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钻井复杂与事故,概述,,钻井是一项隐蔽的地下工程,存在着大量的模糊性、随机性和不确定性,是一项真正的高风险的作业。在钻井过程中,钻头不断地破碎岩石、新井眼随之生成,新形成的井壁岩石失去了原来的支撑条件,呈现出不稳定状态,如果钻井措施不能适应这些变化,就会造成井下诸多复杂情况和事故。造成巨大经济损失。正确认识和预防、处理井下事故及复杂情况是钻井工作者的重要任务之一。,概述,,造成井下复杂情况及事故的原因★地质因素异常的地层压力孔隙压力,破裂压力,特殊地层的应力;不稳定的岩性盐岩层、膏岩层、煤层等特殊的地质构造断层,裂缝,溶洞等。★工程因素地质资料的掌握程度;工程设计的科学性;技术措施的正确性;管理、操作人员的素质。,复杂原因分析,1、不稳定的岩性引起的复杂,复杂原因分析,2、异常地层压力引起的复杂,复杂原因分析,3、异常地质构造引起的复杂,,多年来发展了数种预测异常高压的技术,其中有在钻井施工前进行的地球物理预测方法,也有钻井过程中应用的钻井参数方法和其他方法。单独依靠任何一种方法都难以实现准确预测,应该综合各种方法的结果并加以比较,才能提高预测的准确程度。目前在国内使用最多的方法是声波测井法和dc指数法。,1.地球物理方法,,一、地层压力的预测方法,复杂情况预防,,,1地震资料法因为地震波是一种弹性波,其传播速度与岩石致密程度有关。通常,岩石愈致密,波的传播速度愈快,传播时间愈短。在正常压力梯度下,岩石的致密程度随深度而增大,因此地震波传播速度亦随深度而增大,其传播时间随深度而减小。当地层出现异常高压pp>ph时,岩石致密度下降,地震波传播速度减小,传播时间增大,人们可根据这一特性来解释地震波与井深的关系曲线,从而预报异常高压。这种方法一般用在钻井施工前的初步预测。,复杂情况预防,2声波测井法声波传播速度主要是孔隙度和岩性的函数。如果岩性为泥页岩时,则声波测井主要反映孔隙度的变化。在正常压力地层中,随深度增大,地层压实程度增强,孔隙度下降,则声波传播速度加快,传播时间减少。深度D与传播时间Δtn的对数之间呈一条正常趋势线。,在异常高压地层中,由于欠压实,孔隙度加大,传播时间Δt将偏离正常趋势线,其数值大于正常值。,复杂情况预防,3电阻率测井法电阻率测井法的预测原理在正常压力地层中,随深度增大,地层压实程度加大,孔隙度减小,导电流体也减少,页岩电阻率加大。在一定的地区,页岩电阻率对数与井深之间存在一条正常趋势线;在异常压力地层中,由于地层欠压实,孔隙度增大,地层流体多,地温高,页岩电阻率向着低于正常电阻率的一侧偏离正常趋势线,其偏离值越大,地层压力越高。预测地层压力方法有地区经验曲线及当量深度法,具体操作步骤与前面介绍的声波测井法大致相同。,复杂情况预防,2.钻井过程中预测地层压力的方法1d或dc指数法20世纪60年代以来,人们了解了机械钻速和地层压力之间的关系,并在此基础上发展了一种改进机械钻速预测地层压力的方法,称为d或dc指数法。d或dc指数法是利用泥页岩的压实规律及欠压实地层机械钻速增大的特性和压差影响机械钻速的原理,同时考虑了钻井参数对机械钻速的影响来监测地层压力的。