楊蘋利尹建軍吳中昊張洪強(qiáng)郭赫南

（1．河北省河間市渤海鉆探五公司工程技術(shù)中心，河北 河間 062465；2．河北省河間市渤海鉆探五公司安全監(jiān)督站，河北 河間 062465）

大吉4-9向4煤層氣井井控技術(shù)

楊蘋利1尹建軍1吳中昊2張洪強(qiáng)1郭赫南1

（1．河北省河間市渤海鉆探五公司工程技術(shù)中心，河北 河間 062465；2．河北省河間市渤海鉆探五公司安全監(jiān)督站，河北 河間 062465）

大吉4-9向4井為鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東部的一口一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)氣井，為同臺(tái)整拖第二口井，該井三疊系劉家溝組底部為區(qū)域漏失層，奧陶系馬家溝裂縫、孔洞發(fā)育，易漏失易噴。本溪組存在異常高壓氣。該井易漏、易噴層在裸眼段同存的特點(diǎn)，為井控難度帶來了極大的風(fēng)險(xiǎn)。為此該井不但標(biāo)準(zhǔn)化配備安裝井控設(shè)備、氣體檢測(cè)儀，同時(shí)做好了各種應(yīng)急預(yù)案,,順利鉆至要求井深。

氣侵；壓井；循環(huán)加重；溢漏同存；鉆井液密度

1 井控技術(shù)實(shí)施難點(diǎn)分析

地層壓力異常，多儲(chǔ)層、多壓力體系

大吉4-9向4井自盒8至太2預(yù)計(jì)產(chǎn)層12個(gè)，主力煤層5# 和8#煤含氣飽和度高,而且保存條件好,本溪組地層壓力系數(shù)1.31，開采設(shè)計(jì)時(shí)未將本溪組高壓產(chǎn)層與上部漏層用技術(shù)套管分隔施工，因此同一井眼內(nèi)存在不同壓力體系將不可避免,二開裸眼施工地層壓力相差較大。加上該地區(qū)劉家溝地層裂縫、空隙發(fā)育很容易出現(xiàn)“噴漏同存”的復(fù)雜情況,對(duì)溢流或井噴后壓力控制相當(dāng)不利。

2 煤層氣井井控技術(shù)

2.1 井控設(shè)備、工具、壓井材料的配置

配備、安裝、維護(hù)好井控裝置,嚴(yán)格試壓程序,配齊足夠壓井材料，確保裝置可靠、好用是現(xiàn)場(chǎng)井控工作的基礎(chǔ)(關(guān)鍵)之一,也是確保井控安全的重要條件之一。

2.2 大吉4-9向4井壓井方法選擇

在開井狀態(tài)下，侵入井內(nèi)的天然氣靠密度差形成的浮力在鉆井液中滑脫上升，并形成氣泡甚至段塞。氣體上升一定高度后，氣體體積的膨脹就足以使上部鉆井液自動(dòng)外溢噴出，導(dǎo)致井底壓力小于地層壓力，使天然氣進(jìn)入井內(nèi)造成更嚴(yán)重的井噴。

在氣侵鉆井液沒有循環(huán)出去，鉆井液密度還沒有平衡氣侵地層之前，一級(jí)井控不可能達(dá)到對(duì)井的控制。必須實(shí)施二級(jí)井控，排除氣侵鉆井液，控制一口井的正確方法是使井底壓力保持恒定，這也是壓井技術(shù)基本指導(dǎo)原則。關(guān)井狀態(tài)下的壓力平衡關(guān)系：

鉆具內(nèi)：Pp=Pb=Pd+10-3ρmgH

環(huán)空內(nèi)：Pp=Pb=Pa+10-3ρwgHw+10-3ρmg(H-Hw)

Pp—地層壓力，MPa；Pb—井底壓力，Mpa；

Pd—關(guān)井立壓，Mpa；ρm—原井液密度，g∕cm3；

H—井的垂直深度，m；Pa—關(guān)井套管壓力，MPa；

Hw—溢流高度，m；ρw—溢流密度，g∕cm3。

為了保持這種平衡，通常采用循環(huán)加重法、司鉆法處理氣侵壓井及工程師法、。不管那種方法，其原理是在關(guān)井后實(shí)施氣侵處理壓井過程中，始終保持井底壓力與地層壓力的平衡，不使新的流體流入井內(nèi)，同時(shí)又不使控制壓力過高，危機(jī)地層與井控設(shè)備。大吉4-9向4井壓井過程中，采用了循環(huán)加重法壓井成功。

