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钻井事故及处理汇报提纲一、卡钻事故及处理二、井漏及处理三、钻具事故及处理四、落物事故及处理五、钻头事故及处理六、测井事故及处理七、套管事故及处理三、卡钻事故及处理(一)概述(二)井塌卡钻(三)沉砂卡钻(四)粘吸卡钻(五)缩径卡钻(六)键槽卡钻(七)泥包卡钻(八)落物卡钻正常钻进时,井内钻具处于运动状态。当井内条件恶化时,如井斜、缩径、泥包、井漏、井塌、井喷、钻井液性能恶化、岩屑堆积、落物、键槽等情况发生,将阻止管柱在井内正常运动,如起下钻时遇阻,上提绞车负荷增加,转动时转盘负荷增加,钻柱活动范围变小,严重时无法开泵,管柱卡死。由此可见,引起卡钻的原因是很多,后果也很严重。(一)概述卡钻在钻井中很容易发生,任何地区、地层、井段都有可能发生卡钻。不同地区,地质及钻井条件不同,卡钻原因、性质、程度不同。就某口井而言,卡钻有可能是以其中一种原因为主,也有可能是多种原因的综合。(一)概述根据卡钻的原因,卡钻可分为:井塌卡钻沉砂卡钻压差卡钻缩径卡钻键槽卡钻泥包卡钻落物卡钻(一)概述1.井塌原因造成井壁失稳有地质方面、物理化学方面、工艺技术方面的原因。(二)井塌卡钻1)地质方面的原因(1)岩性。如岩石未胶结或胶结不好,破碎带,节理发育等导致井塌。(2)存在原始地应力。井眼钻穿后,原始地应力释放,钻井液液柱压力无法平衡地层侧向压力,导致井塌。(3)存在异常孔隙压力。井内若出现负压差,且连通性较好,超过岩石强度的压差将岩石推入井内。(4)地层构造状态。构造作用使水平沉积岩发生变化,地层出现倾角。倾角增大,地层稳定性变差。(二)井塌卡钻2)物理化学方面的原因(1)水化膨胀。包括表面水化、离子水化、渗透水化。(2)毛细管作用。毛细管水运移削弱颗粒间、岩层面之间的联结力。(3)流体静液压力。滤液在静液压力的作用,进入地层,引起地层层面水化,强度降低,裂缝裂解加剧,从而导致井塌。(二)井塌卡钻3)工艺技术方面的原因(1)钻井液性能不合理,如密度、粘度、切力等。如末胶结地层、应力不稳定地层等。(2)钻井液液面下降,井内液柱压力降低,井壁失去足够的支撑而导致井塌。(3)排量不当。(4)底部钻具组合设计不当,导致环空间隙太小,起下钻易产生压力波动,导致井塌。(5)开泵过猛,管柱提放速度不当。(二)井塌卡钻(6)井段中同时存在水敏性地层及水层,若采用气体钻井,此时因气体对井壁的支撑力不足而产生井塌。(7)井喷引起井塌。(二)井塌卡钻2.井塌征兆1)钻井液的粘度、切力、密度、含砂量皆增高,泵压忽高忽低,有时会突然憋泵。2)井口返出岩屑量增多,砂样混杂,甚至出现大量的剥蚀掉块。3)起钻有遇卡现象,下钻下不到井底。井塌严重时,下钻堵水眼,开泵困难,憋泵甚至卡钻。(二)井塌卡钻2.井塌征兆4)划眼困难,有时发生憋钻、打倒车、接单根困难,反复划眼效果不大,甚至越划越浅,严重时可造成卡钻。5)钻井液性能不稳定,变化快,并且起下钻反喷钻井液。(二)井塌卡钻3.