钻井事故表现形式与反事故措施及事故处理手册.pdf

书书书 目录 第一篇 钻井事故表现形式与反事故措施 第一章 卡钻事故表现形式与反事故措施（“） 第一节 粘吸卡钻事故与反事故措施（） 第二节 井壁失稳与坍塌卡钻事故与反事故措施（“） 第三节 砂桥卡钻事故与反事故措施（） 第四节 缩径卡钻事故与反事故措施（9 “ 9 9 ’ 9 ;’ “ ’ 9“; ’ 9 ;“8 ““ “ ’ / 解卡剂3“ 1 ’;31 “’//31 7/“ 831 “/31 31 “731 ;9/31 831 ;89’“’中国 9;/777中国 ;9731 “31 ’“前苏联 /7前苏联 8“8前苏联 ， 因而， 被卡钻具的环形容积按 6 7 9.“6 72。 （.） 由式 （ ,.）算得 9 （6 * ,6 *）8 （.“7“ “）““ ;* 9’“6 ’5-。 利用反循环法， 从环空泵入密度 6 */0 12的钻井液 .“6 72后， 节流管汇处的压力已 达’“6 ’5-。此时利用节流管汇慢慢放回压，同时打开高压管汇上的阀门， 让空气自由进入 钻柱。待回压放完， 钻柱内外压力达到平衡时， 要不停地活动或震击钻具， 以求解卡。若井下 无异常情况， 经两小时后仍不解卡， 可以恢复循环， 准备条件， 第二次再干。第二次降压时， 可 以考虑把地层压力的当量密度降到 6 “/0 12以下。 ’6 聚合物胶液降压法 聚合物胶液解除粘吸卡钻， 是以低密度胶液来改变钻井液液柱压力和地层压力之间的压 差值， 降低滤饼的粘附力。同时胶液渗透到钻具与滤饼之间， 靠聚合物特有的润滑能力， 使钻 “ 具与滤饼间的摩擦系数大幅度地减小， 在外力作用下 （上提、 下压或转动） ， 钻具可以快速从所 粘附的井壁上脱离， 达到解卡的目的。胶液配制的数量根据井径、 井深、 卡点来计算， 并有一 定的附加量。推荐材料用量范围见表 “。 表 “ 配制 ； / 滤饼摩阻系数； 0 卡点处钻井液液柱压力与地层压力之差， .*； 被卡段的钻具重量， A/； 卡点处的井斜角，（ 。 ） ； “ 井眼内钻井液密度， 9 ;*， 黏度， 值 3。 ’ 井、 “ 井、 . 一 井都一次解卡成功。深井能应用， 浅井也能应用。不但节省了原油，而且施 工也方便得多。 （’） 用盐水浸泡解卡， 必须谨慎从事， 在柴达木盆地有一个特点， 井壁泡不垮， 在其他地区 就得考虑井壁稳定问题了。 （“） 施工时， 盐水与淡水钻井液之间必须用淡水或柴油分隔开， 否则钻井液稠化后， 就泵 送不了了。 例六/ 江汉油田/ 8’ 井 基础资料 “ （） 表层套管 ““ ,-. /’“， 黏度 “0， 滤失量 ’1， 滤饼 ’’， 切力 ;.’-. /’， 含砂量 2， 34 值 。 事故发生经过 钻至井深 ’’ 油管 , “’’ 油管 “,,’， 通水眼， 配水泥车循环钻井液， 一直通到钻头位置。 （） 下 “’’ 爆炸筒至钻头上部爆炸， 恢复循环。 （， 无效。 把井内钻井液密度提高到 “ ,01 2’， 又注解卡剂 无效。 用测卡仪测卡点为 ’77。 从 ’7 处爆松倒扣成功， 起出上部钻具。 ， 卡钻。处理步骤如下 注入密度 “ -01 2’的解卡剂 ’“ ’， 浸泡 7 天未解卡。 “从 ’7 处爆松倒扣， 起出上部钻具。 下震击器对扣， 上提到 “， 震击解卡。 （“70 *。 （,） 注解卡剂 *， 浸泡被卡井段。 （.） 倒扣， 从 * 倒开。 （） 关防喷器， 开节流阀， 从钻杆注入高压空气排液， 排出钻井液 *。 （ 随钻下击器的使用 （） 随钻下击器在钻柱中的安装位置。 ， 一直套到钻头位置。 （*） 下 “*,, 卡瓦打捞筒， 将落鱼全部捞出。 * 认识与建议 （“） 小井眼钻进的关键是要把钻井液性能搞好， 在这样深的井中， 绝不允许有沉淀现象发 生， 这也是很容易做到的事。 （） 用 “-,, 钻头钻进， 应用 “ -,, 钻铤， 回旋余地会大一些。 （） 本井事故很特殊， 在石油钻井所用管材中， 除 “*,, 套管外， 还没有可以做套铣工 具的合适管材。而 “*,, 的套管， 现在也很难找到， 因为各个油田都不用这种套管了。可 以说， 本井的事故几乎走到了绝路， 但又能在绝处逢生， 得益于几根 “*,, 的套管， 物必有 用， 不可随意弃之。 “ 例八 华北油田 “ 井 提到 .;， 解卡。起出钻具三柱， 遏阻 ;， 公锥滑扣。 （） 下 *,， 滑脱。第二次对扣后， 上提 ;*89 的范围内憋通泵的机会较多。 （*） ,， 宜用卡瓦打捞筒打捞， 不宜用公锥 打捞， 因为 ， 钻具卡。 事故处理过程 （“）注入解卡剂 “,， 浸泡， 活动钻具时， 从钻铤刺坏处 拉 断， 落 鱼 1, 1“， 鱼 顶 ,“, “5。 （,） 下 0, 卡瓦打捞筒加安全接头加震击器进行打捞， 捞住落鱼后， 开泵循环钻井 液， 又注入解卡剂 “ 0， 浸泡 ;， 震击解卡。 认识与建议 （“） 钻铤刺坏从泵压上应该有所显示， 为什么没有察觉呢可能是钻井液性能太坏， 泵压 不稳定所致。本井钻井液黏度 14， 滤失量 49， 似乎是遇到了钙侵或盐侵， 正常钻进的钻井 液不会是这样的。 （,） 钻具刺穿， 到达钻头的钻井液会逐渐减少， 会形成泥包， 甚至会导致干钻， 绞车链条 断， 可能和井下的情况有关系。如果不是链条断， 可能会造成更加严重的卡钻。 （） 第一次注解卡剂， 可能是短路上返， 下部的落鱼根本泡不上。很幸运， 从刺漏处拉断， 否则， 还不知道做何处理呢 “ （） 第二次打捞后能循环得通， 并能注入解卡剂， 说明钻头还没有干钻， 但泥包的现象肯 定是有的， 本井不是单纯的粘吸卡钻， 是泥包与粘吸兼而有之， 所以采取油浴与震击联合处理 的办法是正确的。 例十一“ 胜利油田“ 井 。 * 降到 ， 认为是钻井液中气泡多所致， 又继续钻进 ， 泵压下降到9;，悬重由./0 降为,../0， 钻具断落，落鱼长*， 循环不通。计算卡点在 左右， 所以上提 /’2 倒扣， 结果从井深 / 处倒开， 落鱼 ’-.； 振动对磁性物质的衰减率 * 型为 ;， 型为 2;。 （） 充磁式磁力打捞器， 下井以前必须先给磁心充磁， 并注意充磁极性， 不得接反。 （） 下井前应检查磁心吸力、 外观、 螺纹及水眼情况， 连接磁力打捞器时应将磁力打捞器 放在木板上进行， 不许把工具直接放在转盘上， 更不许在搬运和连接过程中猛烈震击磁力打 捞器， 以防失磁。 （6） 工具下至距落物 3 时， 开泵充分循环钻井液， 并慢慢下放到井底， 将井底积砂冲 洗干净。若用正循环法打捞， 可以直接开泵打捞或停泵打捞。若用反循环法打捞， 可上提钻 具， 停泵投球， 再下放至距井底 4 3 4 2 循环钻井液， 边循环边下放打捞， 然后上提 4 3 4 2， 转动不同的方向， 反复打捞几次。