【正文】 壓力，實(shí)施近平衡鉆井。在鉆進(jìn)過程中，尤其是在鉆至高壓過渡帶和異常高壓帶時(shí)，一定要及時(shí)進(jìn)行dc值的計(jì)算，應(yīng)鉆到哪，就計(jì)算到哪，繪制dc—H曲線到哪，不能滯后所鉆達(dá)的地層。dc值明顯減小而連續(xù)地向正常趨勢(shì)線左側(cè)偏離。dc—H曲線主要由三部分組成：正常地層壓力帶：隨著井深的增加，dc值基本上成正比地增加，根據(jù)它們的變化趨勢(shì)可以畫出正常趨勢(shì)線。當(dāng)計(jì)算出各不同井深的dc指數(shù)值后，就可以畫出dc—H曲線(如圖25)。鉆井液密度由井隊(duì)泥漿工進(jìn)行收集。指重表記錄卡曲線要記錄清楚，以備參考。鉆壓由鉆井班記錄工進(jìn)行收集，為了保證鉆壓的正確，指重表必須靈敏可靠。（3）用dc指數(shù)檢測(cè)地層壓力的井段，鉆頭類型、水力因素不能改變，鉆壓、轉(zhuǎn)速變化不能太大?？焖巽@進(jìn)時(shí)，每10—20m收集一次上述數(shù)據(jù)；一般情況下，每5—10m收集一次上述數(shù)據(jù)，在高壓過渡帶和高壓層等重要井段每1—2m收集一次上述數(shù)據(jù)。但是，計(jì)算dc指數(shù)值時(shí)需要鉆壓、鉆速、轉(zhuǎn)速、鉆井液密度等數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確及時(shí)地收集這些數(shù)據(jù)是鉆井工作者的重要職責(zé)。人們可以根據(jù)dc指數(shù)在高壓油氣層中的減小值來定量汁算高壓油氣層的壓力值。在鉆進(jìn)過程中，當(dāng)?shù)貙訋r性、鉆頭類型、水力參數(shù)固定不變時(shí)，在正常地層壓力情況下，隨著井深的增加，巖石孔隙度減小，難于鉆進(jìn)，dc指數(shù)值增加。機(jī)械鉆速法的前提是鉆壓、轉(zhuǎn)數(shù)、鉆井液密度及水力參數(shù)固定不變，但在實(shí)際的鉆井過程中，鉆壓、轉(zhuǎn)速很難固定不變，因此，機(jī)械鉆速法不能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)地層壓力，更難定量計(jì)算，為此，出現(xiàn)了dc指數(shù)法。當(dāng)鉆達(dá)高壓油氣層時(shí)，巖石孔隙度增大，巖石較疏松，易于鉆進(jìn)，同時(shí)，在高壓過渡帶與高壓帶地層中，地層壓力逐漸增加，井底壓差逐漸減小，因此，機(jī)械鉆速逐漸增加。地層壓力監(jiān)測(cè)方法有機(jī)械鉆速法、dc指數(shù)法、頁巖密度法等。在該井的鉆進(jìn)過程中，要經(jīng)常與鄰井壓力資料進(jìn)行對(duì)比，在鉆進(jìn)到與鄰井相應(yīng)井深的高壓層時(shí)要特別引起注意，并可按照鄰井的高壓層壓力值適當(dāng)調(diào)整鉆井液密度，實(shí)施近平衡鉆井。鄰井的電測(cè)數(shù)值能夠很準(zhǔn)確地反映出各個(gè)地層深度的地層壓力數(shù)值，這是最好的參考資料，大多數(shù)新井鉆井過程中的高壓層位置都是與鄰井電測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比而知道的。當(dāng)?shù)卣鸩ǖ竭_(dá)高壓油氣層時(shí)，由于高壓油氣的存在，使地層孔隙度增大，這就使地震波的傳播速度隨之下降，因此，人們可以根據(jù)地震波在高壓油氣層中的減小值來確定高壓層的壓力值。