井塌的预防1)井身结构合理。(1)表层套管要封掉松软地层。(2)明显的漏层上部要用套管封住。(3)同一裸眼段,不允许喷漏并存。2)尽量减小套管鞋以下的口袋长度。口袋是下部岩屑的储藏所,易掉块。另排量偏低,易形成砂桥。(二)井塌卡钻3)选用流变参数合适、能与地层相适应的钻井液。(1)未胶结砾石层、砂层,密度适当,粘度及切力较高。(2)钻井液PH值控制在8.5-9.5之间。碱性越高,泥页岩水化能力越强。(3)混油。(4)适当提高钻井液矿化度。(5)促进有利于泥页岩稳定的离子交换作用。(二)井塌卡钻4)使用防塌钻井液。如油基钻井液、油包水乳化钻井液、硅酸盐钻井液、钾基钻井液、低失水高矿化度钻井液、含各种堵塞剂的钻井液等。(二)井塌卡钻5)留意管内外液面高度,保持静液柱压力。(1)起钻、停钻(有渗漏)回灌钻井液。(2)钻柱或套管底部装有回压凡尔时,要定期地向管柱内灌入钻井液。(4)管内外压力不平衡,停泵有立压,不能放回水,不能接单根。6)钻井液静止时间不宜过长。7)负压钻进,液柱压力大于地层坍塌压力。8)开泵不宜过猛,控制起下钻速度,减小压力波动。(二)井塌卡钻4.井塌卡钻的处理井塌以后,可能出现两种情况,一种是可以小排量循环,另一种则无法循环。对于前者,控制好进口流量与出口流量的基本平衡,在循环稳定之后,逐渐提高钻井液的粘度和切力,尽可能降低失水量,补加防塌剂,增强钻井液的携岩能力及防塌能力,把坍塌的岩块携带到地面。对于小排量可以循环但增加排量会漏失及无法循环这两种情况,则应采取套铣倒扣的方法加以解决。(二)井塌卡钻5.套铣倒扣解卡卡钻处理时,套铣倒扣解卡是常见方法之一,故有必要将套铣倒扣做简要介绍。1)作用遇到严重卡钻用其它方法不能解除且不能循环时,现场常用倒扣→套铣→倒扣的方法来取出井内全部或部分钻具。(二)井塌卡钻2)原理倒扣就是使转盘倒转,将井内正扣钻杆倒出。每次倒出钻杆的数量决定于井内被卡钻具丝扣松紧是否一致,通常希望从卡点处倒开。对卡点以下的钻具下套铣筒将钻具外环空中岩屑、落物等铣掉。套铣筒接在钻杆下面下入井内,套住井内钻具后再进行套铣,套铣一个套铣筒的长度后起钻,再下入反扣钻杆及倒扣捞矛或反扣公锥进行倒扣,如此反复,即套铣→倒扣→套铣→……,直到把井内全部钻具倒出。这是一种比较复杂的处理办法,费时较长。(二)井塌卡钻3)操作步骤(1)将卡点以上钻具重量全部提起(并稍大些),使卡点附近钻具既不受拉也不受压,然后倒转转盘,将钻具丝扣倒开提出。(2)若倒出的钻具没有达到卡点处,可在反扣钻杆下接倒扣捞矛或反扣公锥(必要时在公锥上面接安全接头),下到井内被卡钻具处造扣,然后上提,使卡点处钻具不力,再反转转盘倒扣,如此反复,直到将卡点以上钻具全部倒出,再进行套铣。套铣时选择铣鞋、铣筒的外径比井眼稍小,其内径要比钻杆接头外径大,套铣筒的长度根据实际工况而定。(二)井塌卡钻4)套铣倒扣解卡工具(1)铣鞋a.功用用来破碎地层或清除环空堵塞物。b.结构与取心钻头类似,呈环形结构,上有螺纹与铣管连接,下有铣齿,如右图所示。