检查方入， 如各方向方入一样， 即可起钻。起钻时不 “ 许用转盘卸扣， 以防将落物甩脱。 （四） 反循环打捞篮 反循环打捞篮是利用工具的特殊结构， 造成钻井液在井底的局部反循环作用将井底碎物 冲入篮内而进行打捞的工具。如图 “ 所示， 它是由接头、 筒体 （包括外筒和内筒） 、 喇叭口、 球座、 篮筐、 篮爪、 铣鞋等组成。筒体是双层结构， 上水眼向上倾斜 ;988 ;8* 8 ;* 3 ， 黏度 7， 切力 3;3 值 。 事故发生经过 下入 , 3 ， 黏度 *,7， 滤失量 6， 滤饼 ， 含砂量 *。 “ （） 钻具结构 “ 钻头 5 ’ 井 基础资料 本井设计井深 “’ 遇卡， 电缆拽断， 起出电缆约 。 ;;;。 （） 用 “;;， 进展很顺利， 没有别劲。 “ （） 下钻对扣， 起出落井钻杆和捞绳器。 （“） 下外钩捞绳器， 在井深 遇阻， 压 升至 *;,*, 井 - 基础资料 （） 表层套管 *- “， 下深 “- 。 （） 裸眼 3- * 钻头， 钻深 ,*。 （） 钻井液性能 密度 - 345 6， 黏度 7。 - 事故发生经过 下组合测井仪， 在井深 , 遇阻， 起至 仪器卡住。 - 事故处理过程 用 ““- 套管一根， 从一边割螺线形切口， 把井口电缆引入后， 分三处把切口封死， “ 电缆从接头旁边引出。沿电缆下钻杆入井， 一方面注意大钩指重表和电缆指重计， 阻力不许 超过 “， 一方面打开仪器面板观察， 仪器有无活动显示，当发现井下仪器有活动显示时， 即 停止下放钻具， 然后下放电缆， 此时钻具阻力消失， 就证明仪器已解卡， 就一边起钻一边起电 缆， 将仪器捞出。然后把套管封口割开， 把电缆取出。 ） 式中 “ 正常压力地层中的 “指数； . 井深， ； *- 正常地层压力当量密度， 9 ;， 能满足钻井工程要求。 但是又有新的问题出现， 已开发油田由于长期注水和采油， 原始地层压力系统发生变化， 形成多套压力层系， 在钻调整井时， 易发生喷、 漏、 塌、 卡等复杂情况， 传统的地层检测方法已 不适用。所以必须探讨新的适合于开发区的地层压力检测方法， 在设计时或钻进中能及时准 确地预测调整井的地层压力并采取相应地措施， 对于钻井液密度的优选、 井身结构的合理确 定及防漏堵漏工作的准备都具有非常重要的意义。大庆、 中原等油田提出了推算法， 即根据 调整井附近的油、 水井的压力资料来预测调整井的地层压力。 先计算附近采油井的地层压力。 （’） 由动液面及环空测定套压， 计算产层压力 “ “ ） 式中0 油井稳定产量， 5 ； “ 改变油井工作制度前后的折算动液面之差， 4； 改变油井工作制度前后的稳定产量之差， 5 后的井口压力， 123； “ 水层井深， 4； / 注入水密度， ,5 647。 “待钻或正钻井地层压力预测。由伯努利方程可知， 在流线上两点具有的动能之差等于 流线上的能量损失， 即 “ * ,-- .*， 为点 的能量， 凰为点* 的能量， ,--* 为流体 从 点流向 * 点的能量损失。根据上述原理， 流体从高压区流向低压区， 油层作为一种特殊 流道存在压力降， 并由邻近两口井的地层压力和距离可以算出两口井间的压降梯度。如图 - “ 图 “ 注采井网示意图 所示， 图中 、 ； 1 泵压表上读出的计算点的漏失压力， ;2 -*。 ’确定最大允许钻井液密度。若把地层破裂压力换算成钻井液当量密度， 则式 （/ * ,* * ,* *） * * 34 85 （,* ; ,* ） （ *6） 式中, ,;*、 ,; 不同井段的井眼直径， ； ,随着钻井液的上返而增高， 钻井液到达 “） 清除障碍， 暴露井口。为了创造灭火和换装新井口的条件， 必须清除井口周围的障碍 物。进行这一工作时， 应组织精干的突击队员， 根据自然地貌、 风向等客观条件， 在消防水枪 喷射水幕的保护下， 本着 “先易后难， 先外后内， 分段切割， 逐步推进” 的原则， 清除井口周围障 碍物， 使燃烧的喷流集中向上， 为灭火和换装井口创造条件。拆除设备时可采用长臂吊车， 整 体吊离， 吊车要放在上风方向。清障中应有专人指挥作业， 不得有两种甚至几种作业同时 进行。 长臂桅杆吊要备有多种工具头， 装上不同的工具头， 可对火场内的障碍物进行钩、 扒、 拖、 吊及远距离水力喷砂切割等作业 （图“ ） 。 未着火的失控井， 在清除障碍时， 要防止产生火花。一是要大量喷水， 二是用水力切割， 不用氧炔焰切割。工具要使用铜制工具， 如铜橇杠、 铜榔头等。 在处理油气井井喷失控抢险灭火作业中， 需要实施远距离防火或带火切割障碍物， 以及 切割报废旧井口、 管柱、 废井架及其底座等作业， 迫切需要一种切割速度快、 效益高的能远距 “ 图 “ 长臂桅杆吊示意图 --8 型压裂车一台， 运砂车二台， 仪表车一台， .4- 型清障机械手一台。悬浮砂液 - 2-’， 石英砂 。 “红卫 1*” 又名二溴二氟甲烷 （34*67*） ， 代号为 “**” ， 分子量 *1 .， 沸程 ** ’ *“， 密度 * *. ’* ， 凝固点 ， 临界温度 1. *， 在室温下为五色、 透明、 易流动、 易挥发 的液体， 不溶于水。其灭火原理与 “*” 相同， 当可燃气体中含量达 / “9 时即可达到抑爆 峰值。 “ 另外还有小苏打干粉灭火剂， 干粉炮车在二氧化碳或氮气压力的推动下， 使干粉以雾状 喷出， 粉末表面与火焰接触， 在燃烧的高温作用下， 起下列化学反应 “） 能大通径放喷， 控制低回压， 避免承压能力降低了的原井口设备的保留部分 （如底法 兰） 因过高的回压而破坏。 （） 新井口最上面， 一般都装一个大通径的中压闸门， 在四通两侧放喷管线敞喷的情况 “ 图 “ 整体吊装新井口 下， 先用它关井。 （4’22 ; 44’2 ;- - - - - 油气水 钻井液 0 0 // -1 , * ,*1 表 “1 上海第一石油机械厂多功能防喷器技术规格 型 号 通径 .. 工作压力 234 连接型式 上端下端 工作介质 控制压力 234 外形尺寸， .. 外径高度 重量 78 /71---1-/1-3-/1-/3/-333-38.1-7/1 表 “8 美国卡麦隆公司 型多功能防喷器技术规格 规格， ’ *, “ 1 “ -00 1 00 - 0 1 0 1 07 栽丝连接008-10183/08080--07-3-00/- 法兰连接0/711/.-333.8311-0777-00.- 卡箍连接0/-01//83/7881/7007/--001- “ 表 “ 美国 5 （777）89 （6）87688889; 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