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浅层气钻井 汪海阁 石油勘探开发科学研究院钻井所 1999年10月30日 目 录 1. 浅层气危害与典型情况 1 1.1 浅层气危害 1 1.1.1 浅层气井喷是一个严重的问题 1 1.1.2 浅层气井喷案例分析 4 1.2 浅层气定义与浅层气井涌、井喷原因 5 1.2.1 浅层气定义 5 1.2.2 浅层气井涌与井喷原因 5 1.3 浅层气井喷的典型后果 6 1.3.1 桥堵 6 1.3.2 分流系统的失效 7 1.3.3 套管外的窜流 8 1.3.4 地表处碗形塌陷 8 1.3.5 由于无法解脱隔水管而带来的损失 9 1.3.6 浅层气井喷所导致的船只和平台的损失 9 2.国内外研究概况 15 3. 浅层气检测与预防 22 3.1 测定危险浅层气位置 22 3.2 地面地震数据识别浅层高压钻井风险危害 22 3.3 三维地震解释技术定义浅层气砂 23 3.4 利用幅度和偏差技术（AVO）处理技术评价浅层气 23 3.5 使用全重力张力检测浅层区危害 24 4.浅层气钻井 26 4.1 浅层气井涌/井喷常规处理技术及其评述 26 4.1.1 防止井涌 26 4.1.2 关井 26 4.1.3 领眼 27 4.1.4 动态压井 27 4.1.5 重泥浆段塞 28 4.1.6 动态重泥浆段塞 28 4.2 浅层气钻井中的几个问题 28 4.2.1 开始发生气流后的反应时间 28 4.2.2 关井与分流的利弊 29 4.2.3 隔水管的利弊 30 4.2.4 浅层气瞬态卸载和准稳态防喷模拟 32 4.2.5 分流器系统部件的冲蚀磨损测试与分流器设计 32 4.2.6 浅层气水下防喷器组 32 4.2.7 浅层气排放 33 4.3. 使用土壤钻孔船钻进领眼 33 4.3.1 整体井位调研概念 33 4.3.2 风险管理 34 4.3.3 风险计划 36 4.3.4 流动测试 37 4.3.5 使用土壤钻孔船钻进领眼小结 38 4.4 在浅层气区安全钻进 38 4.4.1 钻进浅层气的原则 38 4.4.3 设备和方法 39 4.4.4 检查浅层气 40 4.4.5 领眼钻井：一个很有吸引力的选择 41 4.4.6 对井下发生流体流动反应准确 42 4.4.7 钻前讨论和人员培训 43 4.4.8 浅层气区安全钻井总结 43 4.5 推荐的浅层气处理计划 44 4.5.1 钻前的调查研究 44 4.5.2 设备 44 4.5.3 作业步骤 45 5.浅层气钻井实例 48 5.1 朝鲜海浅层气井喷实例：学习曲线上的另一个数据点 48 5.1.1 引言 48 5.1.2 背景 48 5.1.3 讨论 49 5.1.4 压井 50 5.1.5 小结 51 5.2 Gullfaks油田开发 51 5.2.1 引言 51 5.2.2 现场开发 52 5.2.3 地层强度和地层压力检测 52 5.2.4 定向钻井和套管程序 52 5.2.5 钻井设备 53 5.3 克服浅层气危害：Banzala油田开发计划 54 5.3.1 引言 55 5.3.2 油田历史 55 5.3.3 浅层气评价 56 5.3.4 钻井问题 58 5.3.5 完井与人工举升 59 5.3.6 套管设计 61 5.3.7 将来的计划 61 5.4 浅层气井眼设计 62 5.4.1 引言 62 5.4.2 浅层气井眼设计：整体分析方法 63 5.4.3 瞬态或稳态分析：或二者？ 64 5.4.4 软件工具：瞬态和稳态分析 64 5.4.5 浅层气研究：卸载模拟 65 5.4.6 浅层气研究：防喷模拟 66 5.4.7 推荐的改进措施： 66 5.5 海洋勘探中利用一种特殊的方法去证实浅层气是否存在 67 5.5.1 引言 67 5.5.2 背景知识解释 68 5.5.3 方法 69 5.5.4 作业 70 5.5.5 最终的井位 71 5.5.6 小结 浅层气钻井参考文献  PAGEREF _Toc467480770 \h
72  浅层气钻井 1. 浅层气危害与典型情况 1.1 浅层气危害 1.1.1 浅层气井喷是一个严重的问题 浅层气属于典型的高压、小体积、位于浅层的气体储层。存在快速沉积的地区，通常会钻遇浅层气。沉积层沉积如此之快，以至于地层压力来不及释放，这可以用于解释海湾地区及世界其它大陆架地区经常发生浅层气井喷的原因。由于下列原因，浅层气可能造成非常危险的情况： 这些小储气层是很局部的，并且难于预测，以往经常是突然出现的。 来自浅层气的压力能够使油井很快卸载，一旦井喷，即使流量小也可以使所有泥浆喷出。 警报信号的反应时间短促，特别危险的是在起钻过程中向井眼内灌泥浆时。 在表层套管以上地层一般属于薄弱地层。压力稍大就可能造成井漏。浅层存在着