侧钻水平井井控设计

卜范聪

胜利石油工程有限公司管具技术服务中心，山东 东营 257000

摘要：结合某侧钻水平井井身结构及钻井实际，重点围绕井口装置、井控管汇，对井控主要措施进行了设计，以为钻井施工提供保障。

关键词：侧钻水平井；井控设计；井控措施

1井身结构设计

井身结构见表1。

表1 井身结构

2井口装置

井口装置配置，见表2。

表2 井口装置配置

井控管汇示意图，见图1。

图1 21MPa节流压井管汇示意图

3井控主要措施

3.1一级井控措施

一开用钻井液钻进，保证井眼规则稳定，按设计深度下套管，采用插入法固井，水泥浆返到地面，否则要补打水泥帽。钻井施工过程中严格执行设计，遇有特殊情况可调整钻井液密度，保证安全施工。在最浅油气水层200m前必须作好以下准备工作：①按钻井液设计要求储备重钻井液。②“钻开油气层”的有关规定。钻进中应有专人观察记录钻井液出口管，发现钻井液面升高，油气侵严重，钻井液密度降低，黏度升高等情况应停止钻进，及时汇报，采取相应措施。下钻要控制速度，防止压力激动造成井漏。必须分段循环，防止后效诱喷；下钻到底先顶通水眼，形成循环再提高排量，以防憋漏地层中断循环，失去平衡造成井喷。下钻要注意悬重变化和钻井液返出量是否正常，若连续3柱悬重增加不明显和钻井液返出量过大，可能钻头水眼被堵，应停止下钻灌满钻井液，接方钻杆小排量顶通，如开泵不通，必须灌好钻井液，再低速档起出钻具。钻至油气层，按地质要求循环观察，不得一次钻穿。钻开油气层后起钻，应循环两周以上，达到进出口钻井液密度平衡，并进行短程起下钻测试油气上窜速度。起钻要连续灌满钻井液并核对灌入量，发现拔活塞时要立即下入正常井段，开泵循环，正常后方可继续起钻。要控制起钻速度，防止抽吸诱喷。起钻完要及时下钻，待下入井内一定数量钻具后再检修设备，尽量缩短空井时间。完井电测时要专人观察井口，每测一次灌满一次钻井液。测井过程中发生溢流，应首先考虑切断电缆按空井溢流处理。若电测时间过长，应及时下钻通井。认真做好防火工作，井场按消防规定备齐消防器材，电器设备、照明器具、输电线路及其开关符合安全规定和防火防爆要求，钻台与机泵房下面应无积油。闸板防喷器芯子必须与钻杆尺寸相符。固井中发生井漏要往环空灌钻井液，强行固井。固井完两小时内装好井口，防止水泥失重造成井喷。若存在易漏层或浅气层，应先备有环空灌钻井液装置后，再固井。

3.2二级井控措施

防喷器的安装及使用要点：

试用手动锁紧装置关闭及锁紧闸板，检查是否灵活好用。发生溢流关井时用闸板防喷器的全封闸板封闭空井，用半封闸板封闭与闸板尺寸相同的钻具。需较长时间关闭时，应手动或液动锁紧闸板并挂牌标明开关和锁紧情况，以免误操作。锁紧或解锁后，手轮均不得强行扳紧，扳到位后回转0.25～0.5圈。全封闸板防喷器的控制手柄要设有防误操作保护装置。当井内有钻具时，严禁关闭全封闸板。进入目的层，每天应开关半封闸板一次，检查开关是否灵活；每次起钻完，还须检查全封闸板开关及手动锁紧装置开关是否灵活。手动放喷阀、闸板处于浮动状态才能密封，因此，开关到底后必须再回转0.25～0.5圈，严禁开关扳死。液动放喷阀，只用在井喷开始时作打开放喷，因此在1～3s内即可开关。严禁井内高压关闭的情况下用来泄压和节流，泄压可用针形阀进行。进入目的层，每起下钻一次，应开关活动液动防喷阀1～2次。

控制系统的安装及使用要点：远程控制台摆放在钻台侧前方，距井口25m以远。司钻控制台安装在钻台上司钻工作位置附近，便于司钻操作。专线供电，线路安置在专用电缆盒或高架空中3.5m以上，保持连续供电。不允许在储能器旁堆放氧气瓶，储能器只允许充氮气。正常钻进时，每周应全面检查一次控制系统，接近油气层时，每天检查一次。

熟练"四·七"动作，钻开油气层前进行一次"四·七"动作演习。熟练掌握司钻法、工程师法的压井方法。井控装置始终保持灵活好用，应按规定检查、维护、保养，定人定岗。

3.3井控要求

井控设备配套要求：防喷器控制系统控制能力应与防喷器组合相匹配。井队应配备齐全钻具内防喷工具。钻台上配备与钻具尺寸相符的配有快速开关装置的钻具止回阀和旋塞阀，放在钻台上方便取用处，涂红漆标示。准备1根防喷钻杆单根，接有与钻挺连接螺纹相符的配合接头和钻具止回阀。节流、压井管汇所装压力表量程应大于井控装置压力级别，压力表下应有阀门控制。本井含硫化氢，井控管汇应采用抗硫的专用管材，不允许焊接。本井含硫化氢，施工的钻井队应按标准配备便携式气体监测仪、正压式空气呼吸器、充气机、报警装置、备用气瓶等，并按标准安装固定式检测报警系统。

井控设备安装要求：安装防喷器前要认真检查闸板芯子尺寸是否与使用的钻杆相符，要求液控系统功能齐全，液控管线不得有刺漏现象。井队技术员负责对所有防喷装置及附件进行现场全面检查，不合格者不得安装。防喷器主体安装时应使安装液控管线一面向后，用4个直径16mm以上钢丝绳或丝杠与井架底座固定。双公短节材质强度钢级、壁厚不低于所下套管的强度，按标准力矩上紧。各次开钻井口设备要按标准规定安装，要尽可能保证四通出口高度不变。节流管汇、压井管汇及其所有管线、闸阀、法兰等配件的额定工作压力必须与防喷器的额定工作压力相匹配。内防喷管线用通径不小于78mm的无缝钢管，长度要保证使1#、4#闸阀接在钻台底座之外，用细螺纹扣与法兰盘连接，中间不允许有焊缝。井场设备安装要以井控为中心，放喷压井管汇方向不得有任何影响压井作业的设备和障碍物。一般情况下放喷管线平直安装，特殊情况下采用井控专用弯接头。放喷管线选用通径不小于78mm的钻杆或专用放喷管线，每隔10m处、转弯处及放喷口必须用水泥基墩固定牢固。与压井管汇放喷出口相连的铸钢弯管要接好并按要求固定，前方不应有障碍物，以备需要时加长放喷管线。采用钻杆作为放喷管线时，最外端应为钻杆公扣。钻井液回收管线流程合理、固定牢固，通径尺寸不小于78mm，管材符合井控要求。压井阀门端应以Φ51mm母扣由壬接出，以备与水泥车管线相连接。按闸板防喷器数量配齐手动锁紧杆，锁紧杆手轮接出钻台底座外，手轮上要标明开关方向、开关圈数及锁紧和解锁状态。各阀门手轮完好、开关灵活，挂牌编号或将编号印于阀门本体上，并标明开关状态。液控管线使用高压耐火隔热软管并架离地面，排列整齐并采取保护措施。控制系统压力保持在工作压力范围，自开钻之日起控制台主令开关应始终处于"自动"状态。一般情况下，在确定防喷器已处于全开的位置后，各防喷器的控制手柄置于中间位置。在确认液动放喷阀关闭后，操作手柄置于中间位置。