井涌的预防与处理

马继增 桂东 孟令红

井内流体层压力大于钻井液或洗井液柱静压力时，含流体层中的流体或气体将侵入井筒内，井侵发生后，井口返出的钻井液量大于泵入液量，停泵后井口钻井液自动外涌的现象称为井涌。井涌往往是井喷的先兆，也是一种主要的油、气、水显示。溢流发现的越早，地层流体进入井内的就越少，井口压力就越低，处理的风险就越小。若不及时控制，将会酿成重大的安全故障。

一、原因

1、井内钻井液静液柱压力低于地层孔隙压力

1）对地层压力掌握不准确，设计钻井液密度偏低

2）井内钻井液柱高度下降

3）钻井液密度下降

4）起钻抽汲产生井涌

5）环空流动阻力消失停止循环时，作用在井底的环空流动阻力消失，使井底压力减小。

2、人为因素

1）进入油气层，井眼较长时间处于静止状态。

2）不负责任的工程设计，管理松懈，松弛的劳动纪律，违纪违章作业，极差的井控技术素质。

3）在调整区块，不进行邻井动态压力调研。邻井不停注、泄压。

3、其它原因

1）中途测试没有控制好。

2）井眼轨迹没有控制好，钻到邻井中去。

3）以过快的速度钻穿含气砂层。

4）射孔时没有控制好。

5）固井时，水泥浆失重。

二、预兆

1、钻进过程中井涌预兆

1）钻井液池液面升高。

2）钻井液返流速度增加。

3）停泵钻井液外溢。

4）钻速突快活放空。

5）循环泵压下降及泵速增加。

6）钻井液性能发生变化。

7）钻具悬重发生变化。

2、起钻时的预兆

起下钻检测井涌的方法是核对钻具排替量与钻井液灌入或排出量是否相等。起钻时，当灌入钻井液量小于起出钻具的排替量时，则说明井内发生了井涌。下钻时，当钻井液返出量大于下入钻具排替量时，则说明井内发生了井涌。

3、起下钻完后井涌的预兆

起钻完应将井内钻井液灌满，并观察井口是否有外溢，如发生外溢，则说明发生了溢流。

三、预防与处理

1、钻井过程中的井控作业

1）钻井队应严格按工程设计选择钻井液类型和密度值。钻井中要进行以监测地层压力为主的随钻监测，绘出全井地层压力梯度曲线。当发现设计与实际不符合时，应按审批程序及时申报，经批准后才能修改。但若遇紧急情况，钻井队可先处理，再及时上报。

2）发生卡钻需泡油、混油或因其他原因需适当调整钻井液密度时，井筒液柱压力不应小于裸眼段中最高地层压力。

3）每只钻头入井开始钻进以及每日白班开始钻进前，都要以1/3～/2正常流量测一次低泵速循环压力，并做好泵冲数、流量、循环压力记录。当钻井液性能或钻具组合发生较大变化时应补测。

