井噴事故
井噴事故
井噴是鑽井過程中地層流體(石油、天然氣、水等)的壓力大於井內壓力而大量湧入井筒,並從井口無控制地噴出的現象。而井噴事故則是由噴發時巨大的壓力和衝擊波所造成的人員傷亡和財產損失。井噴事故是一種十分有害的鑽井事故,一旦出現往往產生嚴重後果,必須採取嚴密的預防措施。出現井涌時,一定要迅速準確地關總井,控制井口,防止井噴事故發生。
發生井噴的原因是對鑽開的地層壓力情況不清或預計不準,使用的鑽井液密度不足以平衡地層壓力,導致地層流體大量湧入井筒,再加上地面控制系統失靈無法有效控制。
在油氣勘探中,氣測錄井是利用氣測錄井儀器檢測鑽井液從井底返到井口所攜帶上來的烴類氣體;在鑽井過程中,只要油氣層被打開,油氣層內的烴類氣體或多或少都要混入鑽井液中被攜帶到地面上來,通過氣測錄井分析出氣體含量大小,在判斷油氣層的同時,也能利用接單根氣預防井涌、井噴事故發生。
氣測錄井是連續檢測泥漿中氣體含量,通過去偽存真,來判斷是否為地層油氣異常,進而指導我們的下一步工作。氣測錄井工藝複雜,影響因素很多,如果搞不清是真假異常,就可能誤導我們的工作,帶來不必要的經濟損失。要真正弄清是否為真假異常,就要搞清氣測錄井過程中,鑽井液中的烴類氣體的來源、影響氣測錄井的工程因素及檢測值在記錄儀上的記錄形式。
(1)鑽頭破碎岩石孔隙中的氣體;
(2)岩屑在上返過程中,因壓力逐漸減小而釋放出來的氣體;
(3)在鑽進中,地層向井筒中直接擴散或浸入的氣體;
(1)鑽頭直徑:鑽頭直徑越大,鑽進過程中,破碎的岩石越多,則鑽井液中的氣體含量就越大;
(2)鑽速:鑽速越高,單位時間破碎的岩石就越多,則鑽井液中的氣體含量就越大;
(3)地層壓力:地層的壓力越高,其往泥漿中滲透的氣體就越多,氣測儀檢測到的氣體含量就越大;
(4)泥漿流量:泥漿流量越大,單位體積內岩屑含量越少,所檢測到的氣體含量就越小;
氣測錄井檢測到的氣體在記錄儀上有基值、油氣顯示、接單根氣、後效(起下鑽氣)。
(1)基值:也叫背景值,是由泥漿污染引起的;油基泥槳、及鑽井液中的各種添加劑或化學反應劑都會產生基值;在其它條件不變情況下,打開的油層載多,油氣層顯示越高,其基值就越高。
(2)異常值:鑽開油氣層后氣測儀檢測到的氣體值,叫異常值。
(3)接單根氣:打開油氣層后,每接一根新鑽桿時會出現接單根氣,氣測錄井圖上就會出現一峰值。接單根時,由於鑽井液不循環,因此在氣體記錄儀圖上,基值是減小的,一個遲到時間后,記錄儀上就會出現一峰值。
(4)後效:打開油氣層后,一次起下鑽結束,循環開始一周后,記錄儀上就會出現一峰值,叫後效。
在氣測錄井過程中,檢測到的鑽井液中的烴類氣體也是地層壓力的一個重要標誌,我們在在發現油氣顯示的同時,還可以利用接單根氣,來判斷井涌、井噴事故苗頭。
在勘探過程中,隨著難度日益增大,為了不壓死油氣層和污染地層,通常採用嚴格的泥漿密度,往往採用平衡鑽進施工,鑽井液的壓力大致與地層壓力相當,在這種情況下,搞不好就會發生井噴事故。我們可以利用綜合錄井,通過體積和流量的變化來發現井噴井涌事故,但是這種方法只能在井涌達到足以引起體積變化時才能發現,而氣測錄井是通過直接檢測泥漿中的氣體,靈敏度很高,泥漿中的氣體稍有變化記錄儀就會發生很大變化,比起利用體積感測器通過體積變化來判斷井涌,時間早。在正常鑽進過程中,同一地層影響鑽井液中的氣體的工程因素鑽頭直徑、鑽速、泥漿流量是固定的,泥漿中的氣體含量是固定的,記錄的曲線起伏不大;當一個單根打完接單根時,鑽具上提,造成泥漿壓力瞬時減小,一方面形成抽吸,使地層液體進入井筒;另一方面,地層中的氣體不斷向井筒中擴散;接完單根開泵后,一個循環周,在記錄儀出現接單根氣,認真查看對比接單根氣,並尋找其規律,可以根據接單根氣的變化,發現地層壓力的變化,從而判斷是否是井涌、井噴事故發生。
鑽遇正常壓實地層,其地層壓力與鑽井液壓力相等,泥漿中的氣體來自鑽頭破碎岩屑孔隙中的氣體、岩屑上返過程中隨著壓力的降低釋放出來的氣體和地層向泥漿中擴散的氣體;其檢測到的接單根氣,因打開的油氣層能量的不同而不同,這種接單根氣,每次變化不大;有時因地層能量低,顯示不好,記錄儀上觀察不到。
在正常鑽進過程中,鑽遇欠壓實地層,其地層壓力大於鑽井液壓力,泥漿中的氣體來自鑽頭破碎岩屑孔隙中的氣體、岩屑上返過程中隨著壓力的降低釋放出來的氣體和地層向泥漿中擴散和浸入的氣體。此時檢測到的接單根氣主要是地層向泥漿中浸入的氣體,隨著接單根的持續,不斷抽吸,地層向井筒中浸入的流體越來越多,接單根氣越來越大,這是發生井涌、井噴的前照,此時應加倍注意,採取措施,防止事故發生。
2002年6月,新疆焉耆盆地寶浪油田寶2417井在鑽穿油層后,進行快速鑽進,當鑽至2516.38米時,接單根,開泵後記錄儀上明顯出現接單根氣,而打開油氣層以前接單根氣不明顯;當鑽至2525.73米時,比2516.38米更為明顯,此後越來越大;整個過程泥漿總體積和排量未發生明顯變化,當鑽至2562.18米接單時,發生了井涌。
利用接單根氣來判斷井涌、井噴事故,必須在接單根時,不能隨時鑒測地層壓力變化,相對利用體積感測器鑒測地層壓力,又有一定的滯后性;再者,當欠壓實地層能量過大時,接單根氣更加失去時效性;這種方法適用於欠壓實地層量能不是很大,利用體積感測器檢測不到時,更為有效,是對用體積感測器檢測井涌、井噴事故的補充。