3.罩式綜合搶噴法
“罩式綜合搶噴法”集阻燃、井控、滅火、采油四位一體,實際上就是往油氣井上套罩的方法,好比炒菜油鍋著火、蓋上鍋蓋滅火。
這種井罩,由10mm以上的鋼板制成喇叭狀,頂上有噴管閘門,連接6m以上的放噴管,兩側(cè)各有一個側(cè)噴管閥門,各接10m以上的兩個側(cè)噴管,形似大十字架。罩口比井口直徑大1m,由厚鋼板卷制而成。操作時,用長壁起重機將罩套在井口上,先用含水的沙子密封罩圈,阻止空氣進入,然后向罩四周噴水降溫,再通過左右兩側(cè)噴管,注入快速凝固的水泥,壓住井噴,關(guān)閉噴管閥。
這種方法可用于一般油氣井井噴的井控、滅火,一般需要4h。
4.救援定向井
有些井噴因地下套管深度破裂引起,這時搶噴裝置不能生根,地面處理可能收效甚微。此時,可打定向井救援,使兩井在地下連通,通過救援井泵入壓井泥漿,滅火壓井一次完成。
定向鉆井就是借助造斜工具,使鉆頭像長了眼睛一樣,沿著預定的井斜和方向鉆達地下目標。救援井比一般定向井要求更高的準確度。
1983年4月29日零點30分,勝利油田永69-1井突然發(fā)生強烈井噴。壓力高達10MPa的強大氣流似脫韁的野馬,裹挾著泥沙、油、水,從地下1400多米處狂竄而出,呼嘯聲震耳欲聾。幾個小時以后,井口周圍塌陷出一個直徑幾十米的大坑。這是勝利油田歷史上罕見的井噴,每天噴出天然氣和液量上萬方。由于井下套管深度破裂,職工3次冒死壓井都沒有奏效。5月4日,決定打救援定向井。井位選在永69—1井西南300m處,井斜27°。7月3日,救援井按設計軌跡鉆達地下目標。7月5日,壓井僅用半小時,狂噴了68天的井噴被制服。
必須強調(diào)的是,井噴搶險時,應針對每口失控井的具體狀況和所具備的條件靈活應變。例如四川一井在起鉆后期發(fā)生井噴,井內(nèi)剩余鉆具倍井內(nèi)壓力上頂,部分被頂出直到鉆桿接頭被防噴器鋼芯擋住,鉆具在轉(zhuǎn)盤上彎曲成嚴重的“S”形并倒向一側(cè),致使無法起、下鉆。處理時,用“密閉鉆孔工具”在鉆桿上鉆孔后注水泥封堵方鉆桿以下鉆具水眼。
美國田納西石油公司曾用“擠扁油管堵塞”技術(shù)切斷油管內(nèi)噴出的高壓油氣流來處理類似井噴事故。首先采用“熱鉆”工具在井口以上裸露油管鉆孔并接泵,再用液壓工具強鉆孔上方的油管擠扁。然后泵入堵塞材料(如鋼球、尼龍球、橡膠球、橡膠串、玻璃紙等),使擠扁的油管自動堵塞,最后壓井制服井噴。
二、井漏
在鉆井、完井、修井等各種井下作業(yè)過程中,如果井筒內(nèi)工作液(包括泥漿、完井液、壓井液等)大于地層壓力,在壓差的作用下進入地層的現(xiàn)象,叫作井漏,是油氣井最普遍、最常見的復雜情況之一。
井漏可帶來極大的危害。鉆井離不開泥漿,泥漿除了攜帶巖屑、冷卻鉆頭的作用外,還能保護井壁。井漏不僅會延誤鉆井時間,耗費泥漿、堵漏材料等大量物資,還可能引起卡鉆、井噴、井壁坍塌等一系列復雜情況,而且破壞油氣產(chǎn)層,甚至導致井眼報廢,造成重大損失。
過去,人們的堵漏經(jīng)驗不多,往往是能找到什么材料,就用什么材料。如華北平原的第一口基準找油井華一井,就是罕見的大漏井。當順利打到1138m時,突遇特大漏失層,鉆井泥漿只進不出。當時采取了多種堵漏辦法:注稠化泥漿和膠質(zhì)泥漿,投纖維球和固體材料等,如水泥、純堿、紅磚、鋸末、石灰、馬糞、棉籽、白棕繩。但是這些東西下井后卻猶如石沉大海,井口不見任何東西返出。最后是靠源源不斷地打入清水,安全順利地鉆到1937m,達到了地質(zhì)勘探的目的。
如今,鉆井堵漏技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為能對付多種漏層的配套工藝技術(shù),已研制出幾十種堵漏劑,多種堵漏工具,這里僅簡要介紹幾種堵漏方法供參考。
1.屏蔽暫堵技術(shù)
屏蔽暫堵技術(shù)就是在鉆井液(如般土泥漿)中加入一些顆粒材料對地層漏失進行堵漏,油氣井投產(chǎn)以后又能解堵的工藝技術(shù)。這些暫堵顆粒是一些與地層孔喉尺寸相匹配的架橋粒子、充填粒子和可變形的封堵粒子,在井底正壓差作用下,這些顆粒迅速在近井壁處形成滲透率幾乎為零的屏蔽環(huán)帶,阻止了鉆井液中的固相和液相進一步侵入地層,從而能有效地減小井漏對油氣層產(chǎn)生的傷害。鉆井完成后,通過反排壓差,或注入溶劑即可解除堵塞,恢復地層滲透率。
由于油層的孔喉直徑不規(guī)則、大小不一,所以橋塞顆粒也應是不均勻的,顆粒級配要合理。另外,井底正壓差也與暫堵的成敗有直接關(guān)系。實驗證明,當橋塞粒子的平均粒徑是孔喉直徑的2/3以上時,井底壓差大于1MPa時,就能保證屏蔽質(zhì)量,且壓差越大,堵塞效果越好。