淺析天然氣鉆井井控的關鍵問題

吳貝貝 張飛 溫建紅

摘要：井控技術在鉆井作業的應用具有重要的意義，這就需要我們不斷的總結經驗，根據不同的工程具體情況，科學的采用合理的井控技術，從而綜合的預防井噴等事故，更好的保障開采過程中的安全和開采效率。

關鍵詞：天然氣;鉆井;井控

鉆井是天然氣開采活動的一個關鍵，也是最基礎的一個設施。鉆井技術水平的高低將會直接影響到天然氣開采的效率，影響到天然氣開采工作的安全性，因此必須要做好在這方面的研究工作，及時解決鉆井工作中出現的各種問題。

1天然氣鉆井井控方面所面臨的問題

1.1井控裝備無法適應高壓環境下的作業

我國天然氣的開發主要是在西北部，而西北部開采地區所面臨的主要問題就是環境過于惡劣，開采工作通常是在高壓的環境之下進行的，在高壓環境之下，對于井控裝備的要求是比較高的，因為地層壓力越高，設備的壓力承受能力就越低，壓井管匯的節流壓差就越大，充實作用明顯，如果設備的性能不夠高，力度不夠強，那么很容易發生井噴事故。這就要求相關部門，必須要不斷提高設備在高壓環境之下的汽液分離能力，提高脫氣處理能力。

1.2溢流監測手段存在制約因素

溢流是井噴事故當中必然發生的一個現象，但是如果能夠及時的進行處理，就可以進一步降低損失，因為通過及時關閉鉆井，可以減少天然氣對井筒的入侵，降低井筒的壓力。但是我國在這方面的監測手段還存在一定的局限，主要是因為我國實行的是坐崗制度，而這種制度下的溢流監測工作效率并不高，無法及時發現并解決，并且還容易受到工作人員主觀性的影響，如果該工作人員的責任意識較低，那么也會加劇井噴事故的嚴重性。

2做好井控技術的措施

2.1鉆具

鉆具內防噴工具可采用方鉆桿旋塞、投入式止回閥或回壓閥（以方鉆桿旋塞為主，如選用回壓閥則需上級技術管理部門審批后使用）。安裝環型防噴器須裝上旋塞，其壓力等級應與井口液壓防噴器的等級一致（超過70MPa時，選用70MPa上旋塞），止回閥和回壓閥可比閘板防噴器低一個壓力等級，但接頭臺肩密封性、抗扭強度應與所用鉆桿一致，其內、外徑尺寸應與鉆桿接頭一致。

2.2鉆井液

鉆井液循環罐上必須安裝能直接讀出罐內鉆井液總量、鉆井液增減量，以立方米為刻度單位的直讀式鉆井液液面標尺。配液罐也應有容積計量標記。根據不同裸眼井段最大地層壓力選用不同壓力級別的防噴器裝置和組合形式。

2.3天然氣水合物

天然氣水合物的解決需要綜合處理，其中常用的有效方式就是預防與處理并行，預防更為重要，在預防措施上需要做好充分的準備，其中包括鉆井操作室采用合成油基泥漿以及根據場合選擇不同的鉆井工藝，采用無隔水管鉆進方式避免水合物區;定期進行水合物抑制劑注射;由于天然氣水合物產生之后很難消除，所以特別需要注重預防的工作，但是當天然氣水合物產生以后，也需要采取加熱法、機械法、化學方法和減壓法等方法進行解決。

2.4不斷完善井礦方面的理論建設

天然氣的鉆井井控活動應該和現代信息化技術建立起一定的聯系，可以結合計算機技術不斷提高鉆井方面的監測效率，對這方面的數據進行精準的計算和分析。要不斷完善在這方面的理論建設，從而更好地指導實踐活動的開展，比如在不同壓力之下的天然氣氣層的流入和流出情況，并擬通過一些新的井控理論來完善，在這方面的軟件編程，不斷提高鉆井工作的效率以及安全系數。

2.5提高井控裝備的水平

要根據具體的天然氣開發環境設計出更具有針對性的井控裝備，從而適應在高壓環境之下的天然氣采集工作。第一，提高節流閥和閘井管匯之間的抗沖能力，要改善節流閥的結構，盡量采用一些抗壓能力比較強的零件，同時，在這一過程中，結合現代化信息技術，促進該工作的智能化發展，提高各種控制數據的精確度。第二，要優化分離器的相關性能，從而提高效率以及質量。第三，要注重智能井控系統的開發，實現液動節流閥的自動化發展，讓節流閥在運動過程當中可以自動地實現井口回壓，從而保證施工作業可以安全高效的進行。

2.6石油與天然氣鉆井施工前的井控設計技術

鉆井施工前的準備工作涉及到鉆井施工設計，優化鉆井施工工序，選擇合適的鉆井液體系，保證鉆頭的順利鉆進，防止發生卡鉆事故。應用地層壓力預測與監測技術措施，合理解決地層壓力高的問題，鉆探施工過程中，保持井筒的壓力平衡，防止發生井口溢流的現象。確定合理的鉆井液密度，在鉆井施工設計中，明確選擇最優的鉆井液體系，使其滿足石油與天然氣井筒鉆探的技術要求。依據地層的破裂壓力，確定合適的鉆井液的循環壓力，防止產生裂縫，而影響到鉆探施工的順利進行。

2.7井控作業技術措施

在石油與天然氣井的鉆探施工過程中，實時進行地層壓力的監測，發現壓力異常立即采取應急處理措施，有效地防止井噴事故的發生。盡早發現井口的溢流顯示，表明井下的壓力發生改變，通過井口的坐崗觀察，達到安全保護的狀態。

石油與天然氣井的鉆井時，如果出現鉆頭鉆進的速度過快，井漏以及油氣水層出現后，必須及時進行處理，及時發現井口溢流的情況，通過各種跡象判斷出現的問題，采取最佳的處理措施，保證鉆井施工的順利進行。

石油與天然氣鉆井施工的全過程，必須嚴格執行安全操作規范，并執行井控技術管理，防止發生井噴及井噴失控事故，防止給石油與天然氣的鉆井施工帶來損失。

2.8井噴失控事故的處理措施

石油與天然氣鉆井施工現場，一旦發生井噴失控事故，必須采取應急的處理措施，防止井場著火，向井筒內噴水降溫，防止發生嚴重的失控狀態，給人的生命及油氣田的財產帶來損失。

立即成立搶修領導組織機構，安全管理負責人現場指揮，實現統一領導、全員參與，防止事態擴大，而給石油與天然氣鉆井施工帶來嚴重的危害。檢測井場周圍硫化氫氣體和天然氣的含量，防止混合氣體濃度達到爆炸極限，遇到明火極易發生爆炸事故，導致更加嚴重的后果。如果出現著火的狀況，立即進行滅火操作，防止嚴重的火災事故，而將井口燒毀。

換裝新的井口之前，必須進行技術交底，將事故現場處理好，恢復石油與天然氣井的正常鉆井施工的狀態，才能重新實施鉆探施工。處理井噴失控事故過程中，必須保證人身安全，防止發生人身傷害事件。

結束語：

通過對石油與天然氣鉆井井控技術措施的研究，保證石油天然氣井筒鉆探施工過程中的安全，優選井控設備和設施，加強對井控設備的維護保養，使其達到設計的控制標準，有效地防止發生井噴及井噴失控事故，避免給石油鉆探帶來危害，不斷提高石油天然氣鉆井施工的效率，滿足油氣田生產的技術要求。

參考文獻：

[1]陳靚。深水天然氣水合物連續管水平井鉆井井控風險分析[J].石化技術，2019（4）：124-126.

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