,,在正常压力条件下,随着深度加大,vpe下降,dc指数增大,且dc与D之间呈一条正常趋势线。在压力过渡带和异常高压地层,由于地层欠压实和井底压差减小,vpe加大,dc指数下降,通过其与正常趋势线偏离值的大小,可以预报出地层压力。,vp,复杂情况预防,标准化钻速法于1967年由维德Vidrine和贝尼特Benit提出,1980年由普伦蒂斯Prentice和伍兹Woods进一步完善,并用于现场。它是利用钻速方程把影响钻速的诸因素修正成标准值,唯一将压差当量循环密度与地层压力之差孤立出来。当井内的当量循环密度为一常数时,标准化钻速值的变化,可以直接反映出所钻地层孔隙压力的变化。据有关资料介绍,该方法能监测到地层压力很小的变化,但因其分析计算较繁琐,从而限制了它的广泛应用。,复杂情况预防,2标准化钻速法,3.其它方法地层压力还可利用页岩密度法、岩屑情况变化分析、化石资料、钻井液返出温度及钻井液中天然气、氯化物含量变化等预测,具体方法可参阅有关文献。,复杂情况预防,地层破裂压力在井中一定深度处的地层,其承受压力的能力是有限的,当压力达到某一值时会使地层破裂,这个压力称为地层的破裂压力pf。地层破裂压力的大小取决于许多因素,如上覆岩层压力、地层压力、岩性、地层年代、埋藏深度以及该处岩石的应力状态。,,二、地层破裂压力预测方法,复杂情况预防,,三、地层压力剖面的建立,复杂情况预防,1、建立区块力学模型,,三、地层压力剖面的建立,复杂情况预防,2、建立区块地层特征模型,,三、地层压力剖面的建立,复杂情况预防,3、建立区块地层压力剖面,,三、地层压力剖面的建立,复杂情况预防,4、建立单井钻前力学模型,,三、地层压力剖面的建立,复杂情况预防,5、给出安全钻井的泥浆密度范围,,复杂情况预防,6、预测地层裂缝尺寸范围,,三、地层压力剖面的建立,复杂情况预防,7、钻进中力学模型的更新,钻前力学模型是基于邻井的资料建立起来的,与本井的实际情况肯定有一定的不同,所以有必要实时地进行更新模型,以提供更准确的压力剖面来指导生产。,,四、地层压力现场监测技术,复杂情况预防,1、NDS技术的概述,NDS系统主要利用地质建模,来确定地层压力、坍塌压力及破裂压力,从而确定泥浆密度安全窗口,制定合理的循环当量密度进行钻井。,监测环空当量循环密度(ECD)监测环空当量静态密度(ESD);实时电阻率测井及孔隙压力预测;实时钻井液密度安全窗口监测;实时更新地质力学模型;监测井下钻压和扭矩及振动。,NDS井下工具示意图,复杂情况预防,2、NDS主要工作内容,四、地层压力现场监测技术,,四、地层压力现场监测技术,复杂情况预防,3、NDS技术的原理,,复杂情况预防,动平衡钻井、环空压耗控制技术在迪那204井取得了很好的效果,例证,,,垂向应力,水平最大应力,水平最小应力,,,,,1、地质力学模型,Pp,油藏的地质力学模型包括以下详细内容,●应力方位模拟●应力大小模拟●孔隙压力●有效岩石强度,孔隙压力,“岩石”单轴压缩强度(UCS),五、控制压力钻井,复杂情况预防,,,,,,,,2、地质力学模型元素,垂向应力,Shmin泄漏试验、小型压裂,最小主应力,SHmax级别建模,最大水平应力,,应力方位,SHmaxazi井眼破裂,孔隙压力,岩石强度,复杂情况预防,3、井眼损坏,孔隙压力,复杂情况预防,,,,,4、钻井轨迹描述,30