溢流的檢測與預(yù)防-中原08秋-采油2

1、 中國石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目： 溢流的檢測與預(yù)防 年級專業(yè)層次： 08秋中原油田石油工程（采油）專升本 學(xué)生姓名： 王輝軍 學(xué) 號： 0860216005 指導(dǎo)教師： 李賓飛 職 稱： 講師 導(dǎo)師單位： 中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院 中國石油大學(xué)培訓(xùn)學(xué)院論文完成時間： 2010 年 3 月 20 日中國石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書發(fā)給學(xué)員 王輝軍 1設(shè)計(論文)題目： 溢流檢測與預(yù)防 2學(xué)生完成設(shè)計(論文)期限： 2010 年 3 月 20 日 3設(shè)計(論文)課題要求： 井口溢流是作業(yè)或鉆井過程中存在的主要危害之一，控制不當容易發(fā)展成井噴等

2、事故。通過畢業(yè)設(shè)計，論文主要完成以下工作： （1）溢流發(fā)生的原因； （2）溢流發(fā)生時的主要征兆； （3）溢流的預(yù)防與控制方法； （4）井噴的原因與危害。 4實驗（上機、調(diào)研）部分要求內(nèi)容： 無 5文獻查閱要求： 查閱國內(nèi)外井口溢流的相關(guān)專著、期刊文獻、工具書等資料，掌握溢流檢測和預(yù)防的發(fā)展現(xiàn)狀，要求參考文獻15篇以上。 6發(fā)出日期： 2009 年 12 月 1 日 7學(xué)員完成日期： 2010 年 3 月 20 日指導(dǎo)教師簽名： 李賓飛 學(xué) 生 簽 名： 王輝軍 注：1、任務(wù)書應(yīng)附于完成的設(shè)計（論文）中，并與設(shè)計（論文）一并提交答辯委員會；2、除任務(wù)書外，學(xué)生應(yīng)從指導(dǎo)教師處領(lǐng)取整個設(shè)計（論文）期

3、間的工作進度日程安排表（包括各階段的工作量及完成日期）；3、 任務(wù)書須由指導(dǎo)教師填寫。審批意見： 系主任簽名： 年 月 日中國石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)論文摘要油田鉆井溢流或井漏監(jiān)測對油田的安全作業(yè)具有重要的意義。發(fā)生在作業(yè)時的井噴數(shù)量在井噴總數(shù)中占一定的比例。本文對溢流發(fā)生的原因、溢流的預(yù)兆、溢流的預(yù)防、井噴的危害和預(yù)防、防治措施及作業(yè)搶噴的注意事項等進行了研究，確定了不同作業(yè)方式下的預(yù)防處理方式。加強工作人員的防患意識，減少作業(yè)過程中異常事故的發(fā)生，提高鉆井時效，具有一定的實際應(yīng)用價值。實現(xiàn)對鉆井中溢流井漏異常自動監(jiān)控和預(yù)報警，可以有效預(yù)防事故的發(fā)生，減少對企業(yè)、國家、及環(huán)境的危害。

4、關(guān)鍵詞：溢流；檢測；預(yù)防；井噴目 錄第1章 前言11.1研究目的及意義11.2溢流的原因2第2章 溢流的預(yù)兆72.1 循環(huán)時溢流的預(yù)兆72.2 各種鉆井工況下溢流的預(yù)兆8第3章 溢流的預(yù)防103.1 起下管柱時的溢流預(yù)防103.2 溢流的監(jiān)測和預(yù)防措施11第4章 井噴的危害及預(yù)防144.1 井噴的危害144.2 誘發(fā)井噴的原因154.3 幾種井噴事故的防治措施154.4 作業(yè)過程中搶噴工作的注意事項16結(jié) 論17參考文獻18致 謝2020第1章 前言1.1 研究目的及意義進入井內(nèi)地層流體，當?shù)貙訅毫Τ^井底壓力時就會發(fā)生溢流。如失去控制就會發(fā)生為井噴。其對油氣資源、自然環(huán)境污染、甚至造成設(shè)備損

5、毀、油氣水井的報廢、人員傷亡等重大危害。所以油田鉆井溢流的檢測對油田安全作業(yè)具有重要的意義。盡早的檢測、預(yù)防危害的源頭以減少不必要的損失是非常關(guān)鍵的。2003年12月23日，我國開縣發(fā)生特大井噴事故，致使243人中毒死亡，造成經(jīng)濟損失達6000多萬人民幣，是整個國家更加關(guān)注井噴所帶來的環(huán)境和生命財產(chǎn)的損失。dahl和bern在一份挪威項目中，研究了全球1956年到1980年之間的171次近海井噴事故，給出了有價值的總結(jié)。表1-1表示了井噴事故發(fā)生時所處的作業(yè)階段。表1-1井噴發(fā)生時的作業(yè)階段及年份年份1956-19701971-19751976-19801956-1980百分比勘探鉆井2724

