井控安全技术在钻井过程中的应用探究

喻海霞

摘 要：随着钻井业的发展，使得井控技术的重要性也越来越大，井控技术的掌握程度对作业的效率以经济人员的安全都有着极大的关系。所以在实际的钻井作业中，一定要提高作业人员的技能水平，充分的掌握井控技术的关键，从而更好的进行钻井作业的开展，保障的提高作业的效率以及人员的安全。

关键词：井控；钻井；油气层；安全技术

井控指的是采用有效措施对钻井地层压力进行控制，以确保井内压力处于平衡状态。实施井控不但能够预防井喷事故，保障施工安全，同时还可以保护钻井中的油气层，避免油气层被污染。本文结合实践经验对钻井过程中应用井控安全技术的相关问题进行了探讨，旨在提高钻井生产效率。

一、井控时存在的安全隐患

在实际钻井时可能会遇到高硫化氢、高地层压力、地层复杂的油藏，特殊性油藏可能造成开采周期长，同时也会对井控作业造成一定的影响。在开发高含硫油藏时，需要同时处理钻井中的井控及 H2S 问题，一旦H2S泄漏则会对井控作业的顺利进行造成严重影响。另一方面，由于作业环境较为特殊，钻井中的油管、套管或井口设备的性能均会受到影响，如因井控无效而发生泄漏、井喷事件，则可能引起H2S中毒事故。在开采超高压钻井时通常需要不断提高钻井的浓密度，以便能够使地层压力得以平衡，并保证钻井液的稳定性。在提高浓密度后可能影响高粘度及高密度钻井液除气效果，井控时难以有效分离毫米级的气泡，由于无法及时进行除气，所以极易造成井喷在压力较高的油气层中实施开采中作业时，钻井常会出现溢流问题，在井控时通常需要关井。如关井立压过大，则钻井泵所承受的压力也在变大，在钻井泵无法承受立压时，压井作业就无法正常进行，这也会对井控作业的安全性造成影响。

（一）井控技术工作原理

在钻井工作中所运用的井控技术的工作原理主要就是以压力平衡原理作为基础，压力平衡原理就是指在实际的钻井工作中保证井底的压力等于或大于地层的压力。而将井控技术运用与钻井工作中，最主要的目的就是为了在作业的过程中，一旦出现不良情况，可以及时有效的控制好工作的力度，从而降低因不良情况的出现而带来安全威胁。一般情况下钻井作业主要包括压井作业、冲砂作业、压裂酸化、钻杆或上下油管、射孔作业、注水泥塞以及钻塞作业着八种作业类型，而且由于这八种作业的情况都极为的复杂，所以对井控技术的要求相对来说也比较高，而且在钻井作业的过程中，也会遇到一些井控技术的难点，如节流管线长、安全窗口过窄等。

（二）井控技术相关设备

在钻井中所运用的井控技术所涉及的相关设备很多，主要包括以下几种：封井器、节流管以及地层压力配套设施等。而所涉及的这些设备都会对钻井作业的效率产生极大的影响，同时设备质量的好坏还关系着作业人员的生命安全，所以在进行钻井作业前，一定要严格按照这些涉及的井控设备，而且在安装好后要进

行仔细的检查，除此之外还要对这些设备进行必要的维护、保养，避免设备年久失修而出现老化，从而埋下安全隐患。例如在实际的生活中，在安装井的地面井控装置时，首先就必须对地层压力进行监测，然后根据得到的地层压力进行地层压力配套设施的设计，并且在安装时要进行现场测试，保证设施安装完好，提高使用的安全性。同时在日常的钻井作业中，一定要对这些井控设备进行定期的维护，在保证设备性能的基础上进行钻井作业的开展。

二、井控安全技术在钻井过程中的应用分析

（一）井控难点

某油田中的钻井共有 890 口，油藏储层埋深为 1500m-2500m，天然气储藏埋深为 2850m-3650m，油气储层具有渗透率低、连通性差及岩性致密的特点，属于低丰度、低渗油气藏。由于该油藏的地层压力较大，如在井控作业中没有重视采用安全技术控制溢流或油气侵的发生，则有可能引起重大安全事故。例如，该油气田中的 12H 井发生了井喷事故，钻井深度为 3567m，关井时套压为 15.7MPa，需要采用有效的井控安全技术恢复井下的压力平衡。

（二）井控安全技术应用情况

（1）改善井控设备控制能力改善井控设备控制能力是提高井控安全性的有效措施。该油田在改善井控设备所具有的控制能力时采用了以下技术：1）油田中 34H 井的节流阀存在反应迟钝、响应速度慢等问题，了解节流阀及钻井实际情况后对节流阀的结构进行优化，并同时配备了与节流阀相适应的硬质合金保护套，经改造后有效提高了节流阀的精度、强度及抗腐蚀能力，目前该井未发生井涌或井喷事故。2）该油田中的 76H 井为高压钻井，在实施井控作业时利用了 U 形分离装置代替原有的传统液位分离器，采用 U 形分离装置前天然气的处理量为 450×103m3，应用 U 形分离装置后处理量为 670×103m3，有效保障了井控安全。3）油田中的部分高密度井存在配备钻井液速度较慢的问题，为提高配备速度，在此类钻井中应用了气动加重井控装置。应用加重装置后有效提高了钻井效率，缩短了作业人员在井下等待的时间，同时也有效提高了井控的安全性。

（2）优化井控工艺技术为了进一步提高井控作业的安全性，该油田在改善井控设备。控制能力的基础上优化了井控工艺技术。1）技术套管发生破裂现象时会给井控作业埋下安全隐患，该油田中的山前井及部分施工周期较长的钻井存在套管严重磨损问题。为避免因套管损坏而对压井作业造成影响，在实施井控作业时引进了压回工艺。 2014 年 5月该油田中的 13H 井在钻至 6875m 时出现溢流现象，经了解后发现溢流时储层的地层压力为 1250MPa 左右，在应用压回工艺后成功控制了溢流，消除了井控时存在的安全隐患。2）在API SPEC6A 标准中指出，如钻井中 H2S 的压力>0.0003MPa，则应采用有效的工艺技术保护井控设备，避免 H2S 腐蚀井控设备。针对油田部分区块的钻井中富含 CO、H2S 且压力较大的问题，采用了以下措施保障井控安全。首先，在钻井中使用抗硫能力较强的套管及套管头，并同时将剪切闸板安装在钻井的井控设备中，保证能够满足井控剪切要求及避免剪切后将井口封闭的过程中发生安全事故。其次，在井控时采用了放喷管线，避免 H2S 出现外溢现象时管线断裂，从而保证井控安全。

三、結束语

目前，随着技术的不断发展，井控技术在钻井中的作用也也来越大，既对作业的效率产生影响，同时还会关系着作业人员的安全，所以在实际的应用过程中一定要科学合理的应用，这样才能提高钻井作业的效率，保证作业人员的生命安全。

参考文献：

[1]丁毅.探讨井控安全技术在钻井过程中的应用[J].《化工管理》 ， 2014 （36） ：57-5