利用地震法進(jìn)行地層壓力預(yù)報(bào)是物探部門的一項(xiàng)重要工作，鉆井工作者只需了解一下它的基本原理即可。在鉆井施工前進(jìn)行的地層壓力測(cè)定工作為地層壓力預(yù)報(bào)。如果人們?yōu)榱朔乐咕畤姸つ康卦龃筱@井液密度，就會(huì)使井底壓力大大超過高壓層的壓力值，造成油氣通道的嚴(yán)重堵塞。應(yīng)該清楚地懂得，任何一種含油氣的地質(zhì)構(gòu)造，都可能是異常高壓層。在一般情況下，／cm3的地層才稱之為異常高壓層(或高壓層)，／cm3，甚至更高。異常低壓的成因:（1）生產(chǎn)多年的衰竭油氣層；（2）大量生產(chǎn)而沒有充分注水補(bǔ)償?shù)挠蜌猱a(chǎn)層；（3）同一水動(dòng)力系統(tǒng)的地層露頭低于井口；（4）地下水位很低，等等。異常低壓層是指地層壓力低于正常地層壓力的地層。，清水當(dāng)然也屬于地層水。地質(zhì)上認(rèn)為：含有油氣水的地層是通過滲透性地層形成的縫隙與出露在地表的地層相互溝通，在這個(gè)相互溝通的縫隙內(nèi)充滿著地層水(如圖23)。（3）防止粘附卡鉆。平衡鉆井是很難做到的，一般情況下是使井底壓力稍大于地層壓力，保持最小的井底正壓差，這種在井底壓力稍大于地層壓力條件下的鉆井過程為近平衡鉆井，近平衡鉆井有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）避免堵塞油氣縫隙，有利于發(fā)現(xiàn)與保護(hù)油氣層。為了多出油，快打井，減少卡鉆、井漏等事故的發(fā)生，井底正壓差應(yīng)該是越小越好，最理想的鉆井狀態(tài)為井底壓力等于地層壓力，使井底壓差等于零。因?yàn)槭豌@井的主要目的是為了開發(fā)地下油氣資源。過去人們往往怕井噴而過大地增加鉆井液密度，人為地增大井底正壓差，這樣做的結(jié)果是井雖未發(fā)生井噴，但油氣層卻被堵塞了。圖23正常地層壓力形成示意圖1—地表；2—地層縫隙；3—地層水；4—油層；5—油井。（6）易發(fā)生井漏。（5）易形成粘附卡鉆。在井底正壓差的作用下，鉆頭破碎的巖屑會(huì)被緊緊地壓在井底而不能及時(shí)離開，造成鉆頭對(duì)巖屑的重復(fù)破碎，從而影響鉆頭破碎巖石的效率，導(dǎo)致機(jī)械鉆速下降。井底正壓差越大，浸入油氣層的自由水就會(huì)越多，堵塞就越嚴(yán)重。當(dāng)鉆至油氣層，如果油氣層中的粘土等泥質(zhì)成分含量較高，那么在井底正壓差的作用下，鉆井液中的自由水就會(huì)進(jìn)入油氣層。井底正壓差越大，失水量越大，鉆井液浸泡時(shí)間越長，地層中的水量就越多，滲入地層中的深度就越大，一般為幾十厘米，有時(shí)可達(dá)幾米，甚至數(shù)十米，這就會(huì)嚴(yán)重阻礙油氣流入，降低油氣產(chǎn)量。在井底正壓差的作用下，鉆井液中的自由水就會(huì)不斷地向地層縫隙中滲透，在地層縫隙中形成一段水、一段油，(如圖11)。正壓差越大，鉆井液中的固相顆粒越多，則固相顆粒越易侵入地層孔隙或裂縫之中，堵塞就越嚴(yán)重(見圖22)。（1）油氣層的縫隙。當(dāng)井底壓力大于地層壓力時(shí)，井底壓差為正壓差，地層孔隙中的流體就不會(huì)侵入井內(nèi)。井底壓力與地層壓力的差值稱為井底壓差。在鉆井過程中，當(dāng)鉆至油氣水層后，地層壓力便作用于井底。要搞好井控工作，必須緊緊抓住思想重視、措施正確、嚴(yán)格管理、技術(shù)培訓(xùn)和裝備配套五個(gè)環(huán)節(jié)。從而保證了既有利于發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣層，又做到安全鉆井。