度斜井,下半球投影,垂直井,北向水平井,90度井斜,60度井斜,30度井斜,东南60度井斜,复杂情况预防,5、剪切破坏(易破裂的’压力’碎石),破坏由于在大量页岩上的应力泥浆类型OBM或WBM解决方法提高泥浆比重,复杂情况预防,扁平的碎石,破坏由于地层应力泥浆类型OBM或WBM解决方法提高泥浆比重,增加对层理的冲击角度,复杂情况预防,块状碎石,破坏由于地层和渗入裂缝的随时间变化的泥浆泥浆类型OBM比WBM更糟解决方法提高或降低泥浆比重,改变泥浆类型、阻止泥浆渗入,复杂情况预防,6、化学井眼不稳定,破坏由于地层和随时膨胀和/或水侵入页岩和析出页岩泥浆类型’膨胀页岩‘-WBM比OBM更糟‘渗透效果’-OBM比WBM更糟。解决方法提高泥浆比重,改变泥浆盐度、改变泥浆类型,复杂情况预防,,9.8,12.0,,,11.9,,11.5,,10.2,,10.7,,11.0,井眼坍塌(磅/加仑),,,12.1,,,,,,S,N,E,W,SHmax,,13,与井眼偏斜和方向相对应的泥浆比重,水基泥浆,,有钻井问题的井收缩井眼、卡钻、密封装置等没有主要钻井问题的井设计井(使用水基泥浆),复杂情况预防,,10.6,,10.2,,11.8,井眼坍塌ppg,,,,S,N,E,W,SHmax,11.8,合成泥浆,有钻井问题的井收缩井眼、卡钻、密封装置等没有主要钻井问题的井,与井眼偏斜和方向相对应的泥浆比重,复杂情况预防,复杂情况预防,对原教科书中的做法做了改变更科学,更合理,六、地层破裂压力试验,1、概述,,在一定深度下岩石受到上部地层最大的积压,,,,,,2、水力压裂的原则,,,,,,,,,,,2.在某一个水平方向岩石受到的积压最小,3.在岩石破裂以前井中的流体压力在增加,,,,,,4.最容易产生裂缝的方式是,竖直平面垂直于最小应力的方向,复杂情况预防,3、应力测试常用的水力压裂技术,从钻杆或连续油管中从地面注入流体裂缝垂直于最小主应力的方向延伸.假设井筒近似平行于主应力方向裂缝从井筒控制的区域下向远处延伸,复杂情况预防,,4、理想化的压裂图压裂,延伸,闭合,再次开裂,延伸,闭合,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,流量,时间,压力,,最小主应力/裂缝闭合压力,,分隔器压力,压力间隔,复杂情况预防,复杂情况预防,处理井下复杂情况的原则,,★安全坚持安全第一的原则。★快速决策正确,组织周密,准备充分。★灵活详实掌握现场信息,不失有利战机。★经济综合考虑技术方案使损失减至最小。,井漏,1、井漏的原因★地质因素渗透性地层粗砂岩、砾岩、含砾砂岩等天然裂缝、溶洞★人为因素注水开发造成多压力层系注水开发造成地层破裂压力的变化施工措施不当加重不均,起下压力激动,粘切高、岩屑浓大、泥包、砂桥、坍塌条件下开泵过猛,2、井漏的分类,★按漏速分五级Ⅰ级微漏,漏速≤5m3/h;Ⅱ级小漏,漏速5~15m3/h;Ⅲ级中漏,漏速15~30m3/h;Ⅳ级大漏,漏速30~60m3/h;Ⅴ级严重井漏,漏速≥60m3/h。,井漏,3、漏失及堵漏机理,★漏失的三个基本条件1压差2漏失通道3能容纳钻井液的空间★堵漏机理1机械堆砌堵漏,如桥接堵漏;2化学反应堵漏,如水泥浆、化学凝胶堵漏。