6、328349%生產(chǎn)鉆井168143822%完井13374%修井136106%生產(chǎn)1010133319%總計554868171100%hughes等給出了墨西哥灣1960年到1985年之間的425次井噴事故的趨勢分析，指出多數(shù)井噴式由于氣體入侵井造成的，井噴發(fā)生時三大過程是鉆井、提出管柱、和修井作業(yè)。由上面的數(shù)據(jù)分析可知：井噴不只發(fā)生在鉆井過程中，其他作業(yè)時發(fā)生井噴的情況也占一定的比列，因此研究井侵溢流的原因、預(yù)兆、及預(yù)防對指導(dǎo)現(xiàn)場修井作業(yè)、提高施工人員的警惕性，及早發(fā)現(xiàn)溢流預(yù)防井噴具有重要的意義，同時可為現(xiàn)場修井作業(yè)提供一定的理論指導(dǎo)，為實現(xiàn)清潔安全作業(yè)，保護井區(qū)周圍的自然環(huán)境提供保證。1.2

7、 溢流的原因首先我們要了解產(chǎn)生溢流的主要原因，以便對某個作業(yè)環(huán)節(jié)提高警惕。在完井作業(yè)過程中，許多操作會產(chǎn)生這種井下條件。而常見的溢流原因包括： 沒有保持井液充滿井眼，未能及時灌滿井眼；起鉆抽液；鉆井液密度較低；異常高壓；井漏；淺氣層；七層鉆過過快；中途測試；鉆入領(lǐng)井；其他原因。（1）沒有保持井液充滿井眼起鉆時井內(nèi)未灌滿鉆井液。起鉆過程中，由于起出鉆柱，井內(nèi)鉆井液液面下降，這就減小了靜液壓力。只要鉆井液靜液壓力低于地層壓力，溢流就可能發(fā)生。在起鉆過程中，向井內(nèi)灌鉆井液可保持鉆井液靜液壓力。起出鉆柱的體積應(yīng)等于新灌入鉆井液的體積。如果測得的灌漿體積小于計算的鉆柱體積，地層中的流體就可能進入井內(nèi)，溢

8、流就可能在發(fā)生。溢流的第一道防線，靜止工況下，靜液壓力是施加在地層上的唯一壓力，如果液柱壓力降至低于油層壓力水平，地層流體向井內(nèi)。統(tǒng)計表明許多溢流發(fā)液柱壓力都將下降。如果液柱壓力降至于地層壓力，將開始溢流。因此，起管柱時灌注壓井液是至關(guān)重要的。而有時由于射孔段漏失使監(jiān)測灌注壓井液量變得很復(fù)雜，即開始井內(nèi)可能是充滿的，一段時間后流體滲入地層，如果這種情況發(fā)生，灌入的量應(yīng)大于理論計算的灌入量。有時地層壓力很低而不能使井眼充滿，此時，只能對油層進行暫堵。然后再灌注，通常灌至理論灌注量。保持液柱壓力，井液充滿井眼，時溢流防范一個重要的環(huán)節(jié)。（2）井漏井內(nèi)鉆井液漏入地層，這就引起井內(nèi)液柱和靜液壓力下降。

9、下降到一定程度時，溢流就可能發(fā)生。在壓力衰竭的砂巖、疏松的砂巖以及天然裂縫的碳酸鹽巖中漏失是很普遍的。由于鉆井液密度過高和下鉆時的壓力激動，使得作用于底層上的壓力過大，而產(chǎn)生井漏。特別是在深井、小井眼里使用高粘度鉆井液鉆進，環(huán)形空間摩擦壓力損失可能高到足以引起井漏。井漏使井內(nèi)液面和液柱壓力降低，導(dǎo)致液柱高度和壓力都降低。如果井底壓力低于地層壓力就會發(fā)生溢流。其原因有： 壓井液密度過高； 壓力波動過大； 疏松地層。井液密度過高時說井底壓力超過的底層壓力。如果作業(yè)流體密度過高，將會超過地層壓力而導(dǎo)致井漏。此時可在井內(nèi)泵入適量低密度井液減小液柱壓力。當使用的流體密度很接近地層壓力梯度時，另一個需要考

10、慮的因素是當量循環(huán)密度。當量循環(huán)密度是由于摩擦力而增加井底壓力，當量循環(huán)密度肯那個會很大，尤其在反復(fù)循環(huán)時，會導(dǎo)致井漏。顯然在此情況下，泵速應(yīng)盡量維持低值以減小井底壓力和漏失的可能性。第二個井漏的原因是過高的波動壓力，被動壓力是由下管柱過快引起的井底壓力升高。如果液柱壓力和波動壓力之和大于井底壓力，將會引起井漏。因此，應(yīng)控制下鉆速度，減小波動壓力。第三個時地層膠結(jié)性差，疏松，異常低壓砂巖的破裂壓力梯度通常較低。如果多油層完井或套管上部有孔，則會使薄弱地層破裂而井漏，此時保持井內(nèi)液柱壓力很困難，有時需要堵漏。（3）抽吸過大的抽吸壓力。起鉆的抽吸作用會降低井內(nèi)的有效靜液壓力，會使靜液壓力低于地層壓