2.3 井控技術(shù)措施

2.3.1 鉆進(jìn)措施

鉆進(jìn)排量不小于30L∕s；由司鉆或以上有經(jīng)驗(yàn)人員操作剎把，隨時(shí)觀察參數(shù)變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況、及時(shí)匯報(bào)；加強(qiáng)液面坐崗檢測(cè)，雙人坐崗，加密測(cè)量液面高度，每10分鐘測(cè)量一次，做好記錄。要求錄井連續(xù)檢測(cè)液面變化，及時(shí)通報(bào)司鉆；鉆進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)放空、泵壓下降或其它溢流顯示，按照“四七”動(dòng)作迅速關(guān)井，確保安全。

2.3.2 防噴措施

加強(qiáng)井控設(shè)備的班組檢查，確保井控設(shè)備靈活可靠；嚴(yán)格落實(shí)落實(shí)專人坐崗，觀察井口和循環(huán)罐液面變化，發(fā)現(xiàn)溢流立即關(guān)井；起鉆前要進(jìn)行短程起下鉆并循環(huán)測(cè)后效，計(jì)算油氣上竄速度，滿足井控要求后，方可起鉆

3 大吉4-9向4井壓井實(shí)踐

大吉4-9向4井二開采用設(shè)計(jì)鉆井液密度1.15 g∕cm3、粘度44s鉆進(jìn)至井深2289m（層位：本溪組）。全烴值升高至26.42%，停止鉆進(jìn)，循環(huán)過程中全烴值升高至89.53%，井口鉆井液外溢，關(guān)井。套壓0Mpa，節(jié)流循環(huán)，回收管線出口處無油花，檢測(cè)到可燃?xì)怏w濃度為85%，判斷為氣侵。節(jié)流循環(huán)，逐漸加重鉆井液入口密度1.22-1.24 g∕cm3,出口鉆井液密度1.15-1.17g∕cm3，泥漿罐鉆井液減少1.5m3。繼續(xù)節(jié)流循環(huán)，漏失鉆井液12.2m3，隨鉆加入堵漏材料復(fù)合堵漏劑（單封、綜合堵漏劑、隨鉆果殼），停泵關(guān)井15分鐘，關(guān)井套壓為0MPa，開節(jié)流閥后，回收管線有氣體帶鉆井液間歇噴出，關(guān)井節(jié)流循環(huán)。繼續(xù)循環(huán)加重，逐步緩慢提高鉆井液密度1.27-1.30-1.34-1.37 g∕cm3，短起17柱靜止觀察，停泵5小時(shí)后開泵，無后效。下鉆到底開泵無后效。密度1.37g∕cm3鉆井液可以平衡地層壓力，隨后起鉆更換常規(guī)鉆具組合，甩掉螺桿和MWD。氣侵現(xiàn)場(chǎng)采用邊循環(huán)邊加重的方法壓井處置成功。

4 結(jié)語

（1）施工前認(rèn)真進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，施工高低壓同層、溢漏同存井應(yīng)下入技套封隔高壓、低壓和溢漏層。同時(shí)，提高地層壓力預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，為設(shè)計(jì)合理的鉆井液密度提供依據(jù)。

（2）在處理煤層氣井氣侵時(shí)，邊循環(huán)邊加重節(jié)流法壓井或司鉆法壓井比工程師法壓井效果要好。高壓氣井溢流后，井底壓力通過立壓或套壓一時(shí)難以確定,壓井也難以一個(gè)循環(huán)周壓穩(wěn),如果等待時(shí)間過長(zhǎng),大量氣體侵人井筒,形成純氣柱,節(jié)流排氣比較困難。而且壓井過程中往往會(huì)發(fā)生井漏,所以鉆井密度不能一次提高太大。

（3）加強(qiáng)井控設(shè)備配套安裝、井控物資儲(chǔ)備和井下風(fēng)險(xiǎn)提示等措施，提升安全生產(chǎn)保障。根據(jù)大吉4-9向4井情況來看，部分煤層氣井氣層比較活躍，安裝液氣分離器可以在節(jié)流循環(huán)中有效清除有害氣相，有助于安全壓井。

[1]《井下作業(yè)井控技術(shù)》集團(tuán)公司井控培訓(xùn)教材編寫組. [2]《華北油田煤層氣鉆井井控細(xì)則》煤層氣勘探開發(fā)指揮部.