浅析天然气钻井井控的关键问题

吴贝贝 张飞 温建红

摘要：井控技术在钻井作业的应用具有重要的意义，这就需要我们不断的总结经验，根据不同的工程具体情况，科学的采用合理的井控技术，从而综合的预防井喷等事故，更好的保障开采过程中的安全和开采效率。

关键词：天然气;钻井;井控

钻井是天然气开采活动的一个关键，也是最基础的一个设施。钻井技术水平的高低将会直接影响到天然气开采的效率，影响到天然气开采工作的安全性，因此必须要做好在这方面的研究工作，及时解决钻井工作中出现的各种问题。

1天然气钻井井控方面所面临的问题

1.1井控装备无法适应高压环境下的作业

我国天然气的开发主要是在西北部，而西北部开采地区所面临的主要问题就是环境过于恶劣，开采工作通常是在高压的环境之下进行的，在高压环境之下，对于井控装备的要求是比较高的，因为地层压力越高，设备的压力承受能力就越低，压井管汇的节流压差就越大，充实作用明显，如果设备的性能不够高，力度不够强，那么很容易发生井喷事故。这就要求相关部门，必须要不断提高设备在高压环境之下的汽液分离能力，提高脱气处理能力。

1.2溢流监测手段存在制约因素

溢流是井喷事故当中必然发生的一个现象，但是如果能够及时的进行处理，就可以进一步降低损失，因为通过及时关闭钻井，可以减少天然气对井筒的入侵，降低井筒的压力。但是我国在这方面的监测手段还存在一定的局限，主要是因为我国实行的是坐岗制度，而这种制度下的溢流监测工作效率并不高，无法及时发现并解决，并且还容易受到工作人员主观性的影响，如果该工作人员的责任意识较低，那么也会加剧井喷事故的严重性。

2做好井控技术的措施

2.1钻具

钻具内防喷工具可采用方钻杆旋塞、投入式止回阀或回压阀（以方钻杆旋塞为主，如选用回压阀则需上级技术管理部门审批后使用）。安装环型防喷器须装上旋塞，其压力等级应与井口液压防喷器的等级一致（超过70MPa时，选用70MPa上旋塞），止回阀和回压阀可比闸板防喷器低一个压力等级，但接头台肩密封性、抗扭强度应与所用钻杆一致，其内、外径尺寸应与钻杆接头一致。

2.2钻井液

钻井液循环罐上必须安装能直接读出罐内钻井液总量、钻井液增减量，以立方米为刻度单位的直读式钻井液液面标尺。配液罐也应有容积计量标记。根据不同裸眼井段最大地层压力选用不同压力级别的防喷器装置和组合形式。

2.3天然气水合物

天然气水合物的解决需要综合处理，其中常用的有效方式就是预防与处理并行，预防更为重要，在预防措施上需要做好充分的准备，其中包括钻井操作室采用合成油基泥浆以及根据场合选择不同的钻井工艺，采用无隔水管钻进方式避免水合物区;定期进行水合物抑制剂注射;由于天然气水合物产生之后很难消除，所以特别需要注重预防的工作，但是当天然气水合物产生以后，也需要采取加热法、机械法、化学方法和减压法等方法进行解决。

2.4不斷完善井矿方面的理论建设

天然气的钻井井控活动应该和现代信息化技术建立起一定的联系，可以结合计算机技术不断提高钻井方面的监测效率，对这方面的数据进行精准的计算和分析。要不断完善在这方面的理论建设，从而更好地指导实践活动的开展，比如在不同压力之下的天然气气层的流入和流出情况，并拟通过一些新的井控理论来完善，在这方面的软件编程，不断提高钻井工作的效率以及安全系数。

2.5提高井控装备的水平

要根据具体的天然气开发环境设计出更具有针对性的井控装备，从而适应在高压环境之下的天然气采集工作。第一，提高节流阀和闸井管汇之间的抗冲能力，要改善节流阀的结构，尽量采用一些抗压能力比较强的零件，同时，在这一过程中，结合现代化信息技术，促进该工作的智能化发展，提高各种控制数据的精确度。第二，要优化分离器的相关性能，从而提高效率以及质量。第三，要注重智能井控系统的开发，实现液动节流阀的自动化发展，让节流阀在运动过程当中可以自动地实现井口回压，从而保证施工作业可以安全高效的进行。

2.6石油与天然气钻井施工前的井控设计技术

钻井施工前的准备工作涉及到钻井施工设计，优化钻井施工工序，选择合适的钻井液体系，保证钻头的顺利钻进，防止发生卡钻事故。应用地层压力预测与监测技术措施，合理解决地层压力高的问题，钻探施工过程中，保持井筒的压力平衡，防止发生井口溢流的现象。确定合理的钻井液密度，在钻井施工设计中，明确选择最优的钻井液体系，使其满足石油与天然气井筒钻探的技术要求。依据地层的破裂压力，确定合适的钻井液的循环压力，防止产生裂缝，而影响到钻探施工的顺利进行。

2.7井控作业技术措施

在石油与天然气井的钻探施工过程中，实时进行地层压力的监测，发现压力异常立即采取应急处理措施，有效地防止井喷事故的发生。尽早发现井口的溢流显示，表明井下的压力发生改变，通过井口的坐岗观察，达到安全保护的状态。

石油与天然气井的钻井时，如果出现钻头钻进的速度过快，井漏以及油气水层出现后，必须及时进行处理，及时发现井口溢流的情况，通过各种迹象判断出现的问题，采取最佳的处理措施，保证钻井施工的顺利进行。

石油与天然气钻井施工的全过程，必须严格执行安全操作规范，并执行井控技术管理，防止发生井喷及井喷失控事故，防止给石油与天然气的钻井施工带来损失。

2.8井喷失控事故的处理措施

石油与天然气钻井施工现场，一旦发生井喷失控事故，必须采取应急的处理措施，防止井场着火，向井筒内喷水降温，防止发生严重的失控状态，给人的生命及油气田的财产带来损失。

立即成立抢修领导组织机构，安全管理负责人现场指挥，实现统一领导、全员参与，防止事态扩大，而给石油与天然气钻井施工带来严重的危害。检测井场周围硫化氢气体和天然气的含量，防止混合气体浓度达到爆炸极限，遇到明火极易发生爆炸事故，导致更加严重的后果。如果出现着火的状况，立即进行灭火操作，防止严重的火灾事故，而将井口烧毁。

换装新的井口之前，必须进行技术交底，将事故现场处理好，恢复石油与天然气井的正常钻井施工的状态，才能重新实施钻探施工。处理井喷失控事故过程中，必须保证人身安全，防止发生人身伤害事件。

结束语：

通过对石油与天然气钻井井控技术措施的研究，保证石油天然气井筒钻探施工过程中的安全，优选井控设备和设施，加强对井控设备的维护保养，使其达到设计的控制标准，有效地防止发生井喷及井喷失控事故，避免给石油钻探带来危害，不断提高石油天然气钻井施工的效率，满足油气田生产的技术要求。

参考文献：

[1]陈靓。深水天然气水合物连续管水平井钻井井控风险分析[J].石化技术，2019（4）：124-126.

[2]黄忠。石油与天然气钻井井控技术措施[J].石化技术，2019（7）：161.