渤海湾浅层气钻井技术研究
刘洋（中油海10平台）
摘要浅层气井喷事故危害极大。渤海湾浅层气分布较广，浅层气井喷事故时有发生。本文简述了渤海湾浅层气分布规律及特征，分析了浅层气井喷的原因，从钻井设计和钻井施工技术措施等方面对浅层气钻井工艺技术进行了探讨与总结。
关键词：渤海湾；浅层气；防喷；钻井技术
1 前言
海洋钻井与陆地钻井相比，具有明显的投资高、风险大的特点。因而，对海洋钻井平台施工设备、工艺技术、井控、救生、逃生、环保、通迅运输、拖航等均有较高的标准要求，安全必须绝对有保障。海洋钻井预防浅层气井控工作极为重要，它直接关系到海上钻井施工人员、设备、地下资源及海洋环境的“生死存亡”，迫切需要研究总结一套适合海洋钻井的浅层气钻井技术，有效地防止浅层气井喷事故的发生。
2 浅层气施工难度
2.1 浅层气成因及分布
一般情况下，快速沉积的大多数地区，普遍存在浅层气，由于沉积速度快，地层压力来不及释放。渤海湾浅气层主要分布于上第三系明化镇组和馆陶组地层。明化镇组浅层气埋深一般在300～900m；馆陶组浅层气埋深一般在800～1400m，其地层层序及岩性特点见表1。
表1 渤海湾地区上部地层层序与岩性特点
地层名称厚度/m 地层特点
平原组200-400 岩性疏松、含流沙层，极易垮塌
明化镇组300-900 粉砂岩与泥岩互层，造浆性强，易漏失，部分地层存在浅层气
馆陶组600-1000 泥岩与细砂岩等厚互层，底部为砾状砂岩，易漏失，部分地层有浅层油气
2.2 浅层气特征与钻井问题
浅层气特征主要表现在以下几个方面：一是气层埋深浅，表层较为松软薄弱。在钻井过程中，由于气层埋深浅，天然气喷出时问也很短，通常来不及报警就喷出地表，造成井喷。发生井喷时，由于表层较松软，不能强行关井，否则将憋漏表层，造成烧毁钻机等事故。二是压力高，压力变化快。浅层气压力高，高压导致井喷一开始就异常猛烈，难以控制，必须在开钻前准备好浅层气井喷的应急措施。浅层气一旦喷出，井眼会迅速卸压，井喷后地层压力释放还可能导致地层下陷。三是浅层气通常体积小，使得对浅层
气的预测难度增加。当然，施工人员对浅层气危险性认识不足也是引起事故的重要因素之一。
2.3 浅层气井喷的原因
（1）由于钻井液密度较低，加上起钻时的抽吸作用，以及灌钻井液不及时等因素，有时在钻进中钻遇压力较高的气层，导致钻进中发生井喷；（2）灌浆不及时导致液柱压力降低后，浅气层体就会迅速进入井眼引起井喷；（3）拔活塞起钻时，起出钻具的体积和拔出钻井液的体积由钻具内钻井液来补充，这样会导致钻具（4）在静止状态下，气体主要通过扩散作用侵入井眼，在一段时间内，气体会逐渐产生积聚现象，慢慢地形成气柱。由于天然气密度低，具有可压缩、易膨胀的特点，在置换作用下，气柱会逐渐上升，在上升过程中，随着作用在气柱上压力的降低，气柱体积不断膨胀，并最终导致井喷；（5）井漏后，液柱压力下降，在浅气层己钻开的情况下，容易发生井喷。（6）由于固井时低密度隔离液的加入，以及水泥浆候凝时会产生失重现象，使得环空液柱压力降低，在固井及候凝期间也会发生井喷事故。（7）对浅气层井，泡油或替解卡剂容易引起环空钻井液液柱压力下降，从而导致油气浸入井内，如果发现不及时，井喷是不可避免的。
3 浅层气钻井技术
3.1 浅层气位置的预测
利用高分辨率地震数据可以对浅层气进行预测。目前，具备了对900m以内的浅沉积层进行预测的技术和新的地球物理设备。高分辨率的电火花地震勘探和亮点分析技术可以有效的预测浅层气；电力机动浅剖面仪能分辨出120m以内有关活动的和非活动的储气层的资料；水柱气泡检测仪可以发现气体渗漏，气体渗漏是浅层含气的直接显示；无泡电火花测量仪可以进行沉积速度分析，并能对30Om以内的活动与非活动的气体储层进行分辩。作钻井设计之前，必须对相关的资料进行认真论证，弄清是否有浅层气存在，钻井设计必须有钻浅层气的专门论述。
3.2 浅层气钻井前的准备
组织相关人员认真了解浅层气的危险性，掌握钻探浅层气的工艺技术，提高人员的防范意识。明确各岗位的职责，加强监控，尽可能早的发现气显示。
压井钻井液的准备。配置60m3密度为1.4g/cm3左右的钻井液，另外，在所有空泥浆池内，放满海水。
