常见钻井事故及处理措施

第八章钻井事故•第八章钻井事故•一、卡钻事故•钻柱在井内停止时间过长，或由于地层复杂、钻井液性能不好、技术措施不当等原因，不能上提、下放或转动，有时甚至不能循环钻进液，这就叫卡钻。常见的有：粘附卡钻、坍塌卡钻、砂桥卡钻、缩径卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、沉砂卡钻、落物卡钻等。•1、粘附卡钻•钻井中，钻柱某些部位与井壁接触，当液柱压力大于井底压力时，便对钻柱产生横向推力，使其紧贴井壁。钻柱静止时间越长，与泥饼接触面积越大，摩阻力也同时增大，以致使钻柱失去了活动的自由而发生的卡钻，称为泥饼粘附卡钻，简称粘卡，也称为压差卡钻。•1）粘卡的原因•与泥饼摩阻系数、钻井液密度及钻具与井壁的接触面积和接触时间等因素有关。•2）粘卡的现象•钻具上提下放困难，且活动钻具的范围随着时间的增加越来越小；不能转动；能开泵循环且泵压正常稳定。•3）处理：粘卡初期，即还未彻底卡死的情况下，应保持循环，在允许范围内活动钻具，以下砸为主，反复数次，以求解卡。若钻具已被卡死则采取浴井解卡。浴井解卡是把解卡剂泵入井内，使其返到卡点部位浸泡、减小滤饼摩阻系数，边泡边活动钻具而解卡的有效方法。采取浴井解卡时要准确计算卡点的位置、计算解卡剂的用量，最后注解卡剂。若浴井解卡不成功，可采取其它解卡方法，如爆炸松扣、套铣、倒扣等。•2、坍塌卡钻•钻井液性能不好，滤失量太大，把地层浸泡变松，或在地层倾角太大的井段浸泡后的泥页岩膨胀、剥落入井造成的卡钻称为坍塌卡钻。它一般发生在吸水膨胀的泥岩、页岩、胶结不好的砾岩、砂岩等地层。•1）坍塌卡钻的原因•⑴钻井液失水量大，矿化度小，浸泡地层的时间长，把页岩、泥岩地层泡垮。•⑵钻井液密度过小，井内压力不能平衡地层侧压力，致使倾角大或胶结不好的地层垮塌。•⑶因起钻未灌钻井液，井漏或钻头泥包而产生拔活塞的抽吸作用等而引起垮塌。•2）坍塌卡钻的现象•一般在严重垮塌以前，先有大块泥饼和小块地层脱落，换钻头后下钻不能到底；有时在钻井液中冲出大块未经切削的上部已钻过的岩石；在钻进中突然发生憋钻，上提遇卡，泵压上升，憋泵，甚至转不动钻具等现象。•3、砂桥卡钻•当岩屑和砂粒上返到“大肚子”井眼时，速度变慢或此时停泵，岩屑下沉淤集于此处和坍塌物混合而形成砂桥，当钻具起到此处时便会卡钻。•1）砂桥卡钻的原因•⑴上部松软易塌或易溶性地层，由于钻井液的浸泡便会造成井径扩大，俗称大肚子，钻井液上返速度在此处减小。•⑵钻井液携屑能力差。•2）砂桥卡钻的现象•上提遇卡；不能转动钻具；泵压升高或憋泵。•4、缩径卡钻•当钻头起到缩径井段而发生的卡钻称为缩径卡钻。•1）缩径卡钻的原因•⑴具有膨胀性地层（如膨胀页岩、白垩等）和渗透性、孔隙度好的井段（如疏松的砂岩，孔隙度较大的灰岩）。•⑵钻井液性能不好，失水量大，在井壁形成胶状疏松的泥饼，当泵排量小，返回速度低时，易在泥饼上面沉积较多的粘土颗粒、岩屑及加重剂，致使井眼缩小。•⑶钻井液失水量大，自由水渗入疏松的泥岩，使地层膨胀而缩径。•2）缩径卡钻的现象•遇阻卡的位置固定；循环时泵压增大；上提困难，下放容易；起出的钻杆接头的上部经常有松软的泥饼。•5、键槽卡钻•起钻时，钻头拉入键槽的底部而被卡的现象称为键槽卡钻。•1）键槽卡钻的原因•键槽卡钻多发生在硬地层、井斜全角变化率大、形成了急弯（狗腿）的井段。钻进时，钻杆紧靠狗腿井段旋转；起下钻时钻杆在狗腿井段上下拉刮；硬地层钻速慢，时间长了在井壁上磨出了一条细槽即键槽，它比钻杆接头稍大而小于钻头直径。起钻时钻头拉入键槽底部被卡。–2）键槽卡钻的现象–卡钻前钻杆接头偏磨厉害，下钻不遇阻，钻进也正常，但起钻到井眼急弯处常遇卡，并随井深增加而逐渐严重；能下放而不能上提；能循环而泵压不升高，不憋泵。卡死后钻具转不动，提放不动，但循环正常。–3）当井眼有键槽遇卡起不出钻具时，可稍提拉力转动钻具，使钻柱产生扭转震动而跳出键槽，或者采用倒划眼方法破坏键槽。