,井漏,井漏,8,4、井漏的预防★正确进行井身结构和套管程序设计★松软、易漏地层钻进应控制钻速,延长钻井液携砂时间,避免操作引起压力激动(起下钻、开泵、加重)★采用近平衡压力方式钻井,加强泥浆抑制性的处理,高密度、小井眼井中应尽量降低泥浆切力★上部存在低压层,应先行堵漏再钻开高压层,井漏,,5、井漏的处理★渗透性漏失■如漏失量不大可继续钻进,利用钻屑堵漏■继续漏失,停止钻进,上提钻具静止堵漏■改变钻井液性能(降密度、提粘、提切)■钻井液中加入堵漏材料(石棉粉,暂堵剂),井漏,,5、井漏的处理★裂缝性漏失■小缝、小漏加细微颗粒和纤维物质(云母片,石棉粉,细碳酸钙,氧化沥青粉,单向压力封闭剂)■大漏使用桥接剂(贝壳渣,胶粒、膨胀型堵剂及复合堵剂)■严重漏失使用可凝固的材料(石灰乳,柴油-膨润土浆,水泥,树脂,MTC浆,酸溶性固化剂),井漏,,5、井漏的处理★溶洞性漏失■充填与堵剂复合方法(投粗砂、碎石、水泥球再堵)■借助于井下工具(尼龙袋,网袋,封隔管)■边漏边钻、强行穿过后下技术套管,井漏,★塔里木油田按漏失严重程度划分的桥浆堵漏的五套基本配方,井漏,,6、处理井漏的技术要点(1)、在严重漏失地层进行堵漏施工时,在条件允许及井眼稳定的情况下,尽可能降低堵漏液的密度,提高堵漏液膨胀性能,提高封堵率及填充加固能力。(2)、岩性疏松、胶结能力差、承压能力低的漏失地层,堵漏施工时应尽量避免使用高强度、高密度堵漏液(高密度堵漏液易压漏地层;高强度胶凝塞重钻时易钻出新井眼)。,井漏,,6、处理井漏的技术要点(3)、在钻开预计高压层前,对上部裸眼段进行提高承压能力的封堵时,应钻开一段、封堵一段,避免长井段及短时间内进行承压试验。(4)、在严重漏失层与低压漏失层并存的井段,堵漏施工应采用低密度、中稠度、流动性好、滞流能力强并具有一定强度的膨胀性堵漏液进行承压堵漏,避免堵漏液不能进入低压层、在外来压力激动作用下产生新的漏失,导致重复堵漏。,溢流,1、要有连通好的地层。2、流体存在。3、要有一定的能量,也就是说要有地层压力。,一.溢流发生的三个基本条件,溢流,1、起钻时井内未灌满泥浆,使井内的液柱压力减小,当压力小于地层压力时,会发生溢流;2、井内的液柱压力和地层压力相近时,起钻产生的抽吸压力会诱发溢流;3、钻井液密度不够,井内的液柱压力小于地层压力;4、发生井漏后,井内的液柱压力减小,当液柱压力小于地层压力时,会发生溢流;5、钻遇地层压力异常。,二、溢流发生的主要原因,溢流,1.泥浆出口流量增加(主要显示)2.泥浆池泥浆量增加(主要显示)3.停泵后井内泥浆外溢(主要显示)。4.泵压下降和泵冲数增加(次要显示)5.起钻时应灌入的泥浆量减少(主要显示)6.钻具悬重发生变化次要显示)7、下钻过程中返出的泥浆量大于下入钻具的体积。(主要显示)8.钻时加快(次要显示)9.泥浆出口温度升高。(次要显示),三.溢流的显示,溢流,10.钻井液性能发生变化(主要显示)11.返出的钻井液中有油花、大量的气泡出现,这是进入油气层的直接标志。(次要显示)12.气测值不断连续地增加(主要显示)13.电阻率升高(次要显示)14.停止循环或空井灌满泥浆后,有泥浆外溢现象。(主要显示)15.井漏(次要显示)16.Dc指数减小。(次要显示)17.岩屑尺寸加大。