11、力，從而造成溢流。起鉆時井內(nèi)鉆井液沒有上體鉆具那樣快，就可能產(chǎn)生抽吸作用。這實際上在鉆頭的下方造成一個抽吸空間并產(chǎn)生壓力降。無論起鉆速度多慢抽吸作用都會產(chǎn)生。應(yīng)該記住的重要事情是，井內(nèi)的有效壓力始終應(yīng)能平衡地層壓力，這樣就可以防止發(fā)生溢流。除起鉆速度外，抽吸過程也受環(huán)形空間大小與鉆井液性能的影響。在設(shè)計井身結(jié)構(gòu)時，鉆具（特別是鉆鋌）與井眼間應(yīng)考略有足夠的間隙。鉆井液性能特別是粘度和靜切力應(yīng)維持在合理的水平。有的時候，抽吸壓力過大而造成井下欠平衡，導(dǎo)致溢流發(fā)生。抽吸和溢流使液柱壓力下降的合成作用會使井底壓力更低并產(chǎn)生更大的溢流。因此起管柱時發(fā)現(xiàn)抽吸溢流是很關(guān)鍵的。很多井下情況增加了溢流的可能性，

12、起管柱速度過快，流體性能太差，如果粘度、切力值、大尺寸工具減小環(huán)形空間隙等。這些情況必須及早引起注意，從而避免其發(fā)生。仔細計量灌入量可以發(fā)現(xiàn)抽吸溢流，比如起出了5m3的管柱體積只灌入3m3井液，則說明有2m3的溢流被抽進井筒。必須特別注意液量的監(jiān)測，因為統(tǒng)計表明，許多溢流發(fā)生在起管柱時。（4）欠平衡欠平衡是溢流的另一個常見原因，因欠平衡時井底壓力小于地層壓力的現(xiàn)象。欠平衡在生產(chǎn)時是常見的，在作業(yè)施工過程中也會發(fā)生。許多油田，管柱測試及欠平衡射孔技術(shù)用以保護油氣層。在此過程中，生產(chǎn)管柱內(nèi)的液柱壓力在射孔之前人為降低了預(yù)期的底層壓力。用油、水、空氣甚至氮氣在油管內(nèi)建立較低的液柱壓力，一旦射孔，地層

13、流體進入井筒，開始測試。射孔之后對溢流的探測是根據(jù)地面的壓力和液體流動，水中氣泡，液面測量或者放噴管線取樣。操作過程中正確利用地面或者井下工具對井控是重要的。不適當?shù)牧黧w密度也會引起欠平衡和溢流。原因可能是流體在地面或地下解釋及地層壓力異常等。意外流體稀釋時常見的降低井液密度從而造成溢流的現(xiàn)象。給水管線中的水不停地流到井液中，使井液密度下降；有些地區(qū)的大雨也會使井液密度下降，應(yīng)通過定期測量井液密度來避免地面稀釋。井下稀釋發(fā)生在地層流體進入井筒后，氣侵井液在地面可以觀察到明顯的變化（泡沫狀）。油侵對水基井液也容易發(fā)現(xiàn)，油氣水層可通過及時測量對比進出口密度而及時發(fā)現(xiàn)。井下稀釋也會有不同壓力地層之間

14、的相對流動而造成，如果不能更好處理，在作業(yè)期間將會是很麻煩的問題。而導(dǎo)致欠平衡的原因如： 油氣水置換層間的井液； 氣體從層間向上滲透滑脫； 異常高壓的影響。異常高壓可以通過查看相關(guān)井史、領(lǐng)井資料獲得。而才增產(chǎn)措施也會造成異常高壓，因此在低壓區(qū)作業(yè)也要有良好的井控習(xí)慣和充分的準備。（5）圈閉壓力作業(yè)有時在生產(chǎn)或測井上進行。由于完成方式和井下情況不同，地層流體被圈閉在井下工具之中或之下，如圖1-1所示。 圖1-1 圈閉流體引起的溢流流體易于圈閉的地方之一是油管內(nèi)部，由于油管關(guān)閉或堵塞，油管內(nèi)圈閉底層液體。另一個易于圈閉底層流體的地方是封隔器下面的環(huán)空內(nèi)。在封隔器前很難發(fā)現(xiàn)這些流體，對雙油管完井的情

15、況，有兩個地方圈閉底層壓力。第三個易于圈閉底層流體的地方是橋塞下面或水泥塞下面。圈閉流體的多少取決于橋塞與封隔器地層之間的距離，圈閉流體的壓力受增產(chǎn)措施的影響而有很大變化。井下工具的下深是井控的一個重要方面，井下工具具射孔段越近，越減少了圈閉流體的量，井控工作也會相應(yīng)簡單。地面和井下裝備故障時造成溢流的另一個原因，最近的統(tǒng)計表明20%的井噴起因于裝備問題。因此適當選擇、合理安裝和實驗裝備也是井控的一個重要方面。地面裝備如采油樹油管頭、防噴器等，正確使用和安裝保養(yǎng)裝備，對防噴很重要。井下裝備的故障也會引起井控問題。如油管、套管式按照下入時的井下情況而定設(shè)計的。隨著時間的延長，井下情況的變化（腐蝕