井口控制装备的准备。使用分流器或者防喷器系统。如HZ8-1-1井控制装备如下：30”导管+变径升高短节+分流器四通+分流器。分流四通的水平出口与10“分流管线相连，之间安装液动球阀，分流管长度大约10m，出口位于下风方向。为进一步保证安全，在海面上方隔水管处焊接一液动遥控闸阀，便于泄压使用。
报警装置的准备。安装钻井参数监控仪，并检测其可靠程度，特别是钻井液出口流量传感器，必须灵敏可靠。
3.3 钻井工艺技术措施
(1)8-1/2”领眼钻穿表层。对预测有浅层气的地区，首先用8-1/2”钻头钻完设计井深，目的是减少气层裸露面积，井眼容积小，一旦井喷，喷出物体积也较少，利于压井作业。钻进过程中，每打完1个单根，用单泵划眼1次，保证上部
井眼畅通，在钻进过程中派专人进行坐岗观察。为了利用大排量钻井液有效携带岩屑和防止钻头泥包，施工中开双泵加大钻井液排量。钻遇浅层气时，必须及
时停钻循环，调整钻井液性能，随后短起下到套管鞋，疏通上部井段，在保证上部井眼畅通、起钻无拔活塞现象的情况下继续钻进，快速穿过浅气层。
(2)电测 8-1/2”裸眼，确认浅层气是否存在。
(3)对表层井段，按所需尺寸进行扩眼，而后进行下套管作业。
控制浅层气主要集中在 8-1/2”领眼钻进过程中，司钻必须密切注意出口钻井液流量的变化情况，特别是在起钻过程中，要准确计量灌人的钻井液量是否与起出的钻具体积相等，一旦发现有显示，立即按如下程序进行操作：①停顶驱，上提钻具至合适位置（钻杆接头避开分流器胶心位置）；②停泵；③检查井口是否有钻井液外溢；④打开分流放喷液动球阀；⑤关闭分流器；⑥检查系统是否处于分流放喷状态，并确认风向；
⑦按照分流放喷设计，启动双泵以最大极限排量泵人清水或压井钻井液，从而实现放喷、压井全过程。
由于钻井液的密度不是通过准确计算得到的，压井似乎存在某种程度的盲目性，但是这种努力会有助于限制由于气体紊流卸载而造成的井眼扩大。可以根据泵人加重钻井液后的放喷情况，确定是对压井钻井液继续加重，或是考虑打重晶石塞或水泥塞，或是等待可能发生的井内桥塞或衰竭停顿。上述方法完全能够控制浅层气，而不至于发生井喷着火等恶性事故。技术关键是分流放喷，不能盲目关井，避免压力过高使地层破裂，井口失去控制。
4 结语
预防是做好海洋钻井井控工作的关键。要加强对相关人员防范浅层气井喷事故的安全培训，熟悉掌握浅层气的特点、危害性和控制浅层气的安全作业应急程序，提高对浅层气的防控意识和技能。针对浅气层开钻前要制定切实可行的设计、施工措施及应急计划。钻井施工中要严格执行工艺纪律，做好防范浅层气的井控演习工作。浅层气井喷事故是可以避免的。
浅谈如何做好浅层气的一次井控 浅层气井喷事故危害极大。浅层气埋藏浅，能量大，井控难度大，浅层气的一次井控显得尤为重要，做好浅层气钻井的一次井控，可以在预防惊恐险情的工作中取得先机，防止井控险情进一步恶化，可以为处理井控险情赢得宝贵时间。 标签：浅层气；一次井控；井喷失控；地层压力 前言 井喷失控事故接二连三的发生，教训极其深刻。在钻井过程中常会发生浅层气溢流及井喷事故。掌握浅层气的分布规律和特点，认识其埋藏浅、突发性强、较难控制。做好浅层气的井控工作关系到国家的财产损失和周围环境的污染，更关系到我们的切身利益和生命安全。深度认识浅层气的危害，认真做好一次井控，是本文阐述的主要内容。 1 准备工作 1.1 建井前的准备。 目前利用高分辨率地震数据可以对浅层气进行预测。具备了对900m以内的浅沉积层进行预测的技术和新的地球物理设备。高分辨率的电火花地震勘探和亮点分析技术可以有效的预测浅层气；电力机动浅剖面仪能分辨出120m以内有关活动的和非活动的储气层的资料；水柱气泡检测仪可以发现气体渗漏，气体渗漏是浅层含气的直接显示；无泡电火花测量仪可以进行沉积速度分析，并能对300m 以内的活动与非活动的气体储层进行分辩。为我们钻井作业中预防浅层气，提供强有力的保障。为了确保一次井控的有效性，需要做好以下几方面的准备。 1.1.1 优化井口装置设计。 一般情况下，在软地层套管下入深度小于450至600m，在硬地层套管下入小于300m，便不能关井。关井还是分流，取决于套管的最大允许压力。原则上，在套管鞋处地层不能承受应有的关井压力。套管下得浅，井涌流体有可能沿井口周围窜至地面，此时应使用分流器放喷。其放喷管线应朝下风口打开。因此，在含有浅层气井，一开应考虑安装21-1/4”防喷器或预防浅层气的导流装置。 1.1.2 优化井深结构设计。 工程设计中，应充分考虑表层套管的下入深度，尽可能将浅层气井段封住，并保证优质的固井质量，防止油气从地表周围窜出。 1.1.3 优化地质设计。
