钻井井控

石油和天然气工业是国民经济发展的重要支柱。安全开发石油和天然气，是石油工作者基本要求和基本技能。一、钻井及其风险石油和天然气深埋于数千米的地下，钻井是勘探开发石油和天然气的主要手段。钻井的主要目的是在地层中形成预先设计大小和轨迹的井眼，形成油气藏与地面的连接通道。其主要任务是破岩，主要工作对象是地层。地层是千百万年来地壳中岩石、矿物经过风化、搬运、沉积、胶结而形成的各种各样的成层的岩石。这些岩石的强度、孔隙度、渗透性各不相同，在其空隙中存在的各种流体具有的压力也差异很大。有的地层（比如地表的岩层），地层压力低，钻进时容易发生井漏和坍塌；有的地层（比如油气层），岩石强度高、孔隙度大，渗透性好，具有异常高的地层压力，钻进时容易发生溢流和井喷；而有些地层岩石强度低、孔隙度大，渗透性好，具有异常高的地层压力，钻进时既容易发生井漏，又容易发生溢流和井喷。为了解决这些问题，钻井工程发展出了两项重要技术：一是钻井液技术，二是固井技术。在正常钻进时，通过调整钻井液性能来平衡地层压力，防止地层坍塌。对于那些钻井液技术难以解决的复杂地层，则下套管固井，把复杂地层封堵起来，保证钻井继续进行。目前钻进时所下套管分为三类：一类是表层套管，主要用于封固地表疏松地层和地下水层；二是中间套管，也叫技术套管，主要用于封固钻井液技术难以处理的复杂地层。根据井深和复杂程度，技术套管可能有两层以上；三是油层套管，主要用于封固产层以上所有其他地层，保证后期的正常生产和增产措施的实施。因此，钻井液体系是安全钻井的第一道屏障，随时搞好钻井液系统的设计、性能监测和维护是十分重要的。套管及管外水泥环，包括套管顶部安装的井口防喷器组，是安全钻井的第二道屏障。作为第一道屏障失效时的补救措施，保证固井质量，安装维护好防喷设备也是十分重要的。按照当前的安全管理理念，钻井过程中要随时至少保证两道安全屏障正常工作。但是，由于地层情况的复杂性和作业人员素质的不均衡性，导致两道屏障全部失效的情况时有发生。纵观世界钻井发展史，恶性井喷事故带来的损失触目惊心。总的来说，恶性井喷事故会造成以下影响：①人员伤亡；②设备损失；③油气藏的严重破坏；④环境的严重污染；⑤油气资源的极大浪费；⑥恶劣的社会影响。

二、井控技术的发展历程油气井压力控制技术，简称井控技术，是指利用先进的工艺技术和仪器设备，通过合理的设计和施工，达到预测并控制地层压力，防止井喷事故发生的一整套工艺技术。井控技术作为钻井技术的有机组成部分，是随着钻井工艺技术水平的发展而不断发展的。井控技术在世界范围内的发展，可分为三个阶段。第一阶段为经验阶段，时间大约为20世纪50年代及其以前的整个时期。这个时期由于勘探领域一般限于陆地，井深比较浅，客观环境对井控技术要求不高，因此，井控技术没有形成系统的理论，行动上带有较大的盲目性。甚至把井喷作为暴露油气层的重要途径，结果使不少井喷失控。第二阶段为理论化阶段，时间从20世纪60年代初到70年代。海上油气勘探和开发已正式开始，特别是近海石油勘探开发工作发展很快。自1970年以来，钻井船数量平均每年以9.8%的速度增加，另外陆上钻井方面，深部油气藏的勘探开发已成为油气产量和储量增加的重要方向，并钻成功了一批深井和超深井。以上形势对井控技术提出了迫切要求，这个时期，井控技术的文章大量出现，井控理论也逐渐系统和完善，井控设备从无到有，实现了手动关井的能力。井控培训学校的大量出现，也是这个时期的特征。第三阶段为现代化阶段，时间从20世纪70年代中期到现在。这个阶段的特征是将电子技术用于井控作业，特别是用于预测和监测地层压力方面，井控理论更加完善，液控设备更加安全、快速，增加了井控的可靠性。我国现代石油工业起步较晚，但目前已进入井控的现代化阶段。井控技术、井控装备和管理水平，基本满足了现代钻井的井控要求，使井控事故发生率呈逐年减少的趋势。未来井控技术的发展趋势有如下几个特征：（1)进一步强调压力预测的重要性。利用更先进的理论和仪器，对预探局域的各层压力分布、地层压力了解得更详细、更准确，以更好地指导钻井设计和施工。(2）溢流探测的提前性和准确性进一步提高。目前正在研制和探索的新的溢流探测技术，可以更及时、准确地探测溢流的发生，实现早发现、早关井、早处理的目标。(3）设备压力级别更高，功能实现智能化。随着钻探深度的增加，地层压力越来越高，从而使高压力级别防喷器的研制工作不断发展，数字技术的不断发展和在钻井领域的应用，将带来井控技术的智能化，使井控工作更加安全、可靠。三、现场存在的问题世界各国都十分重视井控技术的研究。我国从新中国成立以来也相继颁布了许多关于井控技术和管理的条例和法规，各油田也加大了井控管理和培训力度，使我国石油工业的井控技术水平有了长足的发展。然而随着钻井深度和难度的增加，井控问题仍然比较突出，人们对井控工作重要性的认识仍然不足，主要表现在以下几个方面：（1）妄自尊大：“我高于规章制度，规章制度只适用于其他人。”（2）过于自信：“我很好，我不必小心，我一切都会做得很好。”（3）侥幸心理：“事故不会让我碰上。”试问，事故会让谁碰上呢？