16、、磨蝕）使這些裝備部分或整體失效，從而引起意外的流體和壓力圈閉，如圖1-2所示。圖1-2機械故障引起的溢流例如：油管或封隔器損壞時套管環(huán)空充壓。這種情況使井控程序復(fù)雜化。因為無法循環(huán)，這種情況常引起提高的套壓和油壓。有些地區(qū)，地層流體腐蝕性很強，使套管變得薄，甚至穿孔或斷裂。從而引起壓力圈閉層間互流，使井控方法復(fù)雜化。根據(jù)套管損壞的井深，可能發(fā)生井漏或者地面連通的情況。這種情況可以通過定期檢查地面壓力、套管試壓和測井來發(fā)現(xiàn)，良好的固井設(shè)計和施工可以避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。擠注孔眼是引起套管問題從而引起井控問題的另一個問題。只要射孔，那里就是套管的薄弱環(huán)節(jié)，因此擠注后要認真試壓。從哪里擠水泥以修復(fù)套

17、管或修復(fù)注水泥固井質(zhì)量或者堵水，都是使套管此處成為薄弱環(huán)節(jié)。（6）其它原因。在多數(shù)情況下，溢流可能是由于上述某種原因引起。但還有其他一些情況，造成井內(nèi)靜液壓力不足以平衡或超過地層壓力，如： 中途測試控制不好； 鉆到臨井里去； 以過快的速度鉆穿含氣砂層； 射孔時控制不??； 固井時，水泥的失重。第2章 溢流的預(yù)兆2.1 循環(huán)時溢流的預(yù)兆其次要知道溢流的一些預(yù)兆，從而進行一些設(shè)備的調(diào)控。溢流時都有一定的預(yù)兆，及時發(fā)現(xiàn)預(yù)兆可以避免災(zāi)難性的井噴事故。其的預(yù)兆有：（1）循環(huán)時油氣水侵循環(huán)時油氣水侵是可能發(fā)生溢流的一個明顯的信號，正如前面所說的，氣侵流體在地面可以看到氣泡沫，水侵不僅使返出井液的密度下降，而

18、且是氯根濃度發(fā)生變化。油侵時可以發(fā)現(xiàn)油膜或油花。在作業(yè)初期，循環(huán)洗井干凈之后或射孔之后，任何地層流體進入井筒的現(xiàn)象將是井涌的最好顯示。如前面所說，油氣水侵的發(fā)現(xiàn)最好通過定期測量進出口流體密度的方法進行。如果發(fā)現(xiàn)油氣水侵，作業(yè)人員在繼續(xù)下步工作前應(yīng)對情況進行適當評價。（2）泵壓下降泵壓是油套管內(nèi)液柱壓力和摩阻的函數(shù)。溢流進入井筒使液柱壓力下降進而導(dǎo)致泵壓下降、泵速上升，所以，當發(fā)現(xiàn)泵壓和泵速變化時應(yīng)加強井眼的觀察力度。（3）循環(huán)時返流管線溫度升高當溢流進入井筒，其溫度通常高于正在循環(huán)的流體溫度，因此，如果發(fā)現(xiàn)地面溫度升高，必須對其原因進行調(diào)查，對示警信號的辨認和了解對成功的修井操作時至關(guān)關(guān)重要的

19、。并應(yīng)作出及時正確的應(yīng)對措施。（4）返速增加（或停泵時的井涌）在循環(huán)系統(tǒng)中，如果每分鐘泵入3m3而返出4m3，地層流體則以1m3/min的速度進入井筒。另一個溢流信號時停泵后井涌，這是許多井隊的溢流檢查方法，即提出管柱，停泵，觀察是否井涌，如果井涌，井隊人員應(yīng)盡快關(guān)井減少溢流量。（5）循環(huán)池液面如果沒有向循環(huán)系統(tǒng)認為增加流體，其流體量應(yīng)該不變。所以該系統(tǒng)流體體積的任何增加都說明地層流體進入井筒，即發(fā)生溢流，如果觀察到循環(huán)池液面增加，應(yīng)立即關(guān)井減少溢流量。2.2 各種鉆井工況下溢流的預(yù)兆發(fā)生溢流時，在地面總可以觀擦到溢流的告警顯示。識別和解釋這些顯示，并能在各自的職責(zé)范圍內(nèi)采取必要的措施，是每個

20、工作人員的職責(zé)。（1）鉆進中溢流發(fā)生的預(yù)兆 鉆井液返出量增加。在泵排量不變的情況下，井口返出鉆井液量增加，是發(fā)生溢流的主要顯示之一。鉆井液返出量增加，說明地層壓力大于井底壓力，因而迫使地層流體進入井內(nèi)，從而幫助鉆井泵推動鉆井液在環(huán)形空間加速上返。如果溢流是氣體，由于氣體在環(huán)空上升過程中，所受壓力不斷減小，因此其體積不斷增大，因此其體積不斷增大，也造成鉆井液返速增加。 鉆井液池中鉆井液量增加。在沒有人為地增加鉆井液池中鉆井液量的情況下，鉆井液池的鉆井液量增加，說明溢流正在發(fā)生。由于溢流發(fā)生時，進入井內(nèi)的地層流體排替了同體積的鉆井液，使鉆井液池中鉆井液量增加。工作人員對鉆井液池中鉆井液量的變化情況