做到既不污染地層，也不發(fā)生井噴。上述兩種不正確的認(rèn)識(shí)及其造成的客觀后果教育了人們，使人們認(rèn)識(shí)到：只有實(shí)施近平衡壓力鉆井和采用先進(jìn)的井控技術(shù)才是發(fā)現(xiàn)油氣層、保護(hù)油氣層的唯一正確途徑。其二，使用低于油氣層壓力的低密度鉆井液鉆井，試圖用井噴發(fā)現(xiàn)油氣藏。在過去較長的時(shí)間里，人們頭腦中對(duì)井控工作存在著兩種不正確的認(rèn)識(shí)。（6）處理井噴失控、井噴失火不僅延誤鉆井時(shí)間，而且會(huì)在經(jīng)濟(jì)上造成巨大的損失，使鉆井成本大大增加。1979年6月3日，墨西哥石油公司的伊斯托克1號(hào)平臺(tái)，突然發(fā)生嚴(yán)重井噴，這次井噴造成10毫米厚的原油順潮北流，涌向墨西哥和美國海岸。2003年12月23日，川東鉆探公司12隊(duì),羅家16H井井噴失控，導(dǎo)致硫化氫大量外泄，造成243人死亡，4000多人受傷。井架、絞車及大量鉆具工具報(bào)廢。（2）油氣資源受到損失和破壞；1958年，四川長桓壩氣田長1井，嘉陵江氣藏井噴，氣量超過100萬m3/d，占該氣田總儲(chǔ)量的62%，致使該氣藏幾乎失去了開采價(jià)值。為撲滅大火，曾先后動(dòng)用消防車30余輛。兄弟油田、地方政府和本油田的兄弟單位先后前來支援，組織了800 多人參加的搶險(xiǎn)隊(duì)伍。圖11 與井控相關(guān)的概念正確認(rèn)識(shí)與做好井控工作井噴失控及其著火是鉆井工程中危害極大的災(zāi)難性事故，其嚴(yán)重危害如下：（1）打亂全面的正常工作秩序，影響全局生產(chǎn)；1986年8月中原油田衛(wèi)146井發(fā)生強(qiáng)烈井噴，失控后，立即打亂了該局正常的工作。井控工作的目標(biāo)就是堅(jiān)決杜絕井噴失控和著火事故；堅(jiān)決杜絕有毒有害氣體事故。 井噴失火井噴后失去控制的地層流體在地面遇到火源著火的現(xiàn)象。井噴發(fā)生后，無法用常規(guī)方法控制井口而出現(xiàn)敞噴的現(xiàn)象稱為井噴失控。井噴有地上井噴和地下井噴。國內(nèi)定義：井涌進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)井口返出流體超過二層平臺(tái)時(shí)稱為井噴。國內(nèi)定義：井涌是溢流的進(jìn)一步發(fā)展，井口返出流體超過轉(zhuǎn)盤面，但低于二層平臺(tái)。當(dāng)井侵發(fā)生后，井口返出的鉆井液的量比泵入的鉆井液的量多，停泵后井口鉆井液自動(dòng)外溢，這種現(xiàn)象稱之為溢流。當(dāng)?shù)貙涌紫秹毫Υ笥诰讐毫r(shí)，地層孔隙中的流體（油、氣、水）將侵入井內(nèi)，通常稱之為井侵。二級(jí)井控技術(shù)要求井口必須裝防噴器組，井口防噴器組為安全鉆井提供第二級(jí)屏障。初級(jí)井控技術(shù)要求我們?cè)谶M(jìn)行鉆井施工時(shí)，首先要考慮配制合適密度的鉆井液，確保井內(nèi)鉆井液液柱壓力能夠平衡甚至大于地層壓力，保證井口敞開時(shí)安全施工。初級(jí)井控：采用合適的鉆井液密度和技術(shù)措施使井底壓力稍大于地層壓力的鉆井過程。實(shí)際上我區(qū)除本溪組外，絕大多數(shù)氣層的壓力系數(shù)小于1，但顯然不適用于正常壓力系數(shù)的大部分本溪組和個(gè)別馬家溝組。定義中所說的“基本上保持井內(nèi)壓力平衡”指：P井底P地層=ΔP（ΔP取值：～；～。