浅气层处理技术 认识：1。浅气层处理重在预防，需要提前建立应急预案，尽可能考虑到钻遇浅层气后可能出现的情况。 2．钻遇到浅层气后钻时降低，钻井液气测值增加，钻井液密度降低，需要停钻循环，调节钻井液性能。 3．浅气层处理钻井液选用低毒性钾基聚合物钻井液。钻遇到浅层气后加入相关添加剂和药品控制钻井液密度和流变性能，降低失水，控制底层造浆。 4．钻井中坚持快速穿过浅层气的原则。在钻井过程中保持上部井眼畅通，预防和及时处理起钻拨活塞现象可能引起的浅层气喷。 浅层气在二开钻进过程中碰到，为防止可能出现的井喷，需要提前采取以下措施： 1．二开前按要求安装好井控设备，并试压合格。 2．二开前每个钻井班都要做防喷演习，并要求人人操作熟练、配合默契、手势规范。 3．二开钻进中加强坐岗观察，如发现溢流量超过两方，立即向司钻汇报，司钻立刻发出警报，各岗位各就各位，在司 钻统一指挥下进行关井。 4．在钻进过程中，遇快钻时，要停钻循环观察。 5．井上要准备好足够量的加重材料，以备急需。
钻进过程中发现漏失，及时采取有效的堵漏技术和方法，处理措施如下： 1．根据漏失情况，分析井漏发生原因，确定漏失层位置，类型及漏失严重程度。 2．循环堵漏。当发生漏失时，停止钻劲，小排量，低泵压循环，同时加入3%~5%的堵漏剂，停止漏失后再钻进。 3．静止堵漏。如果循环堵漏失效，发生裂缝性漏失，不能建立循环时，可使用静止堵漏。配好粘度高的堵漏钻井 液，用小排量顶替堵漏钻井液到漏失段，然后起钻到安 全井段，如技术套管、表层套管内。静止一段时间后下 钻，控制下钻速度，分段小排量循环，尽量避开漏失井 段循环，开泵时小排量低泵压循环观察，堵漏成功后恢 复钻进。若上述方法都不起作用，也不能循环，即必须 在漏失段打入水泥塞。 4．边钻进边堵漏。若漏失不严重或只是渗漏时，可采取边钻进边堵漏，提高钻井液粘度，合理降低排量，加入混 合好的堵漏钻井液。 5．在井场上储备足够的堵漏材料，堵漏材料包括综合堵漏剂、土粉、纯碱、HV-CMC等。
浅层气措施及应急程序 一、钻前准备 1、检查、运转消防、救生设备，确保运转良好。 2、检查、运转应急发电机，确保运转良好。 3、检查通讯设备，确保能够工作正常，统一对讲机工作频道。 4、对平台设备、仪表、探测器、录井脱气器、传感器、水密门及安全救生设备等进行 全面检查，确保良好工作状态。 5、进行一整套相关的浅层气演习、弃船演习。 6、确定《平台紧急放喷应急岗位分工表》，明确分工，确定各自任务及岗位职责。 7、召开现场安全会及技术交底会，对作业进行风险分析，要求平台上所有人员参加。 8、检查固井设备及管线，准备配置水泥浆，以便在浅层气压住后进行固井作业。 9、钻前备足加重材料。 10、向守护船交待钻井时预防浅层气的重要性，并保持与守护船24小时联系。 11、作业期间严禁使用手机及非防爆对讲机，未经许可不得使用相机。 二、钻井作业 1、要求中法录井提前检查好脱气器、传感器，保证气全量、泥浆池量等各参数准确， 仪器灵敏。 2、记录作业期间有关的天气和海况，尤其是风向和海流情况。 3、作业期间严格执行热工及动火审批制度。 4、开钻时用比重为1.12～1.15g/cm3的泥浆。 5、钻进至新地层5～10m，做地漏试验，记算漏失当量泥浆比重和破裂当量泥浆比重。 6、钻井期间在下列情况之一存在时，应考虑循环观察 （1）当气全量高于5％时；（2）当钻入可疑浅层气1.5米时； （3）当钻时突然加快时；（4）当准备接单根或立柱时。 7、一旦钻遇浅层气首先应立即停钻，循环观察，若无异常，则继续钻进，否则应立即 进行软关井，实施压井措施，并派专人观察海面看海面是否有气泡冒出；假如关井后海面有气泡冒出，则应立即做好钻井平台人员的撤离准备工作，并同时以最大泵速向井内泵入事先配制好的1.2sg的重泥浆；假如仍不成功，则做好钻井平台人员撤离到拖轮或邻近作业平台，同时用海水维持高泵速(120SPM x 2)循环排气，期间固井人员准备注水泥塞；假如压井成功，则汇报上级领导，选择继续钻进、或起钻下套管、或打水泥塞的方案。