21、應(yīng)很敏感，發(fā)生鉆井液池液面發(fā)生變化，一定要找出變化的原因，并采取相應(yīng)的措施。 停泵后，井內(nèi)鉆井液外溢。當停泵以后，井內(nèi)鉆井液繼續(xù)外流，說明井內(nèi)正在發(fā)生溢流。此外，當鉆柱內(nèi)鉆井液密度比環(huán)空鉆井液密度高的多時，井內(nèi)鉆井液也會外流。當發(fā)生這種情況時，司鉆應(yīng)仔細分析原因，采取正確措施，必要時可關(guān)井。（2）起下鉆時溢流的預(yù)兆。起鉆時，應(yīng)灌入井內(nèi)的鉆井液量小于鉆具的排替量，則表明地層流體已經(jīng)進入井內(nèi)，填補了起出鉆柱所占據(jù)的空間。下鉆時如果返出鉆井液量大于鉆具的排替量，則表明井內(nèi)發(fā)生溢流。起下管柱時灌注或返出井液量于灌注體積不符。起下管柱時，起出的管柱體積應(yīng)由等量的作業(yè)流體來補充。如果灌入體積小于起出體積則

22、溢流就可能發(fā)生了。下管柱時，排出流體量如果大于管柱體積，則溢流也許已經(jīng)發(fā)生。如果兩者不符，要停止起下，觀察井眼情況，然后根據(jù)井下情況下管柱或強行下管柱到井底并循環(huán)。起下管柱停止操作時井口溢流。起管柱或下管柱停止操作時，井口液面應(yīng)該下降或者處于靜止狀態(tài)，如果此時外溢，就說明溢流已經(jīng)比較嚴重。（3）電纜操作或空井時溢流的預(yù)兆 井口外溢。電纜操作時，由于電纜體積較小，起下作業(yè)都不應(yīng)該引起井內(nèi)流體明顯外溢，井控時更是如此。如果此時外溢，就說明溢流已經(jīng)比較嚴重。 關(guān)井地面壓力顯示。看到此現(xiàn)象，現(xiàn)場人員首先必須確定井是否關(guān)好，有無泄漏之處，并繼續(xù)觀察，記錄油壓和套壓以便在壓井前發(fā)現(xiàn)潛在問題。（4）測井時溢

23、流的預(yù)兆。測井時電纜下放和起升中，井口有明顯的鉆井液外溢，這說明井內(nèi)已發(fā)生溢流。出現(xiàn)這種情況應(yīng)立即停止測井作業(yè)，根據(jù)溢流情況采取相應(yīng)的措施。（5）下套管作業(yè)時溢流的預(yù)兆與下鉆時相同。第3章 溢流的預(yù)防3.1 起下管柱時的溢流預(yù)防原因癥狀知道了，怎樣去預(yù)防以減少不必要的損失。從世界范圍看，溢流主要發(fā)生在起管柱過程中，如果員工訓(xùn)練有素而且嚴格遵守操作規(guī)程，這些問題是可以避免的。（1）起管柱前的準備工作 檢查井眼狀況.在開始起管柱前，井液應(yīng)處于良好的狀態(tài)，循環(huán)一定時間達到下列指標才能起管柱：a 沒有井漏；b 沒有油氣水侵顯示；c 進出口井液密度差不超過0.02g/cm3。 準備好灌注工作。做好灌注設(shè)

24、備及壓井液準備工作。 準備好起管柱記錄。起管柱前應(yīng)準備好管柱記錄，以便隨時校對灌注量。 準備好安全閥及內(nèi)防噴工具。起管柱前應(yīng)該準備好安全閥、內(nèi)防噴工具以及適用于所有鉆桿、油管的轉(zhuǎn)換配合接頭和開關(guān)工具，放在適當?shù)奈恢?，安全閥及搶接裝置應(yīng)處于全開放狀態(tài)。（2）起管柱井控措施 連續(xù)灌注設(shè)備。使用灌液灌其他泵入設(shè)備連續(xù)灌注，當灌滿發(fā)出信號及時停泵。這種灌液方法只限于沒有組卡井段，并應(yīng)定期觀察環(huán)空液面在起管柱時是否正常下降。 正確計量灌注量。如果灌注量于起出灌注體積不符，應(yīng)停止起管柱，進行溢流檢查，并通知負責(zé)人。 溢流檢查。溢流檢查時停泵狀態(tài)下觀察井筒情況以確定是否有井涌發(fā)生，保證有充足的時間來判定井是

25、否穩(wěn)定。 控制起管柱速度。盡量控制起管柱速度以減小抽吸壓力，特別是帶有大直徑工件時。一般速度不超過0.5m/s。 起管柱中止。如果起管柱作業(yè)由于各種原因中止，應(yīng)動手安裝安全閥。 起管柱完。起管柱完后應(yīng)通過灌注設(shè)備進行循環(huán)以確保井筒充滿穩(wěn)定。（3）下管柱井控措施 計量排出液量。利用液罐或其他方式監(jiān)視計量排出的井液量是否與下入管柱體積相符。 控制下管柱速度。為了減小過高激動壓力的可能性，下管柱速度應(yīng)盡量控制。（4）環(huán)時溢流的預(yù)防措施 嚴格執(zhí)行施工（工程）設(shè)計的井液密度值。 及時發(fā)現(xiàn)底層壓力變化并相應(yīng)調(diào)整井液密度。 及時處理井漏等復(fù)雜問題。 發(fā)現(xiàn)下列井侵現(xiàn)象時，及時進行溢流檢查：a 返流速度升高量。