(次要显示),溢流,1、要有合理的井身结构2、尽量避免同一裸眼井段内有压力悬殊的地层存在,尤其是上喷、漏层同时存在。3、技术套管尽量下深,套管鞋处的地层破裂压力梯度要大于目的层的地层孔隙压力梯度。4、加强地层对比,及时提出地质预告及时判断发生溢流的可能性。5、要有可靠的井控设备6、根据地质设计以预期的最高地面压力标准选配井控装置,对于预探井和气井,要装压力级别高的防喷装置。,四.溢流的预防,溢流,7、要及时进行压力检测。8、根据施工过程中的各种数据和现象获得定性的地层压力值,必要的情况下,可进行测井来获得定量的地层压力值,也可以从测试中获得较准确的地层压力值。9、使用密度合理的钻井液10、必须使钻井液液柱压力略大于地层压力,这个略大于的压力要能够抵消起钻时的抽吸压力。11、要做地层破裂压力实验,四.溢流的预防,溢流,12、一般在下表层或技术套管后,在钻开的第一个砂岩井段,要做地层破裂压力实验13、要做地层承压试验14、对于探井,尤其是地层压力预测不太准确的探井,钻至目的层以上50100米时,最好做一次地层承压试验。15、打开油气层后,起钻前要测油气上窜速度,即短程起下钻一次,再下到底,循环一周,观察有无油气浸现象,及油气上窜速度,其值在安全值范围内,才可以起钻。16、打开油气层后,起钻速度不能太快,因为起钻时有抽吸压力。,四.溢流的预防,溢流,17、井内停止循环的时间越短越好,起钻后必须立即下钻,若要检修设备,也要下钻到套管鞋,以便在出现溢流后更好地控制井口。18、严格按井控九项管理制度执行。19、严格按钻开油气层制度储备加重材料和重泥浆。20、保证井控设备随时处于正常待命工况。21、保证溢流监测仪器处于正常工作状态。22、加强责任心,严格落实岗位责任制,加强坐岗和巡岗。23、科学合理的预案。,四.溢流的预防,溢流,1、发现溢流后不及时关井,仍循环观察。2、发现溢流后继续起钻3、起下钻溢流时仍继续起下钻4、先坐好吊卡或卡瓦再关防喷器。5、强烈井喷时硬关井。6、井喷卡钻未压井强行活动钻具。7、溢流中含H2S高时关井后不加压。8、井喷关井后拟提断钻具关全封。9、气侵未排气就起钻,排气不控制回压。,五.溢流、井喷处理中的错误做法,溢流,10、在井口喷天然气的情况下开关钻台电器11、井喷后放喷不控制回压12、井漏长时间静止灌不进泥浆以为不漏而起钻。13、在井塌和回压凡尔失效情况下用立管闸门泄压。14、关井后长时间不进行压井。15、溢流后不关井求压就盲目进行压井。16、敞开井口使压井液的泵入速度大于溢流速度。17、对于超高压气井盲目放喷。18、在发生溢流和卡钻的情况下先处理卡钻。,五.溢流、井喷处理中的错误做法,溢流,1、在压井过程中,井底压力始终保持常压,并能平衡地层压力。2、压井过程中,井口装置和套管所受内压力不得超过允许值。3、在满足上面两个条件下,力争关井至排除溢流止的时间最短,以及压井作业本身使用时间最短,这对于易卡和气体溢流尤为重要,以减少卡钻和避免长时间关井气体滑脱上升造成井内异常高压。4、尽量选择施工难度小的。,六、压井方法的选择原则,溢流,1.在整个压井过程中,始终保持压井排量不变。2.采用小排量,一般压井排量为钻进排量的1/31/2。3.压井泥浆量为井筒有效容积的1.52倍。4.通过控制回压(立、套压)来达到控制井内压力的目的。5.保证压井施工的连续性。