科威特钻井完井井控技术

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  【摘 要】井控工作是钻井作业的重点任务之一,随着近年来井控技术的不断成熟、井控意识的大步提升、井控设备的更新和完善、以及加强了相关从业人员的井控培训,国内外发生的井喷事故次数已经逐年下降。但是井喷所造成的危害往往是巨大的和无法挽回的。笔者随中石化SP138队在科威特从事钻井、完井已经整整三年,主要从事井控管理工作,对其地质特点和钻井井控技术有比较深刻的了结,而科威特几乎所有施工井位均含浓度不等的硫化氢,所以钻井过程中井控安全显得尤其重要,本文主要讲述科威特钻井完井井控技术。
  【关键词】科威特;硫化氢;井喷;井控设备;井控技术
  1.科威特地质及井身结构特点
  1.1科威特地层岩性主要有流沙层、白云岩、硬石膏、石灰岩、页岩和砂岩。其表层科威特系流沙层有可能含浅层气;二开Dammam, Radhuma, Tayarat,Sadi地层可能会发生漏失,Tayarat地层含有硫化氢,Tayarat 和Hartha地层含有酸水;三开钻进的Ahmadi页岩层有可能缩径。
  1.2 井身结构:
  2.钻进、完井期间井控难点以及预防措施
  2.1由于科威特一开井深较浅,西部和北部油区一般只有1200英尺,南部油区往往仅有300英尺,因此从发生到发现浅层气侵入井内往往只在分秒之间。且科威特表层为流沙层地层松软,浅层气一旦侵入井内易造成井眼坍塌,井架底座基础部分的沙土下陷,严重的还会导致起火和钻井设备被埋。
  为了预防浅层气造成的危害,科威特所有井位在井场建设期间便在井眼处下入50英尺深的导管,并在圆井区域注水泥加固。一开钻进前首先安装29 1/2’’500PSI的分流器并对分流器进行测试,测试合格后才允许开钻。开钻后,安排专人在圆井区域值班,一旦发现圆井或是底座周围有气液冒出,及时通知平台经理并视情况采取相应措施。
  2.2我们知道井漏是造成井喷的原因之一,当井漏发生时特别是发生全漏失时,井内的液柱压力会很快减少,一旦无法平衡地层压力,即会发生溢流继而很快演化为井喷。且若是还有硫化氢的存在,则给井控工作带来了极大地困难,因为往往井喷事故发生后,硫化氢的外溢是造成人员伤亡的最大祸因。
  为了预防漏失,二开钻进前往往准备最低限度比重的泥浆,且在钻进前配置好堵漏泥浆、高粘度泥浆、泥浆帽子。发生部分漏失时往往通过向漏失层泵入堵漏泥浆,并采取静止堵漏的方法。一旦发生全漏失,则采取用石灰处理过的清水钻进,在钻进过程中每半小时通过灌浆泵从环空向井内泵入20BBL泥浆帽子以平衡地层压力。
  为了应对可能存在的硫化氢,所有的防硫化氢设备在开钻前都要安装到位和进行认证,并且每周组织一次硫化氢和井控应急演练,实时修改硫化氢应急预案。
  2.3起钻时的抽汲作用会降低井内的有效静液压力,会使静液压力低于地层压力,从而造成溢流。三开钻进的Ahmadi页岩层有可能缩径,其给井控工作的危害是较大的。科威特三开往往采用满眼钻具组合,多个扶正器和钻头以及大尺寸的钻具一旦发生泥包,遇到缩径井眼其产生的抽汲作用是巨大的,若是起钻速度过快,很容易因拔活塞而造成溢流。因此在三开钻进过程中,我们往往通过增加泥浆比重、降失水、增加泥浆的润滑性来有效应对页岩地层可能存在的缩径和坍塌。在起钻过程中要求司钻严格控制起钻速度,观察好指重表,以及按照灌浆要求及时灌浆和记录,预防因抽汲和灌浆不及时而造成溢流。
  2.4 科威特完井期间主要作业程序有下油管、装采油树和试油。