26、b 循環(huán)池液面升高。c 泵壓下降/泵沖增加。電纜繩索作業(yè)時溢流的預(yù)防措施：盡管電纜繩索自身體積相對較小，起下過程中排出或需要補充的壓井液量小，但仍不能忽視，特別是帶有大直徑工具的電纜或繩索起下作業(yè)，應(yīng)該控制速度，避免因抽吸或壓力激動個導(dǎo)致溢流?？站矔r溢流的預(yù)防措施：停止作業(yè)時應(yīng)有專人監(jiān)視井口，發(fā)現(xiàn)溢流預(yù)兆及時處理；長期空井時應(yīng)關(guān)井。3.2 溢流的監(jiān)測和預(yù)防措施鉆井井控技術(shù)規(guī)程中指出，及時發(fā)現(xiàn)溢流顯示是井控技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從打開油氣層到完井，要落實專人坐崗觀察井口和循環(huán)池液面變化，發(fā)現(xiàn)溢流，及時報告。 地層壓力的增加或鉆井液液柱壓力的減少就是溢流的警告信號，地層流體向井內(nèi)流動和各種顯示就是溢流

27、的具體顯示。溢流的監(jiān)測和預(yù)防應(yīng)從鉆井設(shè)計開始。（1）鉆井設(shè)計時的溢流監(jiān)測和預(yù)防。在井的設(shè)計中，先要對臨井資料進行地層對比、地質(zhì)預(yù)報分析，得到預(yù)計的壓力剖面和可能的溢流點，方可作出鉆井的最后設(shè)計。在鉆井設(shè)計中要做到： 使套管、地層壓裂梯度、設(shè)計具有相容性； 提出監(jiān)測與防噴設(shè)備的選擇與安裝要求； 預(yù)計地層的各種特性（巖性、壓力預(yù)計可能的溢流地層）； 提出溢流或井噴時的應(yīng)急預(yù)案和注意事項。預(yù)計的各種情況應(yīng)當向鉆井人員指出并解釋。提醒他們在鉆井作業(yè)中注意各種溢流的預(yù)報與顯示，這是設(shè)計中非常重要的一點。除了正常鉆進、起下鉆作業(yè)外，還應(yīng)包括取心、測井、中途測試、下套管、固井、射孔以及鉆遇淺氣層。（2）鉆進

28、時溢流的監(jiān)測和預(yù)防。鉆進中機械鉆速、錄井巖屑以及鉆井液性能的各種變化，可用來監(jiān)測地層壓力的增加情況。 機械鉆速的變化。在其他條件不變的情況下機械鉆速主要取決于井底壓力與地層壓力的差值。在地層壓力增加而井底壓力維持不變的條件下，壓差就會減少，機械鉆速會增加。機械鉆速的迅速增加是一種鉆速突變。鉆速突變表明鉆頭已鉆到地層壓力超過井內(nèi)壓力的底層。如果鉆遇異常壓力地層，應(yīng)停鉆檢查井的流量情況。如果停泵停泵井內(nèi)流體繼續(xù)流出，說明溢流已發(fā)生，這是應(yīng)進行循環(huán)，調(diào)整鉆井液性能，以保證井內(nèi)沒有地層流體進入。地層巖性的突然改變也會發(fā)生機械鉆速的顯著變化。所以遇到機械鉆速的突然變化要仔細分析原因，采取正確的技術(shù)措施。

29、 巖屑的變化。觀察與分析巖屑的變化同樣可以指示地層壓力變化的情況。壓差減少，大塊頁巖將開始坍塌，這些坍塌的“巖屑”很容易識別，因為他們有特殊的尺寸和形狀。地質(zhì)錄井人員所作的頁巖巖屑的詳細化學(xué)與物理分析，可以提供附加資料。頁巖單位體積重量的減少或頁巖礦物成分的某些變化可能與地層壓力的增加有關(guān)些。 鉆井液性能的變化。循環(huán)鉆井液可把所鉆的井下地層巖屑帶到地面。同樣，鉆井也是侵入井內(nèi)地層流體的攜帶者。發(fā)生溢流后，一般會引起鉆井液性能的變化。在鉆井液出口管處測得的鉆井液密度降低，會表明發(fā)生了溢流。如果油、氣侵入鉆井液，鉆井液的密度下降，粘度增加；鹽水侵入鉆井液則會使鉆井液的密度、粘度下降。如發(fā)現(xiàn)油、氣、

30、水侵，應(yīng)停止作業(yè)及時調(diào)整鉆井液性能。 鉆井液柱高度降低。井內(nèi)鉆井液液面的下降會降低靜液壓力，當靜液壓力下降到一定程度時，就有可能導(dǎo)致溢流。井漏會降低井內(nèi)鉆井液液面。鉆井液柱高度的降低取決于地層壓力梯度與漏失層位的深度，井內(nèi)液柱壓力超過地層破裂強度時，就會造成井漏。監(jiān)測井漏一般通過鉆井液出口流量計和鉆井液管的液面變化來顯示。這種方法在半潛式鉆井船上使用就不太可靠。解決的辦法是在每一罐里使用不止一個傳感器，在驅(qū)動司鉆控制臺上的可見指示器之前，信號要進行平均與總和。 起鉆時灌鉆井液不正常。起鉆引起靜液壓力降低的原因有兩個。一個是起出鉆具使井內(nèi)鉆井液液面降低；二是由于過快地起鉆速度，鉆柱的下部造成抽吸