1.1预防浅层气措施 1.1.1下入隔水导管后，合理的选择、安装及检查分流器，尽量避免人为操 作错误。分流器的安装：分流器安装应该考虑季节的风向，确保能够 随时打开下风侧的导流管线，实现循环排气的目的。分流器应具备双 导流管线，导流管线内径至少为8”，必要时还要考虑在导流管线上加 装不同方向的延长管线。 1.1.2安装好泥浆返出管线、灌泥浆管线、放泥浆阀。 1.1.3配制足够量的粘度为35-45秒的搬土浆、稠泥浆及重泥浆(推荐储存2 池常规搬土浆；1池稠泥浆；1池比重为+/-1.20SG的重泥浆)。 1.1.4清点关键钻井材料，保证一定量的现场储备量，包括重晶石、堵漏泥 浆材料、土粉、水泥等。 1.1.5加强平台人员的浅层气安全防范意识，制定严密的规章制度及相应的 应急运行程序，主要包括如下几方面： a、钻井监督与平台各承包商进行技术交底及座谈，列举二开钻进过程 中可能出现的问题，如井漏、钻头泥包、起下钻遇阻遇卡等，并制 定相应的对策，使平台经理、队长、司钻、泥浆工程师、固井工程 师、泥浆录井人员等深入了解该井的详细情况，明确各自的职责及 任务； b、完善交接班制度并加强关键人员在岗的工作，力求发生意外情况， 能够立即执行现场处理的能力； c、制定明火作业钻井监督许可制度，使表层井眼打开后，应尽量避免 明火作业，一旦出现浅层气井涌应立即关闭一切明火源； d、加强气象变化的监测工作,力求做到气象较好时白天进行表层钻井 作业； e、加强现场值班船的管理，保证24小时现场值班，同时考虑执行人 员溺水的救捞演习； f、保持人员的相互沟通及交流，使现场人员、陆地指挥人员均能随时 了解现场作业动态，使应急指挥中心随时启动；
浅层气井喷压井作业 第一章引言 1.1问题的提出 控制浅层天然气井喷，是目前石油行业和钻井井控专家公认的难题。浅层天然气井喷造成的近海钻井损失比任何其它类型的井喷损失都大。在许多地方，浅井井喷造成钻机严重损害，但是钻井平台并没有完全毁坏，亚当斯和库尔曼1991年七月发表的一篇技术文件指出在各个情况下的钻机损失表，包含钻机和钻井平台。浅层气流量是一个关键问题，因为根据现场经验和数学模型表明，一旦钻机损坏或停止，现有钻井设备流程是几乎不可能的防止浅层井喷。浅层天然气井喷经常没有桥接，均有一些补救控制手段，如垂直直接干预或试井。很少有一个良好的井可以持续流动直至消耗殆尽。 浅井井喷的关键是由于地层压力过重，钻井泥浆和岩石的完整性（破裂梯度）有关破裂梯度是问题的焦点。与更深层环境的钻探的情况下相比压力过重是比较小的因素。由底页的参考文件和图片。平衡边界，相对适中的抽汲量以及所带出的岩屑可以造成气体层间紊流从而导致井喷，应该注意在下面关于初始的和现行的浅层气控制技术的讨论是独立和特殊的。主要用到的控制技术设备和系统通常是现有的钻机钻井所有的。当井喷发生时这些操作通常有钻井队来完成。修复技术被定义为井喷专家通常用的特殊的技术和设备来完成，其中一些在文章中有描述。本文着重描述井喷控制技术。 1.2一般性观点 浅层气有两种有效的解释。首先是天然气在那些破裂梯度较低的底层相遇，井涌不能被传统的关井技术所控制，深度从原始地层渗透到油管或者地表套管的套管坐落点，目前情况显示井喷涉及的区域从地表300英尺（90米） 1