若已被卡死，可采取震击解卡、用扩大器破坏键槽、套铣倒扣等方法处理。•6、泥包卡钻•钻井液与岩屑掺混在一起紧紧包住钻头形成球状物，起钻拔活塞，当提到缩径井段则卡死称为泥包卡钻。•1）泥包卡钻的原因•⑴干钻•⑵在松软地层或高粘性的泥岩中钻进，由于排量不足或钻井液性能不好（粘度、固相含量太高等），或钻头选型不当造成钻头泥包。•2）泥包卡钻的现象•卡钻前钻进时钻头在井底的转动不灵活；有蹩跳现象或蹩钻严重，停车后打倒车；钻速急剧下降；泵压升高或蹩泵。起钻时一直存在卡、挂现象，起至小井眼就有可能卡死。卡钻后上提下放及转动均困难，且不能正常循环钻井液。•3）处理：泥包卡钻和缩径卡钻初期，要尽量大排量循环，轻提猛放，转动钻具，采取倒划眼起出复杂井段。若已卡死，可实施震击解卡，然后再进行倒划眼起出钻具。•7、沉砂卡钻•1）沉砂卡钻的原因•由于钻井液悬浮岩屑能力差，停泵后，岩屑下沉堵塞环空，埋住钻头和部分钻具形成的卡钻称为沉砂卡钻。此时，若开泵过猛还会憋漏地层而卡得更紧。•2）沉砂卡钻的现象•接单根或起钻卸开立柱后，钻井液倒返甚至喷势很大；接上单根开泵时泵压很高或蹩泵；上提遇卡、下放遇阻且不能转动或转动时蹩劲很大。•3）处理：井塌卡钻或沉砂卡钻初期，要下至畅通井段，循环调整钻井液性能，同时转动钻具，把垮塌物挤碎，冲洗出来，求得解卡。若已卡死，可采取震击解卡、套铣倒扣等方法处理。•8、落物卡钻•由于操作不小心将卡瓦牙、吊钳牙或其它小工具落入井内，卡于井壁与钻具或套管与钻具之间。此外，因操作不当、刹车不灵造成顿钻事故，把钻具顿弯而引起卡钻。•1）引起落物卡钻的原因•这类事故都是由于责任心不强、违背操作规程而引起的。•2）落物卡钻的现象•⑴在钻进中有落物落在环空会有蹩钻现象，上提钻具有阻力，小落物还有可能提脱，大落物则越提越死。•⑵起钻过程中遇有落物则会突然遇阻，只要上提力量不大，下放比较容易。若落物所处的位置固定，则阻卡点也固定。若落物随钻具上下移动，则只能下放不能上提，阻卡点随钻头的下移而下移。在下放无阻力时可以转动，在上提有阻力时则很难转动。•⑶落物卡钻的卡点一般在钻头或扶正器位置，较大的东西也可能卡在钻杆接头位置。•⑷在因有落物造成遇阻遇卡的情况下，开泵循环正常，泵压、排量、钻井液性能均无变化。•二、钻具断落事故•钻具事故是指钻杆、钻铤及其它入井工具和辅助工具在井下发生的各种事故的总称。•1、常见的钻具事故及发生的原因•1）钻具折断•⑴钻杆本体折断。•⑵钻铤粗扣折断。•2）钻具脱扣。•3）钻具滑扣。•2、钻具事故的处理•钻具事故发生后，应该根据事故的性质及时进行处理。如果发生的是钻具脱扣或滑扣，则要尽快采取井下对扣打捞“落鱼”。若对扣打捞失败，则应按照钻具折断对待进行打捞“落鱼”。•钻具发生折断后，应测量所起出钻具断口的水眼尺寸及外径，以判断“鱼顶”形状并根据井眼的实际情况选择恰当的打捞工具。如卡瓦打捞筒、打捞矛、公锥、母锥等。必要时，另外设计特殊的打捞工具，以便迅速捞出“落鱼”•三、井下落物事故•井下落物事故种类繁多，广义而言，凡钻具、套管、油管、电缆、钢丝绳等落入井下，都是井下落物，而且是大型落物。在这里井下落物是指那些碎小的不规则的没有打捞部位可与打捞工具连接的落物，如牙轮、刮刀片、手工具等。这些落物，有的掉到井底，成为继续钻进的拦路虎；有的掉到钻头或扶正器以上部位，成为造成卡钻的直接原因；有的掉在井眼中途，横梗在井眼，阻断了钻具通行的道路，这些事故不消除是无法继续钻进的。•1、落物事故发生的原因•⑴产品质量问题。如牙轮钻头在使用期限内发生断巴掌、轴承先期损坏、连接螺纹断裂、掉牙齿、掉水眼等现象。•⑵使用参数不当。过高的钻压、转速，使钻头过早地产生疲劳现象；送钻不均，使钻头产生冲击负荷；溜钻、顿钻都容易造成钻头事故。•⑶起下钻过程遇阻遇卡时，操作不当，猛提猛压，除容易造成卡钻外，也容易使钻头受损。•⑷超时使用。•⑸钻头与接头连接螺纹的规范不一致，或者是在大扭矩下将母螺纹胀大，或者不加控制地打倒车，造成整个钻头落井。•⑹从井口落入物件。