31、力將地層流體抽入井內(nèi)。起鉆時應(yīng)定期校對鉆井液的灌入量。如果灌入鉆井液體積小余所計算得起出鉆具的體積，那么就有一流進入井內(nèi)。對于灌入井內(nèi)的鉆井液體積可以用鉆井液補充灌、泵充數(shù)計數(shù)器、流量表或鉆井液灌液面指示器來測量。一般，每起出35里根鉆桿就要檢查一次灌漿情況，而對鉆鋌則每起出一個立根便要進行灌漿檢查。當井內(nèi)鉆井液液柱壓力小于地層壓力時，地層流體就會進入井內(nèi)。如不及時發(fā)現(xiàn)，隨著溢流量的增多，井內(nèi)液柱壓力越來越小于地層壓力，欠平衡量越來越大，溢流就越嚴重，若不迅速采取措施，將造成井噴。對一流的早期發(fā)現(xiàn)，是防止井噴的關(guān)鍵。在鉆井實踐中大多數(shù)油田都采用了“兩勤兩堅持、三校核、四觀察”的早期發(fā)現(xiàn)溢流的措

32、施。即“ 兩勤兩堅持”勤觀察鉆井液池液面變化；勤量測鉆井液性能的變化。堅持坐崗觀測溢流預(yù)兆；堅持打開油氣層干部24小時值班。“三校核”校核井底壓力與地層壓力是否平衡；校核起鉆時鉆具排替量與鉆井液灌入量是否相等；校核下鉆時下入鉆具排替量與返出鉆井液量是否相等?！八挠^察”遇到鉆速突快或放空，停鉆循環(huán)一周或停泵觀察；鉆遇到蹩跳鉆、懸重發(fā)生突變、泵壓發(fā)生變化，停鉆循環(huán)觀察；鉆井液出口溫度增幅大，返出巖屑量多并且快大時，停鉆循環(huán)觀察；打開油氣層2米，停泵循環(huán)觀察。第4章 井噴的危害及預(yù)防4.1 井噴的危害在修井作業(yè)過程中一旦發(fā)生井噴，就會給周圍地區(qū)帶來嚴重的危害，具體危害包括以下幾個方面：（1）人員生命

33、安全損失和傷害；（2）生產(chǎn)設(shè)備的損失；（3）地層石油的損失：（4）后期收益的損失；（5）環(huán)境危害和環(huán)境修復(fù)的損失；（6）賠償人身傷害的損失；（7）控制井噴的損失；（8）打亂全面的正常工作秩序，影響全局生產(chǎn)；（9）使事故復(fù)雜化；（10）井噴失控極易引起火災(zāi)和地層坍塌，影響周圍居民的生命安全，污染環(huán)境，影響生產(chǎn)建設(shè)；（11） 傷害油氣層，破壞油氣資源；（12） 造成機毀人亡和油氣井報廢，帶來巨大的經(jīng)濟損失；（13）造成不良的社會影響；（14） 給更進一步的勘探、開發(fā)計劃和一些可能沒有必要的安全要求造成的限制和損失。井噴的原因及預(yù)防措施井噴分為地下井噴和地面井噴。如果將井噴定義為地層流體無控制的流動

34、，那么，地面井噴就是地下流體在地面上的無控制流動，而地下井噴則是流體在地下的無控制流動。水下井噴與地面井噴和地下井噴相似，它在泥線噴出，可能在海面顯漏出跡象，主要區(qū)別在于地面井噴適用的控制技術(shù)通常在水下無法應(yīng)用，因為人員和設(shè)備進入受到限制。本文所分析的井噴事件都是地面井噴。4.2 誘發(fā)井噴的原因首先是直接原因，發(fā)生井噴的直接原因可以歸結(jié)為：井筒內(nèi)液柱在射開油氣層中部的壓力小于油氣層的壓力，兩者存在壓力差，井噴是這個壓力差迸一步發(fā)展的結(jié)果。造成壓力差存在的原因主要有：地層壓力掌握不確切，這主要發(fā)生在新探區(qū)，因此在新區(qū)作業(yè)應(yīng)該特別警惕，認真研究地層剖面和它的特性，充分考慮遇到異常高壓的可能性。（1

35、）壓井液的相對密度偏低；（2）地質(zhì)設(shè)計解釋某氣層為油層且沒有注明壓力情況，致使作業(yè)隊以此為據(jù)，放松了警惕，降低了相應(yīng)要求；（3）射開氣層時防噴措施不完全，不具體，沒有嚴格執(zhí)行旋工設(shè)計和防噴要求；（4） 跟班干部責(zé)任心不強，沒有認真負責(zé)；現(xiàn)場的施工人員經(jīng)驗不足，參加作業(yè)的各部門配合不協(xié)調(diào)；（5） 井口的井控設(shè)備失靈，如射孔時使用的射孔大閘門在井噴發(fā)生后關(guān)閉不嚴等。4.3 幾種井噴事故的防治措施井噴防治主要包括三個方面的工作：初次控制、二次控制、三次控制。（1）從地層物性研究入手，充分利用各種資料，準確預(yù)測地層壓力，精心制定作業(yè)方案，合理確定射孔方式，準確選擇壓井液，始終保證液柱壓力大于地層壓力，