井控技術(shù)及我區(qū)容易被忽略的氣井安全惠建軍第一部分 井控技術(shù)第二部分 我區(qū)容易被忽略的氣井安全第一部分 井控技術(shù)第一章 緒論井控的基本概念井控，即井涌控制或壓力控制，是指采取一定的方法控制住地層孔隙壓力，基本上保持井內(nèi)壓力平衡，保證鉆井的順利進(jìn)行的技術(shù)。定義中所說的“一定的方法”包括兩個(gè)方面：（1）合理的壓井液密度；（2）合乎要求的井口防噴器。）說明：我區(qū)氣井深度大致在3000m～5000m,將壓差ΔP折算為鉆井液應(yīng)附加的當(dāng)量密度，若將地層壓力看作等同于清水壓力， g/cm3。根據(jù)井涌的規(guī)模和采取的控制方法之不同，井控作業(yè)分為三級(jí)，即初級(jí)井控、二級(jí)井控和三級(jí)井控。初級(jí)井控的核心就是確定一個(gè)合理的鉆井液密度，初級(jí)井控提供的鉆井液液柱壓力為安全鉆井形成第一級(jí)屏障。二級(jí)井控：由于某些原因使井底壓力小于地層壓力時(shí)，發(fā)生了溢流，但可以利用地面設(shè)備和適當(dāng)?shù)木丶夹g(shù)來控制溢流，并建立新的井內(nèi)壓力平衡，達(dá)到初級(jí)井控狀態(tài)。二級(jí)井控的實(shí)質(zhì)是“早發(fā)現(xiàn)、早關(guān)井和早處理”：三級(jí)井控：三級(jí)井控是指二級(jí)井控失敗，井涌量大，失去了對(duì)地層流體流入井內(nèi)的控制，發(fā)生了井噴（地面或地下），這時(shí)使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)與設(shè)備重新恢復(fù)對(duì)井的控制，達(dá)到初級(jí)井控狀態(tài)。最常見的井侵為氣侵和鹽水侵。特點(diǎn)：返出流體不會(huì)到達(dá)轉(zhuǎn)盤面上。國外定義：當(dāng)?shù)貙訅毫Υ笥诰讐毫r(shí)，在其壓差作用下，地層流體進(jìn)入井眼，這種流體流動(dòng)稱為井涌。國外定義：井涌失控稱為井噴。流體自地層經(jīng)井筒噴出地面叫地上井噴，從井噴地層流入其它低壓層叫地下井噴。這是鉆井過程中最惡性的鉆井事故。這是鉆井過程中最惡性的、損失巨大的鉆井事故。樹立井控就是安全，井噴就是事故的意識(shí)。局領(lǐng)導(dǎo)主要成員親臨前線，組織指揮搶險(xiǎn)工作。熊熊烈火當(dāng)場(chǎng)燒死一人，重傷一人（后因搶救無效犧牲），13人不同程度燒傷。受污染的良田面積達(dá)3000余畝，損失慘重。（3）鉆井設(shè)備被損壞或燒毀；2003年2月18日，大港油田灘海工程公司承鉆的中4－72井在起鉆過程中發(fā)生井噴失控，40分鐘后井架朝大門方向倒塌。（4）危及人身安全，造成人員傷亡。（5）嚴(yán)重污染環(huán)境，造成不良的社會(huì)影響。黑油帶長480公里，寬40公里，使這一帶的海洋環(huán)境受到嚴(yán)重污染。1996年，長慶油田W2423井，井噴著火，時(shí)間損失168小時(shí)。其一，由于過去井控裝備簡(jiǎn)陋，不能有效地關(guān)井，特別是對(duì)高壓油氣層的井，為了不井噴，使用重鉆井液鉆井，只要井不噴，就片面地認(rèn)為井控工作做好了，至于是否污染油氣層，槍斃油氣層，則考慮甚少。雖然其主觀愿望不能說壞，其結(jié)果卻是相反，井噴后不僅不能進(jìn)行正常的鉆井作業(yè)，而且井噴后的壓井作業(yè)不可避免地對(duì)油氣層造成嚴(yán)重的損害。