钻井井下复杂问题预防与处理
目录
绪论
1 钻井井下复杂问题分类 (1)
2 井下复杂问题分析 1 3井下复杂问题处理原则 4 第一章井喷（涌） 6 1．1井喷（涌）的原因及征兆 6 1．1．1 井喷（涌）原因 6 1．1．2 井喷（涌）征兆 7 1．2 井喷的预防措施 8 1．2．1工程技术措施 8 1．2．2地层压力预测和监测 10 1．3常用的井控设备 11 1．4井喷的处理 13 1．4．1关井 13 1．4．2井底常压法压井 13 1．4．3非常规压井 18 第2章井漏 19 2．1技术要点及有关计算 19 2．1．1地层漏失压力 19 2．1．2地层破裂压力 20 2．1．3钻井液动压力 21 2．2井漏的预防 22 2．3井漏的处理 23 2．3．1漏层位置的判断 23 2．3．2井漏的处理方法 25 第三章井塌 (30)
3．1井塌原因 30 3．1．1井塌常见粘土矿物 30 3．1．2井塌的内在原因 31 3．1．3井塌的外在原因 31 3．1．4深井与浅井在井塌原因上的差异 33 3．2井塌的特征及危害 34
3．2．1井塌的特征 34
3．2．2井塌的危害 34
3．3易井塌地层的分类与预防 35
3．3．1易井塌地层的分类 35
3．3．2井塌的预防 36
3．4井塌的处理 37
3．4．1一般性井塌的处理 37
3．4．2出现新井眼的处理 38
3．4．3井塌卡钻的处理 39
钻井井下复杂问题分类
钻井井下复杂问题的内容涉及到井下复杂情况、井下事故等。
石油钻井中，通常把井斜超标填井、井漏、井涌、起下钻遇阻划眼、钻头泥包等井下问题称为钻井井下复杂情况，钻（管）具仍然保持连接状态并且具有活动能力。这类问题通过实施针对性的工艺和技术措施即可解除，处理相对较为简单。
通常把卡钻、井喷、钻（管）具及工具落井、卡电缆及仪器以及固井水泥留在套管内等井下问题称为钻井井下事故，钻（管）具失去连接或不能活动、或失去对井眼的控制能力等。这类问题必须采用专门技术和工艺、使用专用工具和设备以及多方技术配合处理，才能恢复到正常状态。井喷等重大钻井井下事故需成立专门抢险指挥机构、组成专门抢险队伍处理才能完成。
一般情况下，只要处理措施和方法正确得当，钻井井下复杂情况将逐步好转并恢复正常状态。如果处理方法不当，将使问题更加复杂甚至转化为钻井井下事故。如井漏就可能引起井塌，井塌就可能引起卡钻；井身质量不好就可能产生键槽，键槽就可能造成卡钻；钻具刺漏就可能导致钻头泥包或干钻，甚至会造成钻具断落或卡钻。在井喷与卡钻、钻具断落与卡钻、井塌与卡钻都可能同时存在。井下复杂情况往往是井下事故的先导，井下事故往往是井下复杂情况继续恶化的必然结果。一切形式的其他卡钻都可能引起粘吸（压差）卡钻，都会产生连锁反应。一旦钻具失去了活动自由，就陷入十分被动的局面，所以在钻井工作中，要注意井下出现的各种变化，把精力放在消除复杂问题上。
钻井井下复杂问题虽然不能直观，但通过各种现象，可以查其端倪，寻其规律。利用现有的条件，根据泵压、悬重、钻井液进出口流量、机械钻速的变化，以及钻具上下活动转动时的阻力变化情况，可把钻井井下复杂问题分析判断出来。现把发生井下情况的各种特征列于表0—1中，把发生井下事故的各种特征列于表0—2中。利用表0—1基本上可以把井下复杂情况判断清楚，利用表0—2基本上可以把发生的事故类型判断清楚。
1、井下复杂问题原因分析
