天然气钻井井控中的几个关键问题
天然气钻井井控是十分关键的技术,本文针对陆上天然气钻井分析了几个井控中的关键问题,包括关键装备和施工要点,仅供参考。
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井控是油气田勘探开发技术中十分重要的组成部分之一,是保证油气田钻井安全的关键技术,从当前天然气勘探开发形势看,对井控要求高,应抓住关键问题,提升井控水平,减少严重的事故。
1 关键装备
1.1 防喷器组
防喷器组对于井控来说是十分关键的控制装备,相关标准对其有着相当高的要求,按照相关规范要求组合配套单、双闸板防喷器,并具备全封(1副)以及半封(2副),自上而下安装全封双闸板防喷器上部闸板,下部闸板则使用半封并适应钻杆,下部单闸板防喷器同样使用半封。这种组合方式频繁使用半封,出现问题还有备用手段可用,并且在出现相对严重的问题时可以强行钻井一定深度,给压井制造条件。防喷器组的控制装备同样十分重要,至少需要具备两种控制方式,比如手动和电动,并且具备一定的蓄能容积,可以在动力切断时能够完成关开再关的操作,同时要具备防误操作的功能,且设报警装置。
1.2 硫化氢防护
天然气钻井过程中,出现硫化氢是十分常见的情况,它是天然气中的主要杂质,并且危害性很强。面对硫化氢必须至少具备两个固定报警仪,并且钻井液返口处应有传感器用于检测。配置便携式检测仪,用于检测硫化氢蔓延情况,或是用于报警器报警后确定是否出现误报的情况。配置至少6套呼吸器以及压缩空气瓶,用于关键岗位人员的紧急使用,保护人员安全,配置为空气瓶重启的充气泵,定时充气。配置风向仪,以便确定风向方便撤离。
1.3 钻具内放喷工具
钻具内放喷工具比较常用的包括上下旋塞,止回阀、回压凡尔、浮阀等。当起下钻过程中如果出现溢流,不推荐抢接回压凡尔,而是接备用下旋塞,这样可有效防止旋塞上扣,并且有利于下一步井控。
1.4 计量罐
计量罐是的泥浆罐,主要是针对井内泥浆量进行检测,需要时可持续地向井内灌注泥浆。按照相关标准要求,钻井过程中出现溢流需要做到1m?即可报
警并在2m?时准确关井,因而计量钻井液情况十分关键,必须准确,尤其是起钻时,计量罐必须联系灌好环空以及钻井液。计量罐应配置常用和备用离心泵,容积5m?以上,并需要具备液面指示计,方便检测钻井液提及情况,以便能够及时做出反应。
1.5 发电机及其他配套装备
配置应急发电机,用于紧急情况时,主动力切断的情况下,提供照明,为指挥室、通讯室供电,启动蓄能器电动泵以及电动空气压缩机。配置泥浆/气体分离器、除气器,特别是前者必须尺寸、等级合适,以应对纯气体的井涌。钻井四通两侧阀门应有配置备用阀门,并且两侧需分别配置液动闸板阀。准备试压泵,用于井控试压,常备常用闸板,液压扭矩扳手,用于现场维护防喷器。
2 施工要点
2.1 浅气层钻井
特别是对于浅层气钻井来说,更要注意,因其埋深浅,而且在钻进过程可能会突然出现,稍有不慎就可能导致严重事故。一般情况下,应尽量使用正规导流器,导流管短且直,内径应在300mm以上,不能弯折。如果预测可能存在浅气层,钻井作业中下部钻具组合中应使用浮阀,推荐先钻一个小导眼,起钻过程中连续开泵,直至确定沒有浅气层或是地层固化完成。如果有浅气层,发生井涌禁止硬关井,应尽量排空气层,并且最大功率输送钻井液,配套大尺寸泥浆泵缸套,并且不能在钻头上安装喷嘴。
2.2 有效试压
对于井控设施进行有效试压,应涵盖防喷器组的各个单元。新安装的防喷器组应逐一进行试压,钻井中明确有高压气层前以及更换或是修理井控设备后,同样需要进行试压。同时推荐每间隔15~30天对设备进行一次试压。
2.3 控制套管磨损带来的风险
套管出现磨损会对其抗内压强度以及抗外挤性能造成严重影响,产生潜在风险,可能的原因包括长时间钻进以及频繁的起下钻,或是井口位置不正,或是井眼存在严重狗腿情况,又或者是泥浆中还有加重材料,增加固体颗粒含量,特别是铁矿粉。所以一般应选择高一个等级壁厚或是强度的套管。可以采用如下方法确定套管磨损程度,在泥浆管线出口位置放置一块磁铁,收集套管铁屑数量,进而确定磨损程度。
2.4 压井
压井工作应随时准备,有大量研究进行过说明,很多井喷发生在正确关井以后,表明关井后的处理不是很到位,特别是压井准备工作不及时,导致尚未准备
后,井内条件就出现恶化,错过了最佳处理时机。应严格执行相关标准的要求,准备好足量材料以及钻井液,每钻进100m或是泥浆密度发生变化后,必须低泵速测试,两台泥浆泵同时进行,防喷器实验期间以及泥浆发生变化后应及时进行检验节流管汇的压力损耗,正确完整且及时地填写压井施工单。
2.5 注意起钻中的问题
起钻中应保证计量罐连续灌注钻井液,保证井内静液柱压力恒定,同时防止抽吸引起井喷。以下几种情况应停止作业,静止观察,包括准备起钻前循环调整好钻井液,起钻位置到套管鞋处、即将到达钻铤位置或是短起钻然后下至井底位置后。内防喷工具应适用于所有钻杆和钻铤,起下钻操作中应备好旋塞,准备好随时接至钻柱上,任何适合的停钻均需要将旋塞接到钻柱上。
参考文献:
[1]李建.录井技术在钻井井控中的作用研究[J].化工管理,2015(06):71.