,七、常规压井的基本原则,八、硬关井、软关井的优缺点,硬关井,软关井,,,优点发现井涌后,只让少量的地层流体进入井内。井涌量越小压井作业越容易。缺点水击效应大,冒过大压力加于薄弱地层上的风险,增加地层压裂的危险,容易引起井下井喷。,优点关井过程中,防止水击效应作用于井口装置,可试关井。缺点操作时间长,从发现气侵到关井,会有更多的地层流体进入井内。,溢流,复杂事故案例分析,卡钻事故,,■卡钻事故处理通则★分类按卡钻产生的原因可分粘吸卡钻、坍塌卡钻、砂桥卡钻、缩径卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、干钻卡钻、落物卡钻、水泥固结卡钻等各种类型。★顺利解除事故的必要条件力求钻井液循环畅通;尽量保持钻柱完整;建立专业化的队伍。,卡钻事故,■卡钻事故处理程序,一通,保持水眼畅通,恢复钻井液循环;二动,活动钻具,上下提拉或扭转,以提拉为主;三泡,注入解卡剂,对卡钻部位进行浸泡;四震,使用震击器震击(单独震击或泡后震击);五倒,套铣、倒扣;六侧钻,在鱼顶以上进行侧钻。,卡钻事故,,1、原因井壁因吸附、沉积形成滤饼;地层孔隙压力与泥浆柱压力形成的压差。2、特征钻柱有处于静止状态的过程;卡点位置在钻柱部分;卡钻前后泥浆循环正常;卡点可随时间增长而上移。,一、粘吸卡钻,卡钻事故,,3、预防使用优质钻井液油基、油包水型、高价阳离子聚合物体系钻井液;良好的润滑性、较小的固相含量和滤失量;符合近平衡钻井要求的密度。设计合理的下部钻具组合使用螺旋钻铤、加重钻杆、稳定器等增加钻具的支撑点,减少接触面积;使用随钻震击器。尽量减少钻具在井下的静止时间保证优良的井身质量4、处理发现粘卡最初阶段采取强力活动措施下砸、震击浸泡解卡剂原油、解卡剂,卡钻事故,,二、坍塌卡钻1、井壁坍塌原因地质因素原始地应力,地层构造状态,岩性,异常孔隙压力物理化学方面原因水化膨胀,毛细管作用,流体静压力工艺方面原因泥浆柱压力,泥浆性能,井身质量,油气侵,井喷,起钻或中试抽吸2、特征钻屑返出增加、扭矩增大,泵压上升且不稳定起钻中(灌泥浆不及时)上起遇阻逐渐增加且阻力不稳,开泵返出异常、泵压升高、悬重下降下钻井口不返,钻具内倒返,开泵现象与起钻相同划眼困难,常需多次反复划眼才有好转,卡钻事故,,3、预防合理设计表层套管须封松软层,技套封至明显漏层以上,下套管口袋尽量留少,设计适应所钻地层的泥浆体系保持泥浆柱压力起钻和停工期间灌好泥浆,下套管定期灌满泥浆,维护管内、外压力平衡减少压力激动控制起、下钻速度,讲究开泵方法使用具有防塌性能的钻井液油基或阳离子、油包水、硅酸盐、钾基、低滤失高矿化度钻井液等,加入堵塞剂(氧化沥青、淀粉)降低地层的坍塌压力,卡钻事故,,4、处理井塌--划眼松软地层低粘度泥浆,防出新眼(使用有领眼作用的工具,“一冲、二通、三划”),掌握新眼的处理方法较硬地层高切力、高动塑比泥浆,使用牙轮钻头、增大排量,遇大掉块用磨鞋、正确认识、处理蹩泵现象,起钻前稠泥浆封井坍塌卡钻尽量维持循环改变泥浆性能清除坍塌岩块,灰岩可考虑注酸套铣、倒扣,卡钻事故,,三、砂桥卡钻1、砂桥形成原因钻屑多,钻井液悬浮能力低清水钻进,使用刮刀钻头,钻速快,排量不足松软地层暴露太多表层套管少,管鞋处垮塌钻井液中絮凝剂过量粘土絮凝团聚积泥浆