钻井工程是勘探开发石油天然气的主要手段之一。而一般钻井工程讲述的是钻井方法、井身结构设计、井眼轨道设计与轨迹控制、钻柱设计、钻头使用、钻井液设计与油气井压力控制、钻井水力学与钻井参数的优化配合、固井工程及完井方法等各个钻井环节必不可少的内容。我们把这些称之为常规钻井技术。但是钻井工程存在着大量的隐蔽性、模糊性、随机性和不确定性问题。由于对客观情况的认识不清或主观意识的决策失误，往往会产生许多复杂情况甚至造成严重的事故，轻者耗费大量人力、物力和时间，重者导致全井废弃。
注：1、表中A项为该类复杂情况的充分条件，据此可为井下复杂情况定型。2、表中B项为该类复杂情况的必要条件，可作为辅助判断的依据。3、A1、A2表示同一判据中的这两项可能同时存在，也可能只有一项存在。4、以上各类复杂情况，除键槽外，都指正钻或停钻后活动情况。
注：1、表中A项为该类的充分条件，据此可为该类事故定性。2、表中B项为该类事故的必要条件，可作为辅助判断的依据。3、A1、A2、A3表示同一判据中的这三项可能同时存在，也可能只有一项获两项
存在。
2、井下复杂问题处理原则
钻井井下复杂问题的预防与处理是一个复杂性系统问题，是钻井技术系统的重要组成部分。因此，预防与处理钻井井下复杂问题，应按系统工程和价值工程原则，采取定性与定量相结合的方法进行系统的技术经济分析，综合各方面成功的经验做法进行科学的决策、设计和施工。认真搞好全井的设计是安全钻井和避免井下问题的关键，是一个系统原则问题，而且是复杂性系统原则问题。在钻井前，应该详细了解已钻井的情况，如果是探井，应尽量掌握地震等资料。一方面在钻井前尽量掌握地下各种信息；另一方面，在钻进中也要借助各种方法和仪器掌握地下各种信息。多年的经验证明，最重要的还是生产一线的钻井队长、钻井工程师、钻井监督，经验要丰富，技术要过硬。这样，钻井遇到复杂情况，才能有过硬的应变能力。
具体讲，处理井下复杂问题应遵守以下四条基本原则：
（1）安全原则
井下复杂问题多种多样，处理的手段和使用的工具也多种多样。但这些工具和方法在正常钻井过程中接触不多也不很熟悉。而且往往要采取一些强化措施如处理井下事故中拉、压、扭转都要比正常钻进时所用的力量要大得多。这些措施往往又强化到设备和工具所能承受的极限程度，稍有不慎就会造成新的事故，甚至由井下事故引发人身事故。处理事故过程中，工序复杂，起下钻具次数频繁也增加了发生新事故的机会。如果造成事故套事故的局面，处理的难度就大了，甚至无法继续进行处理。所以在处理井下事故与复杂情况的过程中，必须从设备、工具、技术方案、技术措施、人员素质各个方面进行综合考虑。
（2）快速原则
一旦发生井下复杂问题，其情况会随着时间的推移而更趋恶化。如果井内失去循环，就增加了井塌、油漆上窜的可能，井塌又进一步加剧了卡钻，油气上窜又进一步加剧了井喷的可能。所以在安全第一的原则下，不许抓紧时间进行处理，要迅速的决策，迅速的组织，迅速的施工，工程衔接要有条不紊。随着井下情况的变化及人们认识的加深，部分修改或全部修改原定方案的事是常有的，所以在确定第一方案的同时要有第二至第三方案的考虑，早作准备。要争取以最快的速度见到实际的效果。
（3）灵活原则
处理井下复杂问题是一个多变的过程，很难有一个一成不变的方案。有时井下情况变了，人们的思想认识也要随着改变。要做到灵活机动，这一点最关键的是实时地掌握现场的第一手信息，特别是关键时刻的关键信息，有些信息稍纵即逝，很难捕捉到，有些信息一般人认为无所谓，而聪明的工作者却可据此得出符合实际的认识，及时地调整方案，加速了处理过程。所以我们既要重视过去的经验，又不拘泥于过去的经验；既要灵活机动，又不违反客观规律；既要大胆思考，又要符合逻辑思维程序。