的土面井喷和海平线一下400英尺（120米），或海上700英尺（210米）的井喷事故。另一种浅层天然气井喷常见的类型包括在导管或表面套管下面的，裸眼井或表层套管里面里的天然气在水泥浆里移动产生的。这种流动用常规技术是压不住的。一个常见的例子是天然气在表层套管的环形空间或者在中间套管运移造成的井喷。 第二章动态分析 2.1关于浅层气的思想 关于浅层气井喷的种种思想已经经过多年发展，大多数来源于对测井结果的误解的原因，其中包括以下内容： ?储量低 ?将很快枯竭 ?低压力 ?流动速率较低 ?钻孔会被堵塞 ?气体沸点下降 ?分流器腐蚀和堵塞比很少被考虑 根据这些结论并认定井喷会发生是不恰当的。实验室设备不会提供给一个小体积压缩气体。一些井在很多年后仍然持续流动。这些结论都可以在一些具体情况中被证实，事实上在大多数情况下它们是完全不正确的。 2.2浅层气井喷的典型结果 浅层天然气井喷可以归类为一些可预见的结果，分流系统故障，套管外流动，形成火山口。一旦流动开始，几乎不可避免的发生井喷并出现上述的结果之一。这些由浅层气井喷所造成的结果在更早的亚当斯和库尔曼发表的文献资料中有描述。浅层气井喷的特点和井喷后的典型结果将影响压井作业操作的类
胜利油田浅层气井喷原因分析及预防技术 范兆祥 袁新平 (胜利石油管理局,山东东营 257237) 摘要 浅层气井喷事故危害极大。胜利油田浅层气分布较广,浅层气井喷事故时有发生。总结了胜利油田浅层气井喷事故的4个特点,分析了导致浅层气井喷7种原因,从钻井设计、钻井工艺、固井工艺等方面详细介绍了胜利油田预防浅层气井喷技术。实践证明该防喷技术行之有效,具有较强的可操作性。 关键词 胜利油田 浅层气 井喷 防喷 作者简介 范兆祥,1970年生。1994年毕业于江汉石油学院钻井工程专业,现在渤海钻井总公司钻井一公司技术服务站工作,石油大学攻读硕士学位,工程师。 袁新平,1970年生。1991年毕业于石油大学(华东)应用化学专业,现在纯梁采油厂工艺所工作。 预防浅层气井喷是一个世界性的钻井技术难题,国内外几乎每年都有浅层气井喷的钻井事故发生。浅层气俗称 鸡窝气,在胜利油田孤东、孤岛等油区分布较广,在这些地区的勘探开发中,先后有多口井发生过浅层气井喷事故,造成井眼报废、井喷着火、甚至钻机埋没等严重后果。胜利油田渤海钻井一公司长期在浅层气密集的孤东、孤岛等地区进行钻探施工,经过多年的探索与研究,总结了一套适合胜利油田特点的浅层气防喷技术,有效地预防了浅层气井喷事故的发生,取得了令人满意的效果。1 浅层气井喷的特点 1.1 浅层气分布规律 胜利油田浅层气主要分布在上第三系明化镇组和馆陶组地层,部分浅层气井喷情况统计见表1。明化镇组浅层气埋深一般在300~900m;馆陶组浅层气埋深一般在800~1400m,其地层层序及岩性特点见表2。 1.2 浅层气井喷特点 1.2.1 易发生 易发生井喷的多为上第三系的明化镇组浅层气,该层气埋藏浅,深度在300~900m。 表1 胜利油田部分浅层气井喷情况统计 井号井喷时井深 /m 井 喷 简 况原 因 分 析 GD71169.00起钻10柱,发生强烈井喷,套管外也喷气, 拔活塞起钻,导致井喷;表层套管下深仅5h后全部设备陷入地下34.18m,使事故恶化 C H13-X271133.00起钻9柱,发生强烈井喷,着火。由于放喷 拔活塞起钻,导致井喷;井控设备安装不 管线堵,地表被憋开,设备陷入地下良,表层套管太浅,使事故恶化B24225.30钻进中突然井喷,喷高50m,80min后,井塌存在局部高压浅层气;钻井液密度低 停喷,井报废 B24-1321.11钻进接单根时井喷,喷高40m,用密度深部高压气体通过固井质量不好老井周围 1.6g/cm3钻井液压井成功窜至上部,形成异常高压层 M4-3-251023.86起钻完卸取心工具时,井喷着火,烧毁部分钻井液密度偏低;起钻 拔活塞;未装防喷设备;4h后井塌停喷设备,无法控制井口 GDX3-171300.00出岩心后下钻1柱,间断井喷,喷高至天车台,设计钻井液密度偏低;起钻 拔活塞;停泵3h后井塌停喷,压井划眼时间长 B3481303.69电测后,打捞电测仪,起钻完时井喷失控,停泵时间长 停喷后,注水泥,井眼报废 22石油钻采工艺 2002年(第24卷)第2期
渤海公司自升式钻井平台钻遇浅层气安全、管理及操作规程 钻井部 1999.12.10
