張 星，安亞濤

（河北省煤田地質(zhì)局第二地質(zhì)隊(duì)，河北 邢臺 054000）

井噴事故是一種惡性的鉆井事故，一旦發(fā)生往往產(chǎn)生嚴(yán)重后果，不僅造成巨大財(cái)產(chǎn)損失，噴出的有毒氣體會快速擴(kuò)散到空氣中，對周邊區(qū)域的人身安全造成嚴(yán)重的威脅。提前預(yù)防、有井噴的征兆盡快有效處理顯得尤為關(guān)鍵。

1 井噴發(fā)生的原因

在鉆探過程中，鉆井液對孔底產(chǎn)生的靜壓力（以下簡稱孔底壓力）小于地層壓力是導(dǎo)致井噴發(fā)生的最根本原因?？椎讐毫Φ淖兓艿蕉喾矫嬉蛩氐挠绊懀?/p>

（1）鉆井液密度偏低。在異常的高壓地層中，由于沒有準(zhǔn)確掌握地層壓力，設(shè)計(jì)和實(shí)際使用的鉆井液密度偏低，鉆井液形成的液柱壓力小于地層壓力，造成溢流或者井噴；另一個(gè)造成鉆井液密度降低原因是：地層中的流體或者氣體進(jìn)入到鉆井液中，如果在鉆探施工過程中鉆井液密度降低的現(xiàn)象沒有及時(shí)的發(fā)現(xiàn)或者沒有得到有效的處理，將受侵污的鉆井液再循環(huán)至井內(nèi)，地層流體的侵入就會更加嚴(yán)重，鉆井液密度則進(jìn)一步下降，形成惡性循環(huán)，最后可能導(dǎo)致井噴。

（2）由于孔內(nèi)鉆井液柱高度下降，產(chǎn)生的孔底壓力小于地層壓力。引起上述現(xiàn)象的主要有：起鉆時(shí)灌入的鉆井液量不夠；鉆探過程中發(fā)生井漏且孔內(nèi)鉆井液無法得到有效的補(bǔ)充漏失。

（3）在上提鉆具時(shí)，由于上提速度過快，孔內(nèi)產(chǎn)生抽汲壓力使孔底壓力迅速減小，進(jìn)而引發(fā)井噴。根據(jù)相關(guān)資料顯示，25%以上的井噴事故是由起鉆時(shí)產(chǎn)生的抽汲壓力引起的。

2 井噴發(fā)生的征兆

（1）從鉆井液總體積方面看，在鉆探施工過程中，地面鉆井液總體積增多，停止循環(huán)后鉆井液仍從井口返出；在上提鉆具時(shí)孔內(nèi)罐入的鉆井液的體積要小于上提鉆具的體積；在下放鉆具時(shí)下入的鉆具體積大于返出鉆井液的體積。

（2）從鉆井液性能方面看，當(dāng)鉆遇油氣水層時(shí)，機(jī)械鉆速突然升高或出現(xiàn)放空現(xiàn)象，鉆井液中出現(xiàn)油氣顯示，鉆屑中發(fā)現(xiàn)油砂或水砂，氣測值增大或氯離子含量增大。在鉆遇到含油含氣的地層時(shí)，由于鉆井液受到污染導(dǎo)致密度下降，而鉆井液的溫度和粘度會有所升高；當(dāng)鉆遇到含石鹽地層時(shí)，鉆井液的密度、濾失量和氯離子含量增大，pH值下降，切力和粘度在增至一定高度后再下降；當(dāng)鉆遇含水地層時(shí)，密度、切力和粘度等均下降。

3 預(yù)防井噴的鉆井液技術(shù)措施

3.1 鉆井液體積方面

在鉆遇漏失地層時(shí)，地面要儲備一定量的鉆井液，防止因孔內(nèi)鉆井液減少而引起孔底壓力減小；凡是地層中含有高壓油、氣、水層的鉆探工程，都應(yīng)儲備與孔內(nèi)鉆井液體積相同且高于孔內(nèi)鉆井液密度的加重鉆井液；當(dāng)鉆遇油、氣、水層后，要實(shí)時(shí)監(jiān)測地面循環(huán)系統(tǒng)中鉆井液的數(shù)量；上提鉆具時(shí)，關(guān)注孔內(nèi)液面，每上提3根～5根鉆具需要灌滿孔一次；下放鉆具時(shí)，觀測地面鉆井液的溢出量并記錄。

