抽吸压力

起钻抽吸在整个井喷事故中所占的比例较高。如果钻井液性能不好，起钻时速度过快，特别是钻头泥包时，很容易形成抽吸而把地层抽活而造成浅层气井涌。

1.5 起钻未按要求及时灌钻井液

起钻未认真执行灌钻井液制度，起钻灌钻井液无专人管理与计量，无人连续观察井口，不能够及时发现溢流征兆，失去处理溢流的时机。

1.6 钻浅井段时井口的控制装置较少或安装未达到要求

由于设计上的缺陷，以至在浅井段施工中没有安装井控设备或井控装置不符合技术要求，井口防喷器与地层压力不匹配等原因。给后期的处理带来麻烦。

1.7 空井时间过长

由于起完钻后修理设备或等其它技术施工而造成空井时间过长。

1.8 溢流处理措施不当

发现气体显示后，不采取任何措施，或见到气体显示时不及时停钻观察，而是采取边循环、边观察的错误做法，造成气体在井内快速上升、膨胀。

基础工作管理存在薄弱环节，技术措施落实不到位。

2 浅气层井喷的处理方法

浅气层发生井喷后，是关井还是分流，将从两个方面进行考虑。一是取决于这口井是否下套管，或下了表层套管的井，表层套管下的深还是浅。二是取决于这口井的最大极限套压。

2.1关井

如果关井时井口的套管压力小于此井的最大极限套压，可以按照相应工况的关井程序进行关井，关井时，一定要注意观察着套压表实施关井，切记不能超过最大极限套压，否则极有可能压裂地层。

由于是气体，关井后井内的压力会随着关井时间的加长，井口压力和井底压力都会逐渐增大，应密切观察井口压力的变化。如发现套压上升时，说明环空内的气体在上升，若接近此井的最大极限套压时，应在保证井身安全的前提下，进行适当处理，可采用立管压力法和容积法处理。

2.2 分流

原则上，在套管鞋处地层不能承受应有的关井压力。表层套管如果下的较浅，气体将有可能沿井口周围的地层窜到地面，这时绝不能关井，而要使用分流装置进行放喷。

分流器的操作，除了在关闭环形胶芯时要打开分流放喷管线外，都要遵守基本的关井方法。打开分流器时应关闭去泥浆池的钻井液出口管线，以免井口充满天然气。

正规的防喷器组装好以后，分流井控均可保证。若正常关井程序会使套管鞋处地层的完整性损坏，这将造成地下井喷，此时分流法就能解决这个问题。如果分流器已拆除（或没有安装分流器），应使用全开节流管汇，关上环形防喷器的办法来进行分流。但由于节流管线尺寸小（与分流系统的放喷管线相比），仍会有回压作用到地层上。但是，这个压力相对较小，还不能够破坏地层的完整性。如果侵入的气体是硫化氢，这种有毒的气体不能放到大气中，为保护人身和环境安全应完全燃烧掉。

3 浅气层井喷的预防措施

准确预测；完善钻井设计，为井控工作提供技术保障；钻井液密度符合设计要求；控制起钻速度；灌浆；慎重加重；防喷器的配备；加强培训与管理；领导重视。

4 几点建议

任何事故的预防，都来自完整配套的技术和过硬的施工队伍，同时还要时刻保持清醒的头脑和防范意识，因此，在浅气层施工中提出以下几点建议。

树立浅气层环保理念，保护勘探施工环境，不污染地面，不污染地下。

树立全程施工井控意识，时刻保持高度警惕，总把无事当做有。

“一分预防，胜过十分抢险”，把问题消灭在萌芽前，这是最安全的井控。

加强训练，正确应对，长远考虑，处理彻底。最关键的是员工井控技术的应用，这是成功实施井控的保证。

参考文献：

[1]孙振纯等，井控技术，石油工业出版社.

[2]典型井喷失控事故及处理，中国石油天然气总公司钻井工程局.endprint