目录 序言 第一部分钻遇浅层气应遵循的原则 一、浅层气的主要钻井特点 二、钻遇钻遇浅层气应遵循的总原则及一般原则 第二部分钻遇浅层气的注意事项及处理 一、钻前准备 二、一开钻遇浅层气的注意事项及处理 A) 一开钻遇浅层气的注意事项 B) 一开钻遇浅层气的处理 三、二开钻遇浅层气的注意事项及处理 A) 二开钻遇浅层气的注意事项 B) 二开钻遇浅层气的处理 1) 二开钻进中钻遇浅层气的处理 2) 二开起下钻中浅层气溢流的处理 四、应急情况下的浅层气弃井原则 五、对于已安装BOP后出现浅层气井涌的井控问题第三部分钻遇浅层气的有关管理程序规定 一、地质勘探方面 二、钻井工程设计方面 三、现场操作方面 四、人员培训方面 五、应急处理程序方面
序言 浅层气通常是指发生在表层套管下入深度以内的地层中所有的天然气。随着中国海洋石油对外勘探的不断深入,特别是最近美国PHILIPS在渤海湾首次钻遇浅层气所暴露出来的严重问题，促使我们认真总结经验及教训，迫切需要找出适合渤海地区特点的钻遇浅层气安全、管理及操作规程，以适应日益广阔的勘探及开发的需要。 第一部分钻遇浅层气应遵循的原则 一、浅层气的主要钻井特点： 1.埋藏深度浅； 2.地层极为松散，地层承压能力弱，因此极容易出现漏失； 3.防喷器系统未安装，压井处理手段少； 4.浅层气发生的突然性，即从预兆至发生所用的时间短暂； 5.对人员及钻井平台造成危害大。 二、钻浅层气应遵循的原则： 总原则： 对于地震解释或实际该地区已出现过浅层气的例子，井位选择原则上尽可能避开浅层气，否则应制定合理的井身结构，以便满足井眼防喷控制能力下开钻，明确平台人员安全第一，平台自身安全第二，井的自身安全第三的原则。 一般原则： 1.对于初探井的钻井设计的准备阶段应充分地考虑浅层气存在的可能性； 2.选择合理的井身结构，在条件允许的情况下尽可能下表层套管，然后安装BOP， 以增加处理浅层气的手段及能力； 3.在未下隔水套管前应尽可能先用领眼钻头钻达管鞋深度，隔水套管下完后一定要 安装分流器；
1.1 预防浅层气措施 1.1.1 下入隔水导管后，合理的选择、安装及检查分流器，尽量避免人为操作错误。 分流器的安装：分流器安装应该考虑季节的风向，确保能够随时打开下风侧的 导流管线，实现循环排气的目的。分流器应具备双导流管线，导流管线内径至 少为8”，必要时还要考虑在导流管线上加装不同方向的延长管线。 1.1.2 安装好泥浆返出管线、灌泥浆管线、放泥浆阀。 1.1.3 配制足够量的粘度为35-45 秒的搬土浆、稠泥浆及重泥浆（推荐储存2 池常 规搬土浆；1池稠泥浆；1池比重为+/-1.20SG 的重泥浆）。 1.1.4 清点关键钻井材料，保证一定量的现场储备量，包括重晶石、堵漏泥浆材料、 土粉、水泥等。 1.1.5 加强平台人员的浅层气安全防范意识，制定严密的规章制度及相应的应急运行 程序，主要包括如下几方面： a、钻井监督与平台各承包商进行技术交底及座谈，列举二开钻进过程 中可能出现的问题，如井漏、钻头泥包、起下钻遇阻遇卡等，并制定相应的 对策，使平台经理、队长、司钻、泥浆工程师、固井工程师、泥浆录井人员 等深入了解该井的详细情况，明确各自的职责及任务； b、完善交接班制度并加强关键人员在岗的工作，力求发生意外情况， 能够立即执行现场处理的能力； c、制定明火作业钻井监督许可制度，使表层井眼打开后，应尽量避免明火作 业，一旦出现浅层气井涌应立即关闭一切明火源； d、加强气象变化的监测工作，力求做到气象较好时白天进行表层钻井作业； e、加强现场值班船的管理，保证24小时现场值班，同时考虑执行人员溺水的 救捞演习； f 、保持人员的相互沟通及交流，使现场人员、陆地指挥人员均能随时 了解现场作业动态，使应急指挥中心随时启动； g、加强泥浆录井人员的监控职能，对可能的浅层气预兆给出极早的提 示，这主要包括气全量、气组分的及时分析、起下钻时泥浆体积的变化情况 等, 以便于钻井人员更好地了解浅层气。特别提示浅井中微小的泥浆体积增