其结构有多种形式,根据套铣对象来确定。(二)井塌卡钻(2)铣管a.功用用以容纳井内钻具。b.分类铣管按有无接箍可分为有接箍铣管和无接箍铣管,有接箍铣管又可分为内接箍铣管和外接箍铣管。c.结构各种铣管结构如下图所示。(二)井塌卡钻(二)井塌卡钻(3)倒扣捞矛a.功用倒扣捞矛是对井下被卡钻具进行倒扣作业的一种专用工具。在倒扣打捞作业中使用该工具时,钻具可以不带安全接头,通过井上操作,可实现安全退扣。使用该工具打捞,比采用反扣公锥倒扣打捞成本低,不会引起像公锥断裂等复杂事故。(二)井塌卡钻(3)倒扣捞矛b.结构ZDM型钻具倒扣捞矛由矛体、胀心轴和胀扣套三部分构成,如右图所示。(二)井塌卡钻(3)倒扣捞矛c.工作原理矛体上部为反扣钻杆接头螺纹,矛体与胀心轴由螺纹联接,胀扣套就装配在胀心轴的外锥体上,胀心轴下部有引导锥,便于胀扣套与落鱼接头螺纹对扣,另外胀扣套在上提拉力作用下,可牢牢地抓住落鱼。若上部钻具为正扣,则工具上部也应为正扣。(二)井塌卡钻(3)倒扣捞矛d.操作方法(a)在倒扣打捞作业时,ZDM型钻具倒扣捞矛由反扣钻杆送入井下,若是双正扣钻具倒扣捞矛则与正扣钻杆联接。当引锥插入落鱼水眼之后,正转5~6转,使胀扣套与落鱼上部接头螺纹旋合。(b)上提钻具,胀扣套被胀心轴撑大,紧紧地与落鱼接头螺纹配合。上提拉力大小以要倒开钻具重量与打捞钻具重量之和为宜。(二)井塌卡钻(三)沉砂卡钻沉砂卡钻也叫砂桥卡钻,如右图所示。当井筒直径大小不规则时,钻井液往往在扩径处产生涡流而使所携带的钻屑下沉,在下面的缩径处聚集而形成的桥堵。(三)沉砂卡钻1.沉砂原因1)清水钻进时,钻井液悬浮岩屑能力差,岩屑下沉,形成砂桥。2)钻井液体系或性能发生了改变。原有平衡被破坏,井壁上的滤饼剥落,井壁上的岩屑滑移。3)絮凝剂加入过量。4)井内钻井液静止时间过长。5)井壁存在大肚子井段。(三)沉砂卡钻6)机械钻速与排量不匹配。7)气体钻井遇含水地层,岩屑在环空中形成泥球或泥环。8)循环解卡剂时,开泵过猛,泵量过大,易将解卡剂中的岩石颗粒(井壁泡松泡垮后溶解于解卡剂中)与滤饼挤在一起,形成砂桥。9)大斜度定向井在使用井下动力钻具时,在井眼低边易形成岩屑床,停泵时形成砂桥。10)钻柱在上部折断,造成钻井液循环短路。(三)沉砂卡钻11)钻井液被盐水污染后,极易破坏井壁滤饼而形成砂桥。(三)沉砂卡钻2.沉砂征兆1)下钻时井口不返钻井液或者钻杆内反喷钻井液。钻头进入砂桥以下,由于砂桥堵死了循环通路,钻井液不能从井口返出,而只能被迫进入钻头水眼从钻杆内返出或者被挤入松软地层中。2)起钻时环空液面不下降,但钻具内的液面下降很快。3)在钻进时,钻井液流量小或携砂能力不好,钻具上下活动、转动均无阻力,一旦停泵则钻具无法提出。(三)沉砂卡钻2.沉砂征兆4)气体钻井时,返出钻屑中有湿泥团,泵压升高,返出气体量减少甚至不返,起下钻具有阻力。5)开泵循环,则泵压升高,悬重下降,井口返出钻井液很少,甚至不返出钻井液。6)在砂桥未完全形成以前,下钻时可能不遇阻或者阻力很小,随着钻具的不断下入,阻力逐渐增加,出现钻具下入但大钩悬重不增加的现象。