鉆進(jìn)過(guò)程中井噴事故的預(yù)防
評(píng)論： 更新日期：2012年11月16日
4. 選用可靠的井控裝置
根據(jù)預(yù)測(cè)的最高地層壓力，按照規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)選配可靠的井口裝置、地面控制流程和鉆具內(nèi)防噴工具等防噴設(shè)施。
(1) 井口裝置
1) 井口裝置壓力級(jí)別選擇
選擇井口裝置的壓力級(jí)別時(shí)，要依據(jù)預(yù)測(cè)的最大地層壓力，一般原則是壓力級(jí)別不低于最大地層壓力。
在超深井中，往往遇到套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度不夠或因鉆井工藝限制技術(shù)套管不能回接，按一般原則選擇井口裝置雖然滿足井控規(guī)范和井控要求，但不經(jīng)濟(jì)，可根據(jù)最低抗內(nèi)壓強(qiáng)度選擇相應(yīng)的井口裝置。對(duì)于這樣的井，關(guān)鍵在于加強(qiáng)井噴的預(yù)防，盡量做到平衡鉆井，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)溢流并及時(shí)處理，避免井噴的發(fā)生。
當(dāng)套管鞋處裸眼地層的破漏壓力比套管的抗內(nèi)壓強(qiáng)度和所承受的最大井口壓力都低時(shí)，此時(shí)井控裝置的壓力級(jí)別不能按照套管鞋處裸眼地層的破漏壓力選擇，應(yīng)根據(jù)套管的抗內(nèi)壓強(qiáng)度和所承受的最大井口壓力綜合考慮，并應(yīng)采取措施提高套管鞋處裸眼地層的承壓能力，或在鉆井過(guò)程中加強(qiáng)溢流或井涌監(jiān)測(cè)，以便在最短的時(shí)間內(nèi)有效控制溢流或井涌，防止井噴的發(fā)生。
2) 井口裝置組合形式
不同井口裝置示意圖見圖2-3-2～圖2-3-5。
目前所有的井口裝置組合形式較多，組合形式的選擇主要根據(jù)地層壓力、鉆井工藝技術(shù)水平、鉆具組合的結(jié)構(gòu)和設(shè)備配套的情況。井口裝置組合形式的選擇應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行SY/T 6426—2005《鉆井井控技術(shù)規(guī)程》、SY/T 6616—2005《含硫油氣井鉆井井控裝置配套、安裝和使用規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
井口裝置組合形式應(yīng)包括防噴器的類型、數(shù)量、壓力級(jí)別和通徑。防噴器的類型包括環(huán)形防噴器、單閘板防噴器、雙閘板防噴器、剪切閘板防噴器和用于欠平衡鉆井(Under Balance Drillin疊)或控壓鉆井(Manage Pressure Drilling)的旋轉(zhuǎn)防噴器。井口裝置還包括鉆井四通。井口裝置組合形式從上而下一般為環(huán)形防噴器、單閘板防噴器、雙閘板防噴器、鉆井四通、套管頭。欠平衡鉆井采用在環(huán)形防噴器上安裝旋轉(zhuǎn)防噴器。
高壓氣井(地層壓力大于或等于45MPa)、新區(qū)探井和預(yù)探井、含H2S天然氣井(H2S含量大于或等于75mg/m3)應(yīng)安裝剪切閘板防噴器，剪切閘板防噴器安裝位置可根據(jù)實(shí)際需要確定。
井底靜止溫度在120℃以上，地層壓力45MPa以上的高溫高壓含H2S天然氣井應(yīng)使用雙鉆井四通，或預(yù)測(cè)高壓高產(chǎn)的情況下考慮使用三鉆井四通。
3) 含H2S氣井井口裝置材質(zhì)選擇
含H2S氣井井口裝置材質(zhì)選擇應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行SY/T5127((井口裝置和采油樹規(guī)范》，并參照NACE MR 0175《油田設(shè)備用抗硫化物應(yīng)力開裂的金屬材料》進(jìn)行含H2S氣井井口裝置材質(zhì)選擇。
4) 欠平衡鉆井井控裝置選擇與配套
a. 防噴器組
根據(jù)SY/T 6426—2005((鉆井井控技術(shù)規(guī)程》“防噴器壓力等級(jí)應(yīng)與裸眼井段中最高地層壓力相匹配，并根據(jù)不同的井下情況選用各次開鉆防噴器的尺寸系列和組合形式”，選用防噴器組的壓力級(jí)別等于或高于所鉆地層最高地層壓力。
b. 旋轉(zhuǎn)控制頭
旋轉(zhuǎn)控制頭是封閉鉆具與套管之間的環(huán)空，將井筒內(nèi)的流體導(dǎo)出井口。目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)頭按膠芯密封鉆具方式分為被動(dòng)和主動(dòng)密封式；按工作壓力級(jí)別分低壓型(低于5MPa)、中壓型(5～10.5MPa)、高壓型(大于10.5MPa)三種。國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用被動(dòng)旋轉(zhuǎn)控制頭。
SY/T6543.2《欠平衡鉆井技術(shù)規(guī)范第2部分：井口壓力控制裝置及地面裝置配備要求》中規(guī)定：旋轉(zhuǎn)控制頭的壓力等級(jí)(靜態(tài)工作壓力)的選擇原則為：小于或等于35MPa時(shí)，選擇與防噴器組合壓力等級(jí)相同的旋轉(zhuǎn)控制頭；大于35MPa時(shí)，選擇35MPa的旋轉(zhuǎn)控制頭；允許使用壓力等級(jí)低于防噴器組合壓力等級(jí)的旋轉(zhuǎn)控制頭。
(2) 地面管匯
地面管匯配套包括節(jié)流管匯、壓井管匯、防噴管線、放噴管線以及除氣器、點(diǎn)火裝置等。其中節(jié)流壓井管匯是實(shí)施壓力控制技術(shù)必不可少的井控設(shè)備。節(jié)流管匯的功用：①壓井時(shí)實(shí)施節(jié)流循環(huán)，控制井內(nèi)流體流出井口，控制井口回壓(立管壓力和套壓)，維持井底壓力大于等于地層壓力，并且保持不變，制止溢流；②起泄壓作用，降低井口壓力，實(shí)現(xiàn)“軟關(guān)井”；③起分流放噴的作用，將溢流物引出井場(chǎng)以外，防止井場(chǎng)著火和人員中毒。壓井管匯的功用：①全封閘板關(guān)井時(shí)，通過(guò)壓井管匯向井內(nèi)強(qiáng)行泵入加重鉆井液，實(shí)現(xiàn)反循環(huán)壓井或置換法壓井；②發(fā)生井噴時(shí)，通過(guò)壓井管匯向井內(nèi)強(qiáng)行泵入清水，以防燃燒著火；③發(fā)生井噴著火時(shí)，通過(guò)壓井管匯向井內(nèi)強(qiáng)行泵注滅火劑，以助滅火。
1) 常用節(jié)流壓井管匯
不同管匯示意圖詳見圖2-3-6～圖2-3-9。