浅层气井防砂工艺的研究 摘要：本文通过对浅层气藏的防砂技术、醇土酸酸化等工艺对地层进行预处理改善气藏的流通能力，为该地区浅层气藏开发提供了可靠的技术保障。 关键词：浅层气井防砂 引言 胜利油田浅层气藏天然气开发正在逐步深入。前期生产情况表明，浅层气藏天然气开采具有以下难点：砂层富含粘土矿物，在淡水中极易膨胀、分散、运移，堵塞地层孔喉，使地层渗透率降低；压实程度低，胶结疏松，易出砂，影响气井正常生产；部分停产气井粘土矿物含量高，堵塞严重，恢复产能难度大，严重影响了浅层气藏的有效开发。 1 气层出砂机理及危害 1.1气层出砂原因 气井出砂通常是由于井底附近地带的岩层结构遭受破坏引起的，其中，弱固结或中等胶结砂岩气层的出砂现象较为严重，且胶结强度越小，出砂越严重。由于浅层气藏胶结性差，强度低，一般在较大的生产压差下，容易造成井底周围地层发生破坏而出砂。 1.2气层出砂机理（力学角度出发） 1.2.1剪切破坏机理该机理是炮孔周围应力作用的结果，与过低的井底压力和过大的生产压差有关。 1.2.2拉伸破坏机理该机理是开采过程中流体作用于炮孔周围地层颗粒上的拖曳力所致，与过高的开采速度或过大的流体速度有关。这两个机理相互作用，相互影响。 1.2.3其他机理除上述两个机理外，还有微粒运移出砂机理，包括地层中粘土颗粒的运移，因为这会导致井底周围地层的渗透率降低，从而增大流体的拖曳力，并可能诱发固相颗粒的产出。 1.3气层出砂危害 1.3.1减产或停产作业 气井出砂，最容易造成气层砂埋、油管砂堵、地面管汇积砂。因此，常被迫起油管清砂作业，但恢复生产不久，又因出砂严重重新作业，周而复始，使气田
关于浅层气的一些规定 鉴于此次钻井所在区域是浅层气潜伏区，为完成本次任务，特针对浅层气作以下规定： 浅层气概念：发生在表层套管下入深度以前地层中所存在的天然气。
浅层气的预防管理措施 1.保证登临平台的每一个人登平台时就能了解浅层气的基本常 识及浅层气溢流应急程序; 2.保证钻井相关所有人员对浅层气有较深认识,作业过程中严 格执行操作规定,各负其责,明确浅层气溢流时自己的职责; 3.平台动火严格执行动火许可制度; 4.开眼前保证平台备有足够加重材料,土粉,常规堵漏剂和水泥; 5.开眼之前,平台组织各种演习:弃船演习,消防演习,防喷演习 等; 6.一、二开钻进之前，将空泥浆池都灌满海水； 7.电报员保证所有平台通讯设施正常工作，并24小时岗位值 班； 8.值班船24小时在上风上流位置航行值班，处于随时可以联 系，随时可以工作状态，主要由报务员负责联系； 9.钻可疑浅层气井段，监督和平台经理要最大限度地控制无关 人员在平台人数； 10.钻具组合中一定要加浮阀； 11.一开钻进过程中，有专人观察井口附近下流处海面，二开钻 进有专人观察泥浆返出口，有气泡等异常情况及时汇报； 12.一、二开钻进中控制机械钻速在25米/小时以内； 13.起下钻过程中，计量灌留有1方的余量，并建立计量灌与井 口处之间的闭路循环，以保证钻井监督、司钻和泥浆录井人 员等能够及时准确地了解井眼瞬时稳定情况； 14.起钻时控制起钻速度，要保证井眼随时能及时地被灌满，并 严禁发生抽吸而诱喷地层，下钻也要保持适当速度以防造成 压力激动而压漏地层； 15.钻进过程中，起下钻过程中或其它任何时候，出现异常情况 时，相关人员要采取以下程序； 司钻：针对异常情况立即采取自己坚信的应急措施，并及时地向钻井监督汇报； 泥浆录井人员：立即通知钻台，然后向钻井监督汇报； 队长：立即组织井队按应急程序协助钻井监督处理应急状况和抢险作业；
井下作业中井喷的原因及预防措施 单位姓名 摘要：在总结油田近年来井下作业中发生的井喷失控案例的原因基础上，从加强溢流检测、起钻时注意灌浆、起钻减少抽吸、合理设计压井液密度和减少漏失等方面介绍了预防事故发生的措施。希望对于提高现场人员井控意识和应对事故的能力方面具有一定的帮助。 关键词：溢流；井喷；井控；井下作业 井喷失控是井下作业工程中性质严重，损失巨大的灾难性事故，它不但造成油气井的报废、钻机的损坏、人员的伤亡，而且使油气资源受到严重破坏和环境的污染。随着油气勘探开发的区域的不断延伸和油气层保护的措施的实施，对井控技术和井控配套装备的要求越来越高。实现快速、安全作业，必须把井控技术作为研究和发展的重要内容。 1 井喷的原因及危害 地层流体无控制地流入井内的现象称为井喷。井喷失控是指利用封井器也无法控制的井喷。 没有受到控制的井涌，可以迅速地恶化成井喷。井喷是石油或油气开采中非常严重的事故，井下作业时要把井下作业液注入井中来平衡地层压力，当对地下压力预测不准、注入的井下作业液密度太低或出现地层压力突然变大等情况时，地层中的油气就会大量流入井内而引发井喷[1]。 井喷发生时，天然气和油喷出后与空气摩擦，接触明火容易发生燃烧，会烧毁设备和烧伤工作人员，因此非常危险。如果是含硫气井发生井喷，地层中的硫化氢气体扩散到空气中，不易控制，会对人体造成非常大的危害。 2 井喷原因 2.1 井喷直接原因 （1）气侵或注水造成压井液密度的降低； （2）控意识不强，思想麻痹；