3.2 鉆井液性能方面

鉆井液的密度是影響孔底壓力的一個(gè)重要因素，在施工前要充分的掌握附近區(qū)域的地質(zhì)條件以及鉆探等前期資料，設(shè)計(jì)的鉆井液密度要略高于地層壓力，大于坍塌壓力，并且小于漏失壓力和地層破裂壓力。在油層或水層鉆進(jìn)時(shí)，鉆井液密度需要增加安全附加值，一般為0.05g/cm3～0.10g/cm3，在氣層鉆進(jìn)時(shí)則應(yīng)增加0.07g/cm3～0.15g/cm3。對于參數(shù)井應(yīng)依據(jù)隨鉆地層壓力監(jiān)測的實(shí)際情況，及時(shí)調(diào)整鉆井液密度，始終保持孔內(nèi)液柱壓力高于鉆遇井段的最高地層孔隙壓力[2]。

在將鉆井液密度調(diào)整到設(shè)計(jì)要求后，為了提高終切力的良好心內(nèi)，在不影響鉆進(jìn)速度或者孔內(nèi)安全的前提下，盡可能的降低鉆井液的粘度與切力，防止在上提鉆具產(chǎn)生抽吸壓力，防止在下放鉆具過程中的產(chǎn)生激動壓力。

當(dāng)鉆遇高壓油氣地層時(shí)，一定要及時(shí)監(jiān)測鉆井液的密度，如有氣侵現(xiàn)象應(yīng)立即開啟除氣器，并使用配合使用消泡劑及時(shí)恢復(fù)鉆井液密度，防止因鉆井液會受到氣體的侵入而造成鉆井液密度下降。

4 處理井噴過程中對壓井液的要求

溢流是井噴征兆的第一信號。因而一旦發(fā)現(xiàn)溢流，必須立即關(guān)閉防噴器，用一定密度的加重鉆井液進(jìn)行壓井，以迅速恢復(fù)液拄壓力，重新建立壓力平衡，制止溢流。正確選用壓井液是縮短處理溢流、井噴的時(shí)間，防止處理過程中再出現(xiàn)井漏、卡鉆等井下復(fù)雜情況與事故的重要技術(shù)措施之一。

4.1 壓井液密度的確定

壓井鉆井液的密度可由下式求得：

ρm-鉆井液原密度，g/cm3；ρm1-壓井液密度，g/cm3；?p-壓井液密度增加量，g/cm3；pd-溢流時(shí)循環(huán)壓力，MPa；H-垂直井深,m；ρc-附加的安全密度增量，g/cm3。其中②式中c一般取值原則是：油、水層0.05g/cm3～0.10g/cm3，氣層為0.07g/cm3～0.15g/cm3。

4.2 壓井液的類型、配方及性能

壓井液應(yīng)使用與原鉆井液相同的配方和類型，對其性能的要求也應(yīng)與原鉆井液相似，防止鉆井液性能變化過快而形成其他事故。壓井液需具備具以下的性能：較低的粘度，適當(dāng)?shù)那辛?，低含砂量，低濾失量，較小的泥餅?zāi)Σ料禂?shù)等，并且壓井液24h的穩(wěn)定性應(yīng)小于0.05g/cm3，防止壓差卡鉆。

4.3 壓井用加重鉆井液的量及配制要求

壓井用的加重鉆井液的體積要求：一般為包括孔內(nèi)、地面和泥漿罐等所有循環(huán)系統(tǒng)總體積之和的1.5倍～2倍。配置要求：在加重原鉆機(jī)液時(shí)，需要將重晶石均勻的加入鉆進(jìn)液中，防止鉆井液加重不均勻；在循環(huán)加重壓井作業(yè)時(shí)，應(yīng)使用加重撬，均勻穩(wěn)定的加入加重材料，一般鉆井液每循環(huán)一周密度增量應(yīng)控制在0.050g/cm3～0.10g/cm3。

井噴事故往往會造成巨大的損失，但是通過我們分析，可以提前做出預(yù)防，避免事故發(fā)生。每個(gè)鉆探施工隊(duì)伍都應(yīng)該掌握基本的井噴知識，以備不時(shí)之需。