浅气层井井控特点分析及预防对策探讨

孙 伟

（大庆钻探工程公司钻井二公司，黑龙江大庆163413）

随着钻井技术的不断发展和进步，很多工程技术人员认为浅气层不会对钻井施工安全造成影响，不会发生井涌、井喷事故，因此就会在施工有浅气层存在井的时候产生麻痹大意的思想。通过查询国内外相关技术资料和案例可以看出，施工浅气层存在的井井控风险更高，这是因为井的深度越浅，那么平衡地层压力的钻井液液柱压力也就越低，一旦地层中的浅气层中的气体进入到井筒中后就很快使钻井液液柱压力与地层孔隙压力之间失去平衡，进入井筒的气体会在很短的时间内就到达井口，喷出地面。而且如果一旦发生井涌或者井喷，关井后很容易造成套管鞋处或者上部松软地面憋漏，压井作业中也不能应用常规的压井方法，因此井控风险更高。

1 浅气层成因及井涌、井喷特点分析

浅气层顾名思义就是地质埋深比较浅的气层，由于其地质储量没有达到工业开发的规模，因此一直没有被开发利用，在国内外各大油田的开发过程中都有浅气层的存在。

1.1 浅气层的成因

在一般情况下，浅气层的形成主要是由于地层在沉积过程中比较快速，使地层中的一部分能量没有来得及分散释放，聚集在一起形成了浅气层。在国内外大多数油田都有浅气层的存在，浅气层具有埋深浅、能量高、体积小、压力大、分布没有规律的特点，因此很难实现准确预测。

1.2 浅气层井涌、井喷特点分析

通过对以往浅气层井井涌、井喷案例的详细分析发现，浅气层井井涌、井喷主要有以下5个方面的特点。一是对钻井液液柱压力特别敏感。有浅气层存在的井，一旦钻井液液柱压力稍有不能平衡地层压力，或者是在起钻过程中产生拔活塞抽吸的情况，地层中的浅层气就会很快进入到井筒内，并伴随钻井液喷出地面。二是反应时间短。由于浅气层的埋藏深度都特别浅，因此从浅层气进入到井筒内到喷出地面的时间特别短，往往是发现溢流还没有时间进行关井作业，井筒内的钻井液伴随着气体就已经喷出地面。三是处理难度大。与常规的井涌、井喷不同，由于浅气层的埋藏深度特别浅，上部的地层疏松，成岩性差，地层压力系数低，因此会在关井后造成表层套管鞋处，或者是其它薄弱层位产生漏失串槽，进而在井口周围发生井喷。四是一旦发生井喷事故，那么其损失是比较大的。由于浅气层井井涌、井喷很难得到有效控制，因此就难以实现压井作业，一旦发生井喷失控，那么就会使井眼报废，甚至会使地面着火，烧毁钻井设备，并可能造成人员伤亡。五是浅气层难以准确预测。浅气层不像正常的沉积形成的油气藏具有一定的分布规律，浅层气具有分布零散的特点，很难预测。

2 预防浅层气井涌、井喷对策

浅气层井的井控风险高，危害大，因此就要采取相应的技术措施，保证施工具有浅气层井的井控安全。

2.1 选用合理的钻井液密度

浅气层井井涌、井喷的一个重要原因就是钻井液液柱压力产生波动，不能够平衡地层压力，因此对于施工含有浅气层区块的井，一定要根据已经完钻的探井、开发井的实际施工情况，结合测井、录井资料对地质情况进行深入、细致研究，摸清楚地层的孔隙压力、坍塌压力和破裂压力，保证钻井液在能够最大限度平衡地层压力的同时，也不能把地层压漏。

2.2 井身结构优化

造成浅气层井井涌、井喷的一个重要原因就是起钻抽吸，因此对井身结构进行优化设计，减少起钻抽吸，能够有效降低浅气层井的井控风险。通过调研其它油田的浅气层井井身结构，将含有浅气层的区块井都更改为三开井，同时为了避免起钻发生抽吸现象，应用阶梯式的井身结构设计形式，即把可能含有浅气层的层位在钻井施工中设计为阶梯井身结构，例如215.9mm井眼的地层中含有浅气层，那么可以将浅气层及其以上的井眼应用229mm钻头进行施工，浅气层以下地层依然应用215.9mm钻头施工，这样就增加了井眼尺寸，降低了起钻抽吸的风险。

2.3 优化钻具组合

优化钻具组合的目的也是为了减少起钻抽吸情况的发生，在钻具组合的设计与使用过程中，尽量少用螺扶较多的满眼钻具组合和钟摆钻具组合，尽量应用塔式钻具组合，减少起钻抽吸，对于一些井斜问题突出的区块，可以应用210mm方接头代替214mm螺旋扶正器，有效避免起钻抽吸，减少发生气侵、井涌、井喷等事故复杂的发生。

2.4 合理配制井口装置

对于含油浅气层的区块，在进行井口装置的设计的时候，要充分考虑可能发生的突发意外情况，选用双闸板21MPa以上的井口装置，并且在封井器的安装、试压过程中要严格按照操作规程进行操作，保证封井器按照质量达标，试压曲线真实，为防止井涌、井喷做好相应的准备。

3 结束语

对于在含有浅气层区块施工的施工队伍来说，一定要对浅气层引起足够的重视，利用钻井液液柱压力平衡地层压力，在做好一次井控上下功夫。施工中要优化井身结构，优化钻井液性能，降低钻井液粘度，根据区块的特点，要尽量选用不带扶正器的钻具组合，防止起钻抽吸，减少浅气层井的井控风险，保证施工安全。

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