(三)沉砂卡钻3.沉砂的预防1)尽可能不用清水钻进。2)综合考虑喷射钻井、携屑、稳定井壁等,优化钻井液设计,形成坚韧低渗滤饼,以巩固井壁。3)维持钻井液体系及性能稳定。4)裸眼井段,钻井液静止时间不宜过长。5)松软地层机械钻速较快时,应适当延长钻井液循环时间。接单根的速度要快。开泵排量先小后大。6)胶结不好的井段不要划眼。7)控制井径扩大率(10%-15%)。(三)沉砂卡钻8)泵量要适当,既能保持井眼清洁,又不冲蚀井壁。9)含水地层,不宜用气体钻进。10)排解卡剂时,排量要先小后大,中途不要停泵。11)起下钻出现砂桥卡钻征兆时(下钻井口不返钻井液或钻杆水眼内反喷,起钻液面不降),应停止起下钻,立即接方钻杆开泵循环,开泵时采用小排量顶通,然后逐渐增加排量,待环空畅通、钻柱内外压力平衡后,方可继续进行起下钻作业,以免砂桥被憋得越来越紧,卡死钻具。12)用解卡剂浸泡解卡,先小排量,再大排量。(三)沉砂卡钻4.沉砂的处理1)若用小排量可循环,应慢慢增加粘度、切力,再逐步增加排量,把循环通道打开。2)开泵时,若钻井液只进不出,钻具无法活动,应算准卡点位置,从卡点附近倒开,以免砂桥卡钻发展成粘吸卡钻。(三)沉砂卡钻4.沉砂的处理3)若砂桥在上部,最好先炸掉钻头或炸裂钻铤,然后进行倒扣、套铣,将砂桥解除,再下钻具对扣,恢复循环。如果砂桥在下部,应采用爆松倒扣的办法,一次将未卡钻具倒出,卡点以下钻具通过套铣倒扣、切割方法加以解决。4)沉砂卡钻若发生在起下钻过程中,此时钻头不在井底,若套铣,则落鱼可能下落。为此应立即对扣,活动钻具,尽可能在活动中解卡。(三)沉砂卡钻5.爆炸倒扣卡钻处理时,爆松倒扣、套铣解卡是常见方法之一,故有必要将其做简要介绍。1)作用用于处理卡钻事故。(三)沉砂卡钻5.爆炸倒扣2)原理首先测出卡点的位置,然后用电缆将导爆索从钻具内孔送到卡点以上第一个接头丝扣处,在导爆索中部对准接头的同时,将钻具卡点以上的全部重量提起,并给钻具施加一定的倒扣力矩,点燃爆索使其爆炸。导爆索爆炸时产生剧烈的冲击波及强大的震动力,足以使接头部分发生弹性变形,及时把扣倒开。同时,由于导爆索爆炸产生大量的热,使钻杆接头处受热,熔化其中的丝扣油,并产生塑性变形,也有助于卸开丝扣。倒扣后套铣、打捞。(三)沉砂卡钻5.爆炸倒扣爆炸倒扣方法具有安全、可靠、速度快、钻具一般不易破坏,不需要反扣钻具和打捞工具等优点,同时加快处理卡钻的速度,但要严格控制炸药量,并合理操作。1.粘吸卡钻原因粘吸卡钻也叫粘附卡钻、压差卡钻、泥饼卡钻。在正常的情况下,井壁上虽有泥饼,但只要钻柱同井壁接触面积小,机会少,时间短,钻柱所受径向压力几乎相等,不会压在泥饼上。由于实际井眼不会绝对垂直和规则,总有一部分钻柱与井壁接触,如下图所示。(三)粘吸卡钻(四)粘吸卡钻在接触处没有钻井液,没有钻井液
本文标题:钻井事故及处理
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