体系或性能改变破坏原有平衡,泥饼剥落、岩屑滑移钻井液长期静止泥浆切力低、岩屑下滑堆积其他井塌,井身质量,开泵过猛2、特征下钻不返或钻杆内倒返;下钻常见软遇阻;下钻过砂桥开泵不畅,开泵后钻具活动遇卡;起钻“拔活塞”;钻进中停泵上提遇阻,卡钻事故,,3、预防尽量使用泥浆开钻二开清水钻进设备必须有充分保证,无法循环立即起钻;遇其他停工将清水转为泥浆钻井液必须满足巩固井壁、携带岩屑的需要,切忌大幅度改变泥浆性能钻进选用合适的排量,控制环空安全的岩屑浓度执行起、下钻安全规定,掌握正确开泵方法裸眼井段钻井液静止时间不可过长4、处理套铣、倒扣(灌好泥浆,防粘卡,套铣防掉),卡钻事故,,四、缩径卡钻1、原因砂泥岩易因泥浆滤失量大形成厚泥饼特殊泥页岩吸水膨胀,含水泥岩塑性蠕变,沥青层盐岩蠕变温度、压力、时间深部石膏层吸水膨胀地层错动、井眼横向位移,卡钻事故,,四、缩径卡钻2、特征单向遇阻,卡点固定多发生在钻具运动中(蠕变层例外)一般循环正常卡点在钻头或大直径钻具处蠕变岩层钻速快、扭矩大、提起难下到原井深,卡钻事故,,3、预防下井工具尺寸不可大于正常井眼,遇阻不能强提硬下注意检查旧钻头磨损程度在钻具中接震击器、扩孔器钻特殊岩层如岩盐层,必须提高钻井液密度,制定安全钻进措施控制钻井液滤失量和固相含量简化钻具结构、选择合适钻头、使随钻扩眼工具等,四、缩径卡钻,卡钻事故,,四、缩径卡钻4、处理遇卡初大力活动钻具解卡下阻上提,上卡下砸,钻进遇卡上提配合转动,防粘震击器震击解卡起卡下击,下卡上击浸泡剂浸泡解卡泥岩缩径注油类润滑剂;盐岩缩径注水上述方法组合解卡倒扣、套铣、侧钻,卡钻事故,,1、键槽形成键槽产生的主要条件是井身轨迹产生局部弯曲,形成“狗腿”,钻杆接头在运动中切削与其接触的井壁形成键槽。键槽形成与地层软硬、井斜大小基本无关。在大段易坍塌泥页岩中夹有薄砂层的条件下,可形成一种“壁阶式”键槽。,五、键槽卡钻,卡钻事故,,五、键槽卡钻2、特征卡钻只会发生在起钻过程中卡钻发生在钻具横向截面突变处卡钻时循环正常均质地层,卡点移动;非均质地层,卡点不动,卡钻事故,,五、键槽卡钻3、预防直井严防“狗腿”产生控制井斜、方位定向井轨迹设计应尽量简化(多增斜,少降斜);技套封过高造斜段;起钻注意观察、记录遇阻点;主动破槽缩短套管鞋以下的口袋长度防止套鞋偏磨成槽钻具带随钻震击器,卡钻事故,,五、键槽卡钻4、处理大力下压使用下击器下击破槽套铣解卡对石灰岩、白云岩,可注盐酸溶解,,,卡钻事故,,六、泥包卡钻1、泥包产生原因钻遇松软且粘性地层,切削物易成泥团排量太小,井底清岩效果差泥岩重复破碎、水化成团钻井液性能差,高失水、高固相含量易成厚泥饼积聚钻具循环短路钻头、扶正器处钻屑堆积粘附,卡钻事故,,六、泥包卡钻2、特征.钻进钻速逐渐降低牙轮蹩钻,泵压略有升高起钻时随井径不同阻力有变化起钻时环空灌不进泥浆提钻阻力的大小与泥包程度有关,卡钻事故,,六、泥包卡钻3、预防钻进保证足够的排量软地层使用低粘、低切钻井液;可使用刮刀钻头;注意控制钻速注意泵压和钻井液出口流量发现泥包显示,停止钻进、及时清除;起钻防抽吸,卡钻事故,,六、泥包卡钻4、处理.开大泵量,降低钻井液的粘度和切力强力活动钻具使用震击器震击倒扣套铣清除粘卡、爆松,卡钻事故,,七、落物卡钻1、原因能造成卡钻事故的是处于钻头或扶正器以上的落物。