气侵溢流最大允许关井套压计算方法探讨

最大允许关井套压是油气井溢流后开展安全压井的一个关键参数，钻井过程发生溢流时，如果处置不当使井口套压超过极限值，容易压漏管鞋处薄弱地层，从而发生井漏、井喷以及井喷失控等复杂情况。为确定合理的最大允许关井套压，对几种计算方法及原理进行了研究和探讨。通过实例模拟和分析，认为发生气侵溢流后地漏试验模型求取的最大允许关井套压误差较大，多相流模型由于考虑因素更全面，模拟更符合实际工况，具有较强的借鉴意义。     

川渝油气田井控工艺技术反思

回顾和总结20多年来的井喷失控、着火事故发现,油气井井喷控制过程必须经过发现、关井、压井三个阶段,虽然井控工作要从技术与管理的各个方面齐抓共管才能奏效,但通过形象化、条理化等工作可以使井控技术和管理简单化,“坐岗制”、“四、七”动作等方法都为一线现场人员掌握井喷预兆发现、关井控制井口等技术发挥了重要作用,就连喷、漏共存复杂条件下的井控技术通过总结成“吊灌”工艺都被现场人员所掌握,因此 ,为了普及井控技术,有必要将设备检查、压井工艺等重要环节也分别总结出一套易记忆、便操作的实用技术和示范性推荐作法。     

HF203井井喷及强行下钻压井方法

川东北地区地质情况复杂,产层具有高压、高产、高含硫等特点,钻井与固井难度大。HF203井是该地区的一口高压定向深井,尾管固井钻完水泥塞起钻后期发生溢流,因处理不当发生了井喷。介绍了该井的基本情况、溢流发生经过和置换法压井的过程,分析了井喷原因、压井难点,通过分析硬顶（平推）压井法、强行下钻压井法的适用条件,并结合该井的具体情况,确定采用强行下钻法压井。指出水泥浆缓凝时间过长是HF203井发生溢流的主要原因,起钻过程中未灌满钻井液是发生溢流的直接原因,发现溢流后处理不当是导致井喷的直接原因。HF203井压井的主要难点是井内压力太高、钻具深度太浅、无法实施置换法和硬顶法压井,强行下钻法是最佳压井方法。该井采用强行下钻法压井成功,为今后采用强行下钻法处理高压深井井喷提供了借鉴。      

伊朗Arvand-1井异常高压地层溢流压井技术

Arvand-1井是一口重点天然气探井,由于钻遇异常高压地层、钻井液密度偏低、不能平衡地层压力,起钻过程中发生了严重的天然气溢流,关井套压高达52.5 MPa,关井立压31.7 MPa。若对其实施常规压井作业,则存在井内憋压过高极易造成井喷和井漏、钻具不在井底难以进行正常循环压井、人员必须在高空作业而操作不便,以及境外施工井队后勤支持困难等难题,也存在井喷与井喷着火、硫化氢中毒等风险。因此,采取了工程师法、强行下钻法配合置换法的溢流压井配套技术,即先用高密度压井钻井液（最高密度达2.48 kg/L）置换压井以降低井内套压,再采用工程师法压井进一步降低套压,然后强行下钻再利用工程师法压井,共历时18 d,取得圆满成功。Arvand-1井的压井成功,对于异常高压地层的天然气溢流压井及境外项目的井控工作具有一定的借鉴作用。      

起下钻过程中井喷压井液密度设计新方法

钻井起下钻过程中,操作不当容易导致溢流或井喷,而此时钻头不在井底,U形管原理不能描述此时的井眼状况。针对该种情况,基于气液两相流理论,通过分析钻头不在井底时溢流、关井和压井期间的井筒流体特性,建立了钻头不在井底的Y形管模型。利用Y形管的3个分支结构代表钻头不在井底工况下钻柱、环空和钻头以下井眼3部分,钻柱和环空部分的井筒压力特性可以用典型U形管原理分析,当分析关井和压井期间井底压力等压井参数时,应考虑钻头以下井段的流体特性,即Y形管结构下部分支的流体特性,据此,应用Y形管描述钻头不在井底工况下整个井筒的压力特性。基于该理论,给出了根据关井压力恢复曲线读取关井压力的时机,推导出了钻头以下井段的流体密度计算公式,并给出了压井液密度设计方法。实例计算表明,设计压井参数时,钻头以下井段的含气性对地层压力获取和压井液密度求取具有较大影响,因此,在设计压井参数时应首先分析其含气性。      

