4. 選用可靠的井控裝置
根據預測的最高地層壓力,按照規(guī)范、標準選配可靠的井口裝置、地面控制流程和鉆具內防噴工具等防噴設施。
(1) 井口裝置
1) 井口裝置壓力級別選擇
選擇井口裝置的壓力級別時,要依據預測的最大地層壓力,一般原則是壓力級別不低于最大地層壓力。
在超深井中,往往遇到套管抗內壓強度不夠或因鉆井工藝限制技術套管不能回接,按一般原則選擇井口裝置雖然滿足井控規(guī)范和井控要求,但不經濟,可根據最低抗內壓強度選擇相應的井口裝置。對于這樣的井,關鍵在于加強井噴的預防,盡量做到平衡鉆井,準確發(fā)現(xiàn)溢流并及時處理,避免井噴的發(fā)生。
當套管鞋處裸眼地層的破漏壓力比套管的抗內壓強度和所承受的最大井口壓力都低時,此時井控裝置的壓力級別不能按照套管鞋處裸眼地層的破漏壓力選擇,應根據套管的抗內壓強度和所承受的最大井口壓力綜合考慮,并應采取措施提高套管鞋處裸眼地層的承壓能力,或在鉆井過程中加強溢流或井涌監(jiān)測,以便在最短的時間內有效控制溢流或井涌,防止井噴的發(fā)生。
2) 井口裝置組合形式
不同井口裝置示意圖見圖2-3-2~圖2-3-5。
目前所有的井口裝置組合形式較多,組合形式的選擇主要根據地層壓力、鉆井工藝技術水平、鉆具組合的結構和設備配套的情況。井口裝置組合形式的選擇應嚴格執(zhí)行SY/T 6426—2005《鉆井井控技術規(guī)程》、SY/T 6616—2005《含硫油氣井鉆井井控裝置配套、安裝和使用規(guī)范》等相關標準規(guī)范。
井口裝置組合形式應包括防噴器的類型、數量、壓力級別和通徑。防噴器的類型包括環(huán)形防噴器、單閘板防噴器、雙閘板防噴器、剪切閘板防噴器和用于欠平衡鉆井(Under Balance Drillin疊)或控壓鉆井(Manage Pressure Drilling)的旋轉防噴器。井口裝置還包括鉆井四通。井口裝置組合形式從上而下一般為環(huán)形防噴器、單閘板防噴器、雙閘板防噴器、鉆井四通、套管頭。欠平衡鉆井采用在環(huán)形防噴器上安裝旋轉防噴器。
高壓氣井(地層壓力大于或等于45MPa)、新區(qū)探井和預探井、含H2S天然氣井(H2S含量大于或等于75mg/m3)應安裝剪切閘板防噴器,剪切閘板防噴器安裝位置可根據實際需要確定。
井底靜止溫度在120℃以上,地層壓力45MPa以上的高溫高壓含H2S天然氣井應使用雙鉆井四通,或預測高壓高產的情況下考慮使用三鉆井四通。
3) 含H2S氣井井口裝置材質選擇
含H2S氣井井口裝置材質選擇應嚴格執(zhí)行SY/T5127((井口裝置和采油樹規(guī)范》,并參照NACE MR 0175《油田設備用抗硫化物應力開裂的金屬材料》進行含H2S氣井井口裝置材質選擇。
4) 欠平衡鉆井井控裝置選擇與配套
a. 防噴器組
根據SY/T 6426—2005((鉆井井控技術規(guī)程》“防噴器壓力等級應與裸眼井段中最高地層壓力相匹配,并根據不同的井下情況選用各次開鉆防噴器的尺寸系列和組合形式”,選用防噴器組的壓力級別等于或高于所鉆地層最高地層壓力。
b. 旋轉控制頭
旋轉控制頭是封閉鉆具與套管之間的環(huán)空,將井筒內的流體導出井口。目前,國內外生產的旋轉頭按膠芯密封鉆具方式分為被動和主動密封式;按工作壓力級別分低壓型(低于5MPa)、中壓型(5~10.5MPa)、高壓型(大于10.5MPa)三種。國內外廣泛應用被動旋轉控制頭。
SY/T6543.2《欠平衡鉆井技術規(guī)范第2部分:井口壓力控制裝置及地面裝置配備要求》中規(guī)定:旋轉控制頭的壓力等級(靜態(tài)工作壓力)的選擇原則為:小于或等于35MPa時,選擇與防噴器組合壓力等級相同的旋轉控制頭;大于35MPa時,選擇35MPa的旋轉控制頭;允許使用壓力等級低于防噴器組合壓力等級的旋轉控制頭。
(2) 地面管匯
地面管匯配套包括節(jié)流管匯、壓井管匯、防噴管線、放噴管線以及除氣器、點火裝置等。其中節(jié)流壓井管匯是實施壓力控制技術必不可少的井控設備。節(jié)流管匯的功用:①壓井時實施節(jié)流循環(huán),控制井內流體流出井口,控制井口回壓(立管壓力和套壓),維持井底壓力大于等于地層壓力,并且保持不變,制止溢流;②起泄壓作用,降低井口壓力,實現(xiàn)“軟關井”;③起分流放噴的作用,將溢流物引出井場以外,防止井場著火和人員中毒。壓井管匯的功用:①全封閘板關井時,通過壓井管匯向井內強行泵入加重鉆井液,實現(xiàn)反循環(huán)壓井或置換法壓井;②發(fā)生井噴時,通過壓井管匯向井內強行泵入清水,以防燃燒著火;③發(fā)生井噴著火時,通過壓井管匯向井內強行泵注滅火劑,以助滅火。
1) 常用節(jié)流壓井管匯
不同管匯示意圖詳見圖2-3-6~圖2-3-9。