起下钻、接单根及其它作业过程中，井口工具及其零件落入井内的机会较多，如卡瓦、钳牙、榔头、撬杠等。•2、井下有落物的现象•⑴井底有较大的落物时，钻头一接触落物就会发生蹩钻或跳转，钻压越大，蹩跳越厉害，完全没有进尺。•⑵井底有较小的落物时，有较轻的跳钻或蹩钻现象，时而又，时而没有，没有一定的规律。•⑶若钻具在井内，从环空中掉入落物，若掉在井径大的地方，留置在壁阶上，则起下钻无妨碍；若掉在井径小的地方，则会对钻具的起下形成阻力，严重时会造成卡钻。•⑷若有较大的落物落不到井底，而是横梗在井眼中部，则下钻会遇阻，转动有蹩劲，起出钻头或其他工具检查，会有明显的伤痕。•四、井喷事故•五、井漏•井漏是当井内的液柱压力大于地层压力时，钻井液进入地层的现象。凡发生井漏的地层，必须具备下列条件：①地层中有孔隙、裂缝或溶洞。②钻井液柱压力大于地层压力。③钻井液柱压力和环空压耗或激动压力之和大于地层破裂压力，把地层压裂，产生漏失。•1、井漏的原因•主要有两个方面：一是地层孔隙度大，渗透性好，或地层有裂缝、溶洞而造成井漏；二是技术措施不当，钻井液密度过大，与地层压力形成很大的压差，下钻速度太快，激动压力很大；开泵过猛，泵压很高导致憋漏等。•2、井漏的处理•⑴渗透性漏失。漏失速度小于5m3/h的渗漏，可采用调整钻井液性能和起钻静止堵漏的方法。在井下情况允许的条件下，尽量降低钻井液密度，以减小液柱压力，同时提高粘度，以增加钻井液进入地层的流动阻力，并降低排量，以减少因流动阻力而增加的井底压力。•⑵下钻太快或开泵过猛造成的漏失。应立即改为小排量循环，提高钻井液粘度，以利于尽快形成新井壁，漏失会逐渐消除称为循环堵漏。漏失速度超过5m3/h时，不得继续开泵，以防井塌卡钻。这时，应立即起钻并连续灌钻井液，起钻完静止堵漏或准备充填堵漏。•⑶裂缝溶洞漏失。应用充填法进行处理。即在钻井液中加入锯末、谷壳、贝壳渣等堵漏物质进行充填，还可以注入石灰乳或水泥进行堵封。•第九章井队安全生产常识•第九章井队安全生产常识•一、安全用电知识•电流对人体的伤害有两种类型：即电击和电伤。电击是电流通过人体内部所造成的伤害，主要影响呼吸、心脏和神经系统，是人体内部组织破坏，乃至死亡。电伤是指电流对人体外部造成的局部伤害，包括电弧烧伤，熔化的金属微粒渗入皮肤等。•机房、钻台和泵房用的工作灯一般采用安全电压。安全电压是指对地电压低于40伏。我国通常采用36伏、24伏、12伏为安全电压。•触电一般有四种类型：单相触电、两相触电、跨步电压触电及接触电压触电。•1、井场用电注意事项：•⑴电动机械或照明设备拆除后，严禁留有可能带电的线接头。•⑵室外的配电盘及开关装置，必须有防雨设施，并悬挂“有电、危险！”等警告标志。•⑶拉接电力线时，应注意次序。接电时，应从机具接向电源；断电时，应首先解除电源。•⑷用电设备必须装设可熔保险器或自动开关，当电路短路或设备超负荷时，能自动切断电源。•⑸保险丝的选用要符合规定标准，不能任意调大，更不能用铁丝或其它金属丝代替，更换保险丝时，必须切断电源。•⑹晒衣服的铁丝，严禁靠近电线或拴在电线杆拉线上。电杆铁拉线上必须装有绝缘子。•⑺下雨、下雪天在室外操作电器开关和设备必须戴绝缘手套，穿绝缘鞋。•⑻严禁在高压电线下作业和起吊东西。•⑼凡遇大风、雷雨，发现架空电力线断落在地面时，必须在远离电线8～10米外有专人看管，并迅速联系抢修。•⑽在操作胶木闸刀开关时，一定要先把胶盖盖好。不要用湿手或戴着湿手套去摸开关、灯头等电器设备，更不要用湿布去擦拭。•⑾在一般情况下不可带电作业。•二、钻井防火常识•为防止井场失火，对井场工作有下列要求：•⑴井队工人应接受有关防止井喷和所有运转设备的防护性维护保养，以及救火设备的使用及其注意事项等方面的专门训练。每个井队成员都应非常熟悉救火设备的规格、装置数量，以及每种规格设备的有效范围。•⑵井场应设置充足的适用的灭火机，所有的灭火器材都应定人管理，经常检查，始终保持其良好的工作状态。记录下检查日期及所有手提式灭火器的情况，并将记有上述资料的