（3）发现井涌后未果断关井，造成喷势过猛而无法关井； （4）井口没安装防喷器； （5）防喷系统安装不合格； 2.2 地质原因： （1）对地下地层含油气情况，特别是气层分布情况缺乏足够的认识。在目前广泛采用的平衡压力作业过程中，如果钻遇气层，则存在较大的安全风险。 （2）在油田开发过程中特别是油田开发后期，由于套管损坏、产层压裂作业或强行注采而造成产层气体向上部地层的迁移而形成的地层压力变化。 2.3 管理与技术原因 （1）对井涌的早期监测未引起足够的重视； （2）井队人员应急处置突发情况的能力不强； （3）岗位责任井控措施在现场未得到有效落实。 3 井喷事故预防措施 为了防止井喷事故的发生，单单是总结经验教训是不够的，只有在井下作业前后都认真的正确操作，及注意预防，才能尽量的减少井喷事故的发生。 3.1 加强溢流监测 概括来讲，井下作业人员应当做到下列几点： （1）懂得溢流的各种原因，环形空间压井液静液压力小于地层压力，就有可能发生溢流； （2）使用适当的设备和技术来检测意外的液柱压力减值； （3）使用适当的设备和技术来检测可能出现的地层压力增值； （4）要能识别各种表示静液柱压力与地层压力之间不平衡的各种显示； （5）认识到溢流有可能发生； （5）如果溢流，应立即采取措施。 3.2注意灌压井液 （1）至少每起出3~5个立根钻杆，或起出每根钻铤时，就需要检查一次灌入的压井液量。灌压井液前决不能让井内的液面下降超过100英尺。 （2）应当通过灌压井液的管线向井内灌压井液。
渤海湾浅层气钻井技术研究 刘洋（中油海10平台） 摘要浅层气井喷事故危害极大。渤海湾浅层气分布较广，浅层气井喷事故时有发生。本文简述了渤海湾浅层气分布规律及特征，分析了浅层气井喷的原因，从钻井设计和钻井施工技术措施等方面对浅层气钻井工艺技术进行了探讨与总结。 关键词：渤海湾；浅层气；防喷；钻井技术 1 前言 海洋钻井与陆地钻井相比，具有明显的投资高、风险大的特点。因而，对海洋钻井平台施工设备、工艺技术、井控、救生、逃生、环保、通迅运输、拖航等均有较高的标准要求，安全必须绝对有保障。海洋钻井预防浅层气井控工作极为重要，它直接关系到海上钻井施工人员、设备、地下资源及海洋环境的“生死存亡”，迫切需要研究总结一套适合海洋钻井的浅层气钻井技术，有效地防止浅层气井喷事故的发生。 2 浅层气施工难度 2.1 浅层气成因及分布 一般情况下，快速沉积的大多数地区，普遍存在浅层气，由于沉积速度快，地层压力来不及释放。渤海湾浅气层主要分布于上第三系明化镇组和馆陶组地层。明化镇组浅层气埋深一般在300～900m；馆陶组浅层气埋深一般在800～1400m，其地层层序及岩性特点见表1。 表1 渤海湾地区上部地层层序与岩性特点 地层名称厚度/m 地层特点 平原组200-400 岩性疏松、含流沙层，极易垮塌 明化镇组300-900 粉砂岩与泥岩互层，造浆性强，易漏失，部分地层存在浅层气 馆陶组600-1000 泥岩与细砂岩等厚互层，底部为砾状砂岩，易漏失，部分地层有浅层油气 2.2 浅层气特征与钻井问题 浅层气特征主要表现在以下几个方面：一是气层埋深浅，表层较为松软薄弱。在钻井过程中，由于气层埋深浅，天然气喷出时问也很短，通常来不及报警就喷出地表，造成井喷。发生井喷时，由于表层较松软，不能强行关井，否则将憋漏表层，造成烧毁钻机等事故。二是压力高，压力变化快。浅层气压力高，高压导致井喷一开始就异常猛烈，难以控制，必须在开钻前准备好浅层气井喷的应急措施。浅层气一旦喷出，井眼会迅速卸压，井喷后地层压力释放还可能导致地层下陷。三是浅层气通常体积小，使得对浅层