井眼与钻柱之间的环形空间有限,较大的落物会像楔铁一样嵌在钻具与井壁中间,较小的落物嵌在钻头、磨鞋或扶正器与井壁的中间,使钻具失去活动能力,造成卡钻。,卡钻事故,,七、落物卡钻2、特征.钻进有憋钻现象发生卡钻发生在钻头或扶正器位置,起钻遇阻突然卡钻时,循环正常钻井液性能无变化,卡钻事故,,七、落物卡钻3、预防定时检查井口工具,注意井口的围盖极软地层用特制工具拨扫落物减小套管鞋以下的口袋长度防水泥掉块严格管理,减少人为因素防硬提,争取转动,磨铣防卡,卡钻事故,,七、落物卡钻4、处理.钻头在井底时发生落物卡钻,争取转动解卡,大力上提或用震击器上击;起钻过程中遇卡猛力下压,使用震击器下击水泥块卡用盐酸浸泡倒扣、套铣,钻具断落事故,,1、原因疲劳破坏长期承受拉、压、弯、扭复杂应力,临界转速引起振动,弯曲转动产生交变应力,钻具组合不合理腐蚀破坏氧气、二氧化碳、硫化氢、溶解盐类、酸类、电化学腐蚀机械破坏制造缺陷,磨损,超过强度极限的受力,外伤造成的应力集中点,使用不当,泥浆冲蚀事故破坏顿、溜钻,人为倒开2、特征悬重下降,泵压下降,转盘负荷减小,无进尺或放空,钻具断落事故,,3、处理判定鱼顶位置及所处状态,井径与落鱼鱼顶位置的关系,钻具断落事故,,正确选定打捞工具公锥、母锥、卡瓦打捞筒、捞矛处理复杂鱼顶的工具,可变弯接头,弯钻杆,壁钩,钻具断落事故,4、预防措施和处理方法,钻具断落事故,4、预防措施和处理方法,井下落物事故,,1、原因钻头等产品质量有问题、使用参数不当、操作不当、超时使用、螺纹规范不一致,顿钻造成钻具事故,井口落入物件。2、特征井底有较大落物,钻进中有憋钻、跳钻现象;钻压越大,憋跳越严重;没有进尺。井底有较小落物,有轻微的憋、跳钻现象;钻速相对降低;起出钻头可见断齿、磨痕。环空中有较大落物时,憋钻、起下遇阻环空中有较小落物,基本不影响钻具转动,但起钻阻力增加并不稳定。,井下落物事故,3、预防防止从井口落入任何物件;不超时使用钻头,防止掉牙轮;禁止从钻具内投入任何物件;钻头、接头、套管的连接螺纹规范一致,连接牢靠,防止脱扣;入井钻具要严格检查质量;钻井参数使用得当。,井下落物事故,4、处理不规则细碎物件的打捞磁力打捞器,反循环打捞篮,随钻打捞杯,反循环强磁打捞器,反循环一把抓打捞器、喷射吸入式反循环打捞器,静水压力落物打捞器,气举打捞器、取心筒式打捞器。细长杆落物的打捞卡板式打捞筒,卡簧式打捞筒井底落物破碎工具井下聚能爆炸、磨鞋其他处理方法,测井事故,常见测井事故卡仪器、卡电缆、掉仪器、断电缆等。1、原因■表层或技术套管鞋磨损成槽■裸眼井径不规则,电缆拉槽■井壁坍塌起钻后未灌好泥浆表层垮塌,测井其间井垮■钻井液性能不好造成井塌,形成砂桥,粘附■操作原因操作失误折断电缆,遇阻发现不及时电缆下入过多、盘结成团,测井中遇井涌、喷切断电缆,测井事故,2、预防严格控制井身质量,搞好钻井液性能,认真执行操作规程3、处理(1)、完整电缆的解卡仪器遇卡必须尽一切可能不拉断电缆■钻杆穿心解卡■旁开式测井仪器(2)、电缆断后的打捞■内钩捞绳器、外钩捞绳器(3)、电测仪器的打捞■卡瓦打捞筒■卡板打捞筒■卡簧打捞筒,
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