大修井井控技术探讨

【摘要】石油和天然气的开采都需要通过钻井工程来实现，但是这也难免会出现井下事故，这时就需要采取修井作业来补救，在大修井（施工）作业中井喷事故是最为危险的。本文主要介绍了大修井作业中井控技术的必要性，并通过分析提出源头控制的一、二级井控技术，和在一、二次井控失效情况下的三级井控技术，从而保障大修井井下作业的安全性和可靠性。

【关键词】大修井 井控 溢流

1 前言

目前石油与天然气是人类最为宝贵的能源和化工原料，它们通常是深埋在几百米、几千米甚至几万米的地层下面。所以钻采工程是获取石油与天然气的必不可少的途径，但是在石油天然气钻采的过程中也伴随着各种风险如机械伤害、起重伤害、高空坠落等，其中井喷事故是危害最大的事故，一旦井喷事故发生不但造成重大财产的损失，还会造成人员的伤亡，像重庆开县12.23井喷事故和BP墨西哥海湾井喷事故所造成的经济、人员损失和国际社会影响是不可弥补的。

2 大修井风险源头控制的一、二级井控技术

2.1 合理的进行井控设计和编制单井预案

科学的井控设计和单井预案是做好井控工作的关键，同时也是井下大型修井工艺顺利进行的重要前提和安全保障，有利于保证大修井工作的安全，预防井喷事故的发生，保障人员和财产不受到损坏，保护油气层不受污染。实践证明，做好设计工作不仅能保证大修井施工过程的安全，还能提高修井员工的工作效率，使大修作业队伍能够获得更多的经济效益。因此，在上修前，相关的工程技术部门、施工单位应该做好井控设计工作，相关工程技术人员要严格把好井控设计的每一项工序，确保其符合石油行业相关标准和规定，保障其安全性和可靠性。

2.2 保障修井作业安全的井控准备

大修井现场施工过程中井控准备工作的具体到位与否直接关系到整个施工工艺过程中对出现溢流时井控工作的及时性和有效性尤为重要。合理的井控准备工作包括合理的井场标准化布置、井控装置的安全有效性和井下作业大修队管理工作的有效性。

井场布局包括：

（1）井场大门应背向季节风，如果油气层可能还有硫化氢，井场大门应面向盛行风；

（2）井场的面积也应该根据钻机的种类和相应的环境来确定；

（3）井场的相关警示牌和各种文字提示应当摆放在井场的醒目位置；

（4）井场主要用房的布局应符合相关规定，如员工营房生活区应当布置在离井场防护栏50m以外的上风处；

（5）井场的设备必须符合相关标准进行布置，如循环罐中心线需距离井控11-18米且要布置在井场的右侧。

井控设备是指能实现或者促进井底压力控制所需要相关设备、管线、仪表等一系列专业工具，包括250高压井口防喷器组合、防喷管线、放喷管线、节流管汇、压井管线、点火装置、钻具内防喷工具、监测和预知地层压力的仪表装置、井喷失控处理和特殊作业设备等，对于某些高压、高产井的井口压力更高，大修井施工中经常会遇到酸压和挤堵操作，一般需要采用70MPa以上井控装置。

大修井施工前应当做好相关组织管理工作：HSE管理员对参与施工的所有员工进行岗前安全教育，对施工现场的风险源进行认真查找，并制定有效的削减措施，提高员工的安全意识和井控工作的谨慎性；各作业班组明确岗位分工，避免紧急情况下出现混乱的现象，同时严格执行井控预案确保大修井的施工效率和安全性；班组交接班应对施工井的各项细节工作交底；大修队的队长和HSE管理员技术员为了做好员工的井控基础预防工作，平时要利用待命休息和现场施工展开井控、防井喷和应急救援演练，提高员工对突发事件的处理能力。

2.3 及时发现溢流及处理措施

2.3.1 发生溢流的原因

井控作业的重要任务就是及时发现溢流，并应用井控技术来控制溢流，保持地层压力平衡。大修井作业中发生溢流的主要原因是：一、遇到异常高压地层，井底能量得以释放，地层流体涌出；二、修井液密度过低，不能起到平衡地层压力的作业，导致修井液密度偏低的原因是理论上配置的修井液密度和实际需要的修井液密度不符合。或者是井下发生气侵导致修井液密度降低，亦或者是修井液漏失从而导致修井液密度降低；三、修井过程中起油管导致抽吸作业。

2.3.2 溢流的监测和判断

发生溢流如果不采取相应的措施就很可能导致井喷事故的发生。因此必须要求专业的录井技术员工在大修井作业时负责观察、监测、判断地层压力情况，以便及时的发现溢流。如果井下发生溢流都会有相关的显示的：一、停下钻井泵后，泵进口压力变大；二、井口有修井液反出且有气泡冒出，修井液循环池的液面增高，有油气味；三、泵井口液体相对密度大，出口相对密度小；四、修井液的性能发生了变化；五、气测烃类含量升高或者氯根含量升高。技术员一定要及时根据这些现象来判断井下是否有溢流溢流的发生。

2.3.3 发生溢流的处理措施

发生溢流必须及时关井，目前有两种关井的方法，一是硬关井，即通过关闭防喷器的措施来关井的操作。二是软关井，即大修井作业中发现井下发生溢流之后，先开节流阀一侧通道，再关闭防喷器来实现关井的操作方法。硬关井的措施程序比软关井的要少，可以做到快速关井的作用，但是同样也会受到“水击效应”的作用，即高压、告诉的修井液或者油气冲击井口对井控装置有很大的冲击作用，存在一定的危险性，一般只有进入井筒内的流体体积比较小时才使用硬关井技术。

关井后要通过采取压井措施即向井内泵入一定量的高密度钻井液，逐步的实现对井底压力的控制，重建地层压力平衡的环境。常规的压井方法包括：司钻法压井、工程师法压井、边循环边加重的方法压井。如果发生了井漏，要在压井液中加入堵漏的材料，并根据实际情况选择合理的压井方法。在大修井作业过程中，地层流体会自然的漏失，因此在压井后要定时的监测井筒内的漏失量，以便间断性补充修井液，补充量通常控制在1.2-2.5m3/h，但不超过0.5-5.2m3/h，注意补充修井液时要做到频率大、周期短、补充量少。

3 三级井控技术

在关井失败后，溢流量增大导致发生了井喷，所有员工都要停止施工作业抢接井口防喷装置；将有关井喷的情况向施工单位的主管领导、安全、工程技术部门、当地政府和消防、医疗部门报告，施工单位和当地政府组织消防队、医疗队和转移车辆及时赶往井队现场，做好救援准备；施工作业队伍的领导及时启动井控预案组织井控领导小组成员制定有效的井控应急救援方案；为了避免井喷失控后发生火灾，应关闭一切火源、电源，转移所用的易燃易爆的物品；迅速撤离当地居民，避免其受到不必要的伤害。

参考文献

[1] 李敏捷.现代井控工程关键技术实用手册[M].石油工业出版社，2007，1