36、即初次控制。詳細調(diào)查井史資料，發(fā)現(xiàn)“聲波較高、注意防噴”，或射開層采用油管輸送射孔、作業(yè)層高壓、有氣時，作業(yè)時要采取相應(yīng)措施(上大灌備滿壓井液或使用水井流程，隨時向井內(nèi)灌注，保持液面在井口，井口配件完好)。防止施工過程中井噴事故發(fā)生。（2）在作業(yè)旌工的各個階段，及時發(fā)現(xiàn)井口外溢、出氣等井噴預(yù)兆，立即采取相應(yīng)措施，停止正在進行的作業(yè)，迅速搶裝井口，控制井噴發(fā)生，即二次控制。（3）當搶裝井口無效或井口各類控制裝置被破壞，井控裝置失效，無法控制井噴發(fā)生時，就需要清除井口障礙物，拆除失效的井口，重新安裝封井器，即三次控制。作業(yè)過程的井噴防治工作應(yīng)以預(yù)防為主，全面而周到的準備防噴工作，做到萬無一失。下面

37、分幾個方面討論井噴的防治措施。（4）射孔時井噴的防治措施很多井噴發(fā)生在射孔時或射孔后的一段時間內(nèi)，射孔施工是防治井噴的重點。在射孔工作的前后，要做大量的防噴工作。（5）起下管柱時井噴的防治措施 起下管柱前要把井壓住壓好，要對井內(nèi)管柱情況、井下工具有詳細的了解： 起下管柱時要向井內(nèi)灌注壓井液，防止液面下降； 當井下有大直徑工具時，起管柱一定要限速，不可高速起鉆，防止活塞效應(yīng)，對井底抽吸產(chǎn)生井噴； 當發(fā)現(xiàn)井口外溢、井周圍有大量油氣涌出時，要迅速采取措施，立即停止起下作業(yè)，搶裝井口； 起下油管時發(fā)生井噴也要根據(jù)井口完好情況，清除井口障礙，迅速搶裝井口控制器。4.4 作業(yè)過程中搶噴工作的注意事項作業(yè)施

38、工的各個環(huán)節(jié)都有可能發(fā)生井噴事故，井噴發(fā)生時的情況會有千差萬別，搶噴時要根據(jù)具體情況，制定搶噴措施，一般情況下，搶噴要注意的事項有：（1）檢查井口各部件的完好情況，對完好的部件要進行加固和保護，防止井口部件的破壞；（2）清除井口周圍障礙物及已經(jīng)損壞的井口部件，為搶裝井口控制器作好準備；（3）制定搶噴措旅要以不破壞井口為前提，否則會使事故復(fù)雜化，井口破壞的越嚴重，個搶噴工作越困難；（4）搶噴時要注意保護施工人員的人身安全?，F(xiàn)場施工人員在施工前應(yīng)該弄清井史井況，首先應(yīng)該詳細掌握動靜態(tài)資料，通過各種途徑掌握地層壓力，根據(jù)地層壓力選擇合適的壓井液；其次要加強現(xiàn)場施工人員的責(zé)任心，時刻注意觀察井口液面情

39、況：另外在現(xiàn)場的領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該提高責(zé)任心，防止井侵事故的發(fā)生。結(jié) 論（1）導(dǎo)致溢流發(fā)生的原因主要為沒有保持井液充滿井眼、井漏、抽吸、欠平衡、圈閉壓力以及其他原因等。（2）溢流發(fā)生時，會出現(xiàn)一些征兆，循環(huán)時的油氣水侵、泵壓下降、循環(huán)時返流管線溫度升高、停泵時的井涌、及各種鉆井工礦下的預(yù)兆。（3）在作業(yè)過程中，溢流的預(yù)防可以通過起管柱前的準備工作、起下管柱井控措施、溢流的監(jiān)測和預(yù)防措施等減少溢流發(fā)生的機率。（4）溢流失控后容易演變成井噴事故，井噴發(fā)生后可以通過初次控制、二次控制、三次控制進行預(yù)防，以及作業(yè)過程中搶噴工作的注意事項。（5）通過學(xué)習(xí)，加強工作人員的防患意識，減少作業(yè)過程中異常事故的發(fā)生，提高鉆井時效，對于減少溢流發(fā)生具有一定的實際應(yīng)用價值。（6）實現(xiàn)對鉆井中溢流井漏異常自動監(jiān)控和預(yù)報警，可以有效預(yù)防事故的發(fā)生，減少對企業(yè)、國家、及環(huán)境的危害。參考文獻1 郝俊芳，平衡鉆井與井控北京：石油工業(yè)出版社，19922 于萬祥，武金坤井控技術(shù)北京：石油工業(yè)出版社，19923 孫振純，王守謙，徐明輝，等井控