近平衡壓力就是使用合理的鉆井液密度形成略大于地層孔隙壓力的液柱壓力，達(dá)到對(duì)所鉆地層實(shí)施一次控制的目的。一旦一次控制未能準(zhǔn)確實(shí)施，出現(xiàn)溢流后，還可以使用先進(jìn)的井控裝備及時(shí)進(jìn)行關(guān)井，實(shí)施二次控制。（2）搞好井控工作，必須全面系統(tǒng)地抓好五個(gè)環(huán)節(jié)。第二章 井筒內(nèi)的壓力及相互關(guān)系地層壓力圖22 鉆井液對(duì)油氣層的危害1—固相顆粒；2—水；3—油；4—水；5—油；6—泥質(zhì)吸水膨脹；7—水；8—油保存在地層孔隙內(nèi)的流體(油、氣、水)所具有的壓力稱為地層壓力。在充滿鉆井液的井眼中，井底具有以鉆井液液柱為主的井底壓力。當(dāng)?shù)貙訅毫Υ笥诰讐毫r(shí)，井底壓差為負(fù)壓差，地層孔隙中的流體便會(huì)侵入井內(nèi)，發(fā)生井噴事故。但是，當(dāng)井底正壓差大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生下列危害。鉆井液中的粘土等固相顆粒在井底正壓差的作用下，侵入油氣層的孔隙或裂縫之中，阻止或防礙油、氣流出。（2）油、氣流產(chǎn)生“水鎖效應(yīng)”。由于油—水和氣—水之間有表面張力，油氣要想流入井眼中，就必須克服一段段水的表面張力所形成的阻力，這樣，水就封鎖了油氣流入井內(nèi)的通道，這就是所謂的“水鎖效應(yīng)”。（3）油、氣層中泥質(zhì)吸水膨脹，堵塞油、氣通道。油氣層中的泥質(zhì)成分吸水膨脹堵塞油、氣通道，就會(huì)降低油、氣產(chǎn)量。（4）降低機(jī)械鉆速。井底正壓差越大，機(jī)械鉆速越慢。鉆井過程中，由于井眼不可能完全垂直，當(dāng)井下鉆具靜止不動(dòng)時(shí)，鉆柱在井底正壓差的作用下靠向井壁，與井壁泥餅緊密結(jié)合(陷入泥餅中)，如果靜止時(shí)間較長，井底正壓差較大就會(huì)把鉆柱緊緊地壓在井壁上，從而產(chǎn)生粘附卡鉆。在鉆井過程中，如果地層孔隙度大，滲透性好，那么，鉆井液就會(huì)在較大的井底正壓差的作用下發(fā)生滲透性漏失。當(dāng)然，井底正壓差較大，對(duì)防止井噴是極其有利的。過去，常常會(huì)看到這種現(xiàn)象，有的油、氣井在鉆進(jìn)時(shí)油氣顯示很好，而完井試油時(shí)，卻不出油產(chǎn)氣，或者產(chǎn)油、氣很少。所以，我們?cè)阢@井過程中，必須盡量減少井底正壓差。在井底壓力等于地層壓力條件下的鉆井過程為平衡鉆井。（2）提高機(jī)械鉆速。（4）防止井漏。某地區(qū)的正常地層壓力就是該地區(qū)較為普遍的地層水所形成的靜液柱壓力，其計(jì)算公式為：P=ρgH= 22式中：P—正常地層壓力，MPa； ρ—地層水密度，g/cm3；g—重力加速度，g=； H—地層深度，m。圖24 砂巖層的正常與異常壓力在鉆井過程中所遇到的壓力不單是正常地層壓力，還經(jīng)常會(huì)遇到異常低壓地層和異常高壓地層。在一般情況下，／cm3的地層才稱之為異常低壓層(或低壓層)，／cm3，甚至更低。異常高壓層是指地層壓力高于正常地層壓力的地層。異常高壓的成因:主要有沉積壓實(shí)不均、水熱增壓、滲透作用和構(gòu)造作用等。綜上所述：異常低壓地層ρp；正常壓力地層ρp=～；異常高壓地層ρp；在鉆至油氣層時(shí)，就會(huì)遇到異常高壓層，如果不知道異常高壓層的壓力值，而仍采用比異常高壓低的井底壓力進(jìn)行鉆井，就會(huì)造成井噴。因此，必須在鉆開高壓油氣層