高含硫钻井软关井水击压力的ADINA模型

高含硫地质环境下钻井溢流发生时，及时关井非常重要，但关井产生的水击压力，可能使防喷器超压，而且易在井内最薄弱的环节发生压漏地层事故。通过对ADINA有限元软件的分析模拟计算，提出钻井溢流发生时关井的水击压力可用ADINA有限元软件来进行计算，模拟计算结果表明：“软关井”时水击压力波动较大，井口接近完全关闭时，水击压力突然增大；水击压力由井口到井底逐渐减小，井越深，井底作用的水击压力就越小。“软关井”水击压力的ADINA模型为关井水击压力的计算提供了新方法。     

总结经验教训提高天然气井钻井井控能力

根据多年来一直从事天然气井钻井,特别是天然气井钻井井控技术、油气井抢险灭火技术等技术工作,结合四川油气井灭火公司所收集的近10年来部份钻井严重井喷井、失控(着火)井实例分析得出,当前井控工作应“总结经验教训,提高天然气井、钻井井控能力”。从天然气特点与井控技术,井喷失控的原因分析,排除溢流的压井技术要点,井喷失控着火的处理,对今后井控工作的建议等几个方面,较为全面地阐述了如何提高天然气井钻井井控能力的现场操作技术。     

浅气层井控技术

浅气层埋藏浅、危险系数大,井控难度大,一旦井喷容易憋裂地层,造成失控着火、人员伤亡、污染环境等。为做好井控工作,保证钻井施工的顺利进行,对近几年发生的井喷失控事故案例进行了分析研究,总结了浅气层井控的原因和危害,提出设计之前应弄清是否含有浅气层,施工中要根据直接或间接显示迅速发现井内异常情况,有效地把井控的各种困难减小到最小程度,阐明了浅气层的处理方法以及几种压井方法。指出浅气层井控要在一次控制上下工夫,在施工中,应密切监控井下情况,迅速准确地发现井内异常情况,有效地把溢流、地面压力及井控的各种困难减到最小,杜绝井喷事故的发生。该研究对进一步深化和完善井控理论研究和现场应用具有重要意义。     

欠平衡钻井溢流风险分析方法

川渝地区采用欠平衡钻井技术提速效果明显,但在钻进过程中,易发生发现气层后关井不及时,压井循环排气套压过高的问题。对欠平衡钻井溢流风险进行评估,可以为每口欠平衡井制订安全预案提供理论依据。为此,利用实钻资料,对欠平衡钻井潜在的溢流风险进行了分析,提出了欠平衡钻井前开展溢流风险分析的方法。其核心是：根据欠平衡井钻遇的地层特性,预测不同欠压值下的地层出气量,再通过压井计算确定循环排气时的最大套压值,最后判定允许的溢流量及关井时间。以四川盆地合川构造的合川X井为实例进行了计算,计算结果与实钻结果相符,证明上述欠平衡钻井溢流风险分析方法是切实可行的,并提出了控制欠平衡钻井溢流风险的对策与措施。通过分析欠平衡钻井溢流风险、规范欠平衡操作、明确施工细节,可以确保及时发现溢流、及时关井、严格控制溢流量,进而实现快速安全钻井。     

井喷关井水击压力计算及可靠性分析

钻井过程中,发生了溢流或井喷,应立即关井。关井过程中,防喷器需经受关井产生的水击压力作用。该文对井喷喷流为天然气、钻井液和气液两相混合物三种情况下的关井水击压力进行分析计算,并以此进行了关井可靠性分析。分析认为,仅在井喷喷流为钻井液且喷流速度较大时,关井方式应选择“软关井”,以降低关井水击压力,其他情况应选择“硬关井”,以减少地层流体侵入。