  下油管前要更换好与油管尺寸相对应的管封闸板,并对管封侧门密封进行试压,预备好与油管扣型相匹配的内防喷工具。下完油管后拆封井器前在油管悬挂器上装上回压阀,以预防拆封井器期间因井口装置缺失造成的井喷事故。装上采油树后,由专门的采油树工程师对其进行试压,试压合格后用取出回压阀。
  用泥浆泵将井内的盐水替为柴油,降低井内液注压力实现对井内原油的诱喷,使原油经节流管汇流入放喷池内,并通过节流阀来控制油气的上返流量和压力,试油期间一定要注意好风向的变化并定时测量放喷管线出口处的硫化氢浓度,以确保试油期间设备和人员的安全。
  试油结束后,采油树内装入回压阀,以防止拆钻井设备时发生井喷事故。从装入回压阀到拖走钻机底座取回压阀往往大于24小时,因此取回压阀时往往井内压力是比较大的,有时甚至超过3000PSI,因为经过长时间的积聚井口往往有部分气体,取回压阀时人员必须站在上风口操作,并且准备好便携式硫化氢探测仪和防硫化氢呼吸器。
  3.井控装备的管理和使用
  井控技术的运用离不开井控设备的配备使用,每次装完封井器后,我们严格按照标准进行试压,其中环形压力试70%额定压力,液控油压力不大于1500PSI,稳压时间不少于10min,压降不大于150psi;闸板防喷器试100%额定压力,液控油压力不大于1500PSI,稳压时间不少于10min,压降不大于100psi;节流管汇试压按照闸板防喷器的试压标准进行;若2周内不跟换封井器则要重新对封井器进行全套试压。每开次下套管或是油管前都必须更换与其尺寸相对应的管封闸板,并对管封侧门密封进行试压。每开次完成套管头或是采油树的安装后都由专业的工程师对其进行试压。
  井控装备严格按照使用说明书由专人进行日常的维护和保养,以确保其处在良好的工作状况。严格执行厂家给予的标准进行检测标定,其中防喷器控制装置和节流管汇2年一次,封井器3年一次。
  4.人员培训
  人员素质在井控工作中起到了重要的作用。井眼内从溢流到井喷仅在分秒之间,因此这就要求相关岗位人员从发现溢流到关井要能尽快采取行动。我们严格按照甲方要求对副司钻及以上岗位人员进行IADC或IWCF国际井控证的培训和取证。并且在日常钻井生产中定期向井队人员培训井控知识,每周每个班组组织一次井控演习和硫化氢演习。
  5.科威特钻井、完井井控技术亮点
  井控工作是一个复杂的工程,它是人员、技术和设备的结合体。科威特钻井、完井井控作业主要存在以下几个亮点:
  (1)一开使用了分流器,有效的保护了井口松软地层,对于可能出现的浅层气起到了防范于未然的作用。
  (2)防喷器组的安装和试压都遵照了国际标准和规程,确保了承压装备和试压结果的有效性。
  (3)封井器、套管头、采油树等设备的试压工作都有专业从业人员实行,确保了试压工作的安全性和可靠性。
  (4)无论是下套管、尾管或是油管都跟换了与其对应的管封闸板,进行侧门试压,并且准备好了内防喷工具,确保了任何工况下井口的可控性。
  (5)钻进过程中通过定期打高粘泥浆来提高泥浆的携带岩屑的能力,确保了井眼的畅通,降低了起钻的抽汲作用给井底压力造成的影响,对于预防因抽汲作用而产生溢流起到积极的作用。
  (6)采油树内回压阀拆装专用工具的使用,保证了在井内存在压力的情况下也能安全进行安全阀的拆装作业。
  (7)注重相关从业人员的培训取证以及日常的培训和实战演练,极大地提高了人员的素质和紧急情况下人员的反应速度。
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