4）下列情况需进行短程起下钻检查油气侵和井涌：

a）钻开油气层后第一次起钻前；

b）井涌压井后起钻前；

c）钻开油气层井漏堵漏后或尚未完全堵住起钻前；

d）钻进中曾发生严重油气侵但未井涌起钻前；

e）钻头在井底连续长时间工作后中需刮井壁时；

f）需长时间停止循环进行其他作业（电测、下套管、下油管、中途测试等）起钻前。

5）短程起下钻的两种基本作法：

a）一般情况下试起10柱～15柱钻具，再下入井底循环一周，若钻井液无油气侵，则可正式起钻；否侧，应循环排除受侵污钻井液并适当调整钻井液密度再起钻；

b） 特殊情况时（需长时间停止循环或井下复杂时），将钻具起至套管鞋内或安全井段，停泵检查一下起下钻周期或需停泵工作时间，再下回井底循环一周观察。

6）起、下钻中防止井噴的技术措施：

a）保持钻井液有良好的造壁性和流变性；

b）起钻前充分循环井内钻井液、使其性能均匀，进出密度差不超过0.02g/cm3；

c）起钻中严格按规定及时向井内灌满钻井液，并做好记录、校核、及时发现异常情况；

d）钻头在油气层中和油气层顶部以上300m井段内起钻速度不得超过0.5m/s；

e）在疏松地层，特别是造浆性能强的地层，遇阻划眼时应保持足够的流量，防止钻头泥包；

f）起钻完成时下钻，严禁在空井情况下进行设备检修。

7）发现气侵应及时排除，气侵钻井液未经排气不得重新注入井内。若需对气侵钻井液加重，应在对气侵钻井液排完气后停止钻进的情况下进行，严禁边钻边加重。

8）加强井涌预兆显示的观察，做到及时发现液流。“坐岗”观察井涌显示的人员应在进入油气层前100m开始“坐岗”， “坐岗”人员上岗前应经钻井队技术人员技术培训。

9）钻进中发生井漏应将钻具提离井底，方钻杆提出转盘，以便关井观察。采取定时，定量反灌钻井液措施保持井内液柱压力与地层压力平衡防止发生井涌，气后采取相应措施处理井漏。

10）电测、固井、中途测试应做好如下井控放喷工作：

a）电测前井内情况应正常、稳定；若电测时间长，应考虑中途通井循环再电测；

b）下套管前，应换装与套管尺寸相同的防喷器闸板；固井全过程（起钻、下套管、固井）应保证井内压力平衡，油气防止注水泥候凝间因水泥失重造成井内压力平衡的破坏，甚至井喷；

c）中途测试和先期完成井，在进行作业以前观察一个作业期时间；起、下钻或油管应在井口装置符合安装、试压要求的前提下进行。

2、井涌的处理和压井作业

1）井涌应在本油田规定数量内发现并报警。

2）发现井涌显示应立即按关井操作規定程序迅速关井，关井后应及时求得关井立管压力、关井套压和井涌量。

3）起下钻中发生井涌，应尽快抢接钻具止回阀或旋塞。只要条件允许，控制溢流量在允许范围内，尽可能多下一些钻具，然后关井。

4）电测时发生井涌，应尽快起出井内电缆。若井涌量将超出规定值则立即砍断电缆按空井溢流处理，不允许用关闭环形防喷器的方法继续起电缆。

5）任何情况下关井，其最大允许关井套压不得超过井口装置额定工作压力、套管抗内压强度的80%和薄弱地层破坏压力所允许关井套压三者中的最小值；在允许关井套压内严禁放喷。

6）关井后应根据关井立管压力和套压的不同情况，分别采取如下相应处理措施：

（1）关井立管压力为零时，井涌发生是因抽汲、井壁扩散气、钻屑等使钻井液静液柱压力降低所致，其处理方法如下：

a）当关井套压也为零时，保持原钻进时的流量、泵压，以原钻井液敞开井口循环，排除浸污钻井液即可；

b）当关井套压不为零时，应在控制回压维持原钻进流量和泵压条件下排除井涌，恢复井内压力平衡；再用短程起下钻检验，决定是否调整钻井液密度，然后恢复正常钻进。

（2）关井立管压力不为零时，可采取工程师法、司钻法、边循环边加重法等常规压井方法压井：

a）所有常规压井方法应遵循在压井作业中始终控制井底压力略大于地层压力的原则；

b）根据计算的压井参数和本井的具体条件（溢流类型、钻井液和加重剂的储备情况、加重能力、井壁稳定性、井口装置的额定工作压力等），结合常规压井方法的优缺点选择其压井方法。

7）天然气井涌不允许长时间关井而不做 。在等候加重材料或在加重过程中，视情况间隔一段时间向井内灌注加重钻井液，同时用节流管汇控制回压，保持井底压力略大于地层压力排放井口附近含气钻井液。若等候时间长，则应及时实施司钻法第一步排除井涌，防止井口压力过高。

8）空井井涌关井后，应根据井涌的严重程度，采用强行下钻分段压井法、置换法、压回法等方法进行处理。

9）压井施工前必须进行技术交底，设备安全检查、人员操作岗位落实等工作。施工中安排专人详细记录立管压力、套管、钻井液泵量、钻井液性能等压井参数，对照压井作业单进行压井。压井结束后，认证整理压井作业单。