井喷的预防与处理

　　在钻井过程中，当钻至高压油气层时，如钻井液的液柱压力低于油气层的压力，则高压油气流就会侵入井筒，并逐步上窜至井口，将井内的钻井液顶出而形成溢流或井涌，若不及时采取有效的控制措施，溢流或井涌就会发展为井喷。一旦井喷失控，会引起火灾，烧毁设备，危及钻井人员的人身安全。因此，有效地控制井喷对安全钻井是至关重要的。

　　井喷使宝贵的矿产资源白白浪费，并容易造成井内事故。井喷的过程本身就是井眼的平衡破坏的过程，井壁遭损坏，若钻具在井内，容易卡钻，还易引起火灾，造成人员伤亡事故。井喷是一种猛烈的喷射现象，其喷射物不仅仅是流体(油、气、水)，而且还包括井内的钻具、井中的砂子。若同时喷出原油、天然气，与固体摩擦后产生火花就会引起火灾爆炸事故。大量的石油、天然气伴随泥浆喷到地面会严重地污染环境，喷出物有时伴有如硫化氢等有害物质，如果引起火灾，大面积燃烧自然界生物、植物，更将破坏生态平衡。

　　 [事故案例]①1987年某钻井队准备起钻电测，为改善泥浆性能，决定在泥浆中混入原油，混油前没有计算混油量，不考虑混油速度，不相应地加入加重剂，而是边循环边?昆油，导致井内泥浆比重下降，引起井涌，井场一片混乱，在开防喷器阀门时，管线憋坏，一工人被打死，继而井下喷出物撞击底座引起大火，12分钟井架即被烧塌，进而烧毁全部设备，19天后才得以灭火。

　　②1997年某油田在钻井取心时未按照规定安装防喷器，也没有按照地层情况修改施工方案，没有储备足够的泥浆加重材料，在冒险割方钻杆时引起火灾，造成严重井喷失控事故，井喷持续8天12小时，导致井眼报废，直接经济损失877万元。

图3—3井底压力平衡示意图

　　溢流——井喷的前兆

　　井喷不是突然发生的，它的发生有一个过程，首先表现为溢流，进而发展为井涌，最后产生井喷。在发现溢流后如能及时进行处理，可以消除井喷，这是防止井喷的关键。溢流的现象有：

　　钻井液池液面逐渐升高；在排量不变的情况下，出口管钻井液流速加快；钻碳酸盐地层时，如裂缝发育或有溶洞，不仅钻速过快而且还会出现放空等现象；泵压下降，钻进中停泵，发现出口管处仍有钻井液流出；钻井液密度下降，粘度增加，钻井液中还会出现油花、气泡、油味或硫化氢气味等。

　　防止井喷的技术——井控

　　井控技术是对油气井的压力控制技术。井控技术是一个系统工作，包括井控设计、井控装备、钻开油气层前的准备工作、钻开油气层和井控作业、防火与防硫化氢安全措施、井喷失控的处理、井控技术培训等多个方面内容。

　　防止井喷的原则是保持液柱压力略大于地层压力，首先就是要采用相应比重的钻井液，并注意防止因各种原因造成钻井液比重下降。

　　在实际工作中，由于地质情况、钻井条件、工艺措施等极为复杂，要实现油气井的压力控制，除了要有合理比重的钻井液等条件外，还必须配备一套安全、可靠、有效的井口控制装置，以保障钻井的安全。

　　简单地讲，这套装置所起的作用是：当发现溢流后，这套装置把钻杆外部与井壁所形成的空间封闭，给地层一个回压，重新建立一个平衡。与此同时利用工具(单流阀等)将钻杆内部封闭，使油气不能侵入钻杆内部。当然为了后续处理工作的需要，这些封闭是可以控制的。

　　钻井必须安装合格的防喷装置。防喷器、四通、控制系统等运往井场前均应进行试压，合格后方能运往井场。安装完毕后，还要再对整个系统试压，以保证各连接部位不渗不漏。试压时，人员不得靠近试压的设施，防止发生人身事故；闸板防喷器在手轮处挂牌标明开关圈数和方向；防喷器安装完后用钢丝绳将防喷器绷紧固定；远程控制台应离井口25米以上，使用单独从发电房接过来的专用电线，以保证井喷时，其他电路被切断后，防喷系统的供电不受影响；节流、、压井管汇要保持清洁，各种闸门开关情况与挂牌一致；放喷管线布置要根据季节风向、居民区、道路、各种设施等情况，接出井口75米以上，转弯夹角不小于120度，每隔10至15米用水泥基墩加地脚螺丝或地锚固定。

　　井喷预防措施

　　凡直接指挥钻井队现场生产的领导干部和技术人员，以及井队基层干部和正副司钻，都应经过培训考核取得井控操作合格证，否则无权指挥或操作；井控设计要确定合理的井身结构，一般情况下，在一口井的钻井地质施工中，裸眼井段不应超过两个不同的压力梯度及目的层；钻开油气层前要根据实钻资料来校正原井控设计，向全体职工进行工程、地质、泥浆和井控装备四个方面的技术措施交底，泥浆比重及性能符合设计要求，泥浆、处理剂和加重剂要有足够的储备；各种井控设备、消防设备、电路系统配备齐全，运转正常；钻井队干部24小时值班，全队职工要进行班组防喷演习，从打开油气层到完井，要落实专人观察井口和泥浆池液面的变化情况，尽早发现溢流是井控技术的关键；钻进中遇到钻速突然加快、放空、井漏、气测异常及油气显示等情况，应立即停钻观察或关井观察；打开油气层后，每次起下钻要将防喷器开关活动一次，冬季施工要有及时防冻措施，

　　保证防喷器灵活好用；要控制起下钻速度，井筒内要灌满泥浆并校核灌浆量，检修设备时必须保持井内有适当数量的钻具；测试、固井、测井等联合作业要严格执行操作规程，避免引起井喷事故。

　　由于在钻台周围存有各种易燃物，因而灾难性的井喷常伴随火灾的发生，因此，井场的布置必须充分考虑到这一点，如发电房、锅炉房距井口的安全距离；各种电机、闸刀、电灯必须是防爆型；井场防火器材必须配足；妥善保管好易燃、助燃材料，如钻台下面和井口周围禁止堆放杂物和易燃物，钻台、机房无积油；搞好明火管理，如柴油机排气管戴防火帽，做到不飞溅火花出管口；井场不准抽烟，动用电气焊必须得到批准等。

　　一旦井喷着火，要成立抢险组，统一指挥，根据情况划定井场安全范围，将油罐拖出危险区，以免引起人员中毒或油罐爆炸；消除井口周围及抢险通道上的障碍物，充分暴露井口；井喷着火后要根据火势情况，可分别采用密集水流法、空气爆炸法或打救援井等方案灭火。