（4）经济原则
由于井下问题的复杂性，处理的难易程度相差很大，在目前技术水平下游的事故没有处理成功的可能性；有的事故虽有处理成功的可能性，但难度很大，需要耗费相当多的物资和时间；有的事故初期看来处理难度不大，但在处理过程中，井下情况却变得越来越复杂；有的事故用不同的方案进行处理会有不同的经济效果。因此面对不同的情况，从各种处理方案的安全性、有效性、工艺的难易程度、工具材料费用、占用钻时间、环境影响等方面进行综合评估，在经济上合得来则干，合不来则止。发生事故本已造成了经济损失，处理事故的原则是把这种损失降低到最低限度。
近年来，钻井技术已经有了很大的发展，如计算机技术、随钻测试技术、井下动力钻具、高效钻头、顶部驱动装置、钻井液技术等，不但提高了钻井速度，降低了成本，也减少了钻井的风险性。待将来钻井工程实现全过程的机械化、自动化，即实现闭环控制的时候，钻井事故与复杂情况将会大大减少。
随着钻井信息技术的发展和利用，将有可能测定钻头处的钻进参数、水力参数、地层特性、井眼走向、并有可能预测地层孔隙压力、漏失压力，这样一来钻井工程中的许多模糊性变得不模糊了，许多不确定性可以确定了，有助于避免钻井事故的发生，钻井管理工作将从避免风险转移到风险管理了。随着钻井技术的发展，处理井下事故的技术也必然会有飞速的发展，事故的处理将会更安全更迅速。但不管具体作业如何变化，而总的思路总的原则是不会变化的。
二、井漏
井漏是在钻井、完井及其他井下作业过程中，各种工作液（包括钻井液、完井液、水泥浆、修井液等）在压差的作用下，流尽地层的一种井下复杂情况。在沈井钻井施工中，井漏现象经常发生，若严重的漏失得不到及时的发现和处理，不仅损失大量的生产时间，还可能引发井塌、井喷和卡钻等恶性事故，甚至导致部分井断或全井断的报废。所以井漏问题是钻井工程中最常见的技术难题之一。
井漏发生的原因主要有三个方面：一是地层原因，即在地层沉积、地下水溶蚀或构造活动过程中形成了原始漏失通道，钻开漏失通道后便会发生漏失。二是钻井施工钻井液当量循环压力大于地层抗破能力（即地层被压实、胶结等形成的结构强度），或大于地层孔隙、裂缝、溶洞中流体的压力，且漏失通道的开口尺寸大于钻井液中固相的粒径，把钻井液压入了漏失通道而发生漏失。三是施工过程中由于开泵过猛、下钻过快等人为因素造成新的漏失通道而发生漏失。人为漏失通道主要指的是诱导裂缝，大部分是垂直裂缝，其长度可达几十米至几百米，对井漏产生重要影响。
２．１技术要点及有关计算
从技术角度来讲，钻井完井过程中井漏的发生主要与钻井液东压力、地层漏失压力和地层破裂压力油罐，当井筒中钻井液液柱作用于井壁地层的动压力（Ｐ动）超过地层中有其及其他也提（水）的压力（即地层的孔隙压力Ｐ孔）时；或当Ｐ动大于地层抗破能力（即破裂压力Ｐ破）是地层破裂形成新的漏失通道时，就会产生井漏。因此，压力Ｐ孔、Ｐ颇、Ｐ动大小的变化，直接影响井漏的发生。准确掌握地层的漏失压力、抗破能力、钻井液性能及人为造成的激动压力等因素，对于制定并采取恰当的防漏、堵漏方案和措施具有重要意义。
２．１．１地层漏失压力
地层漏失压力即漏层压力，是指示井筒中钻井液进入地层漏失通道时所需的最低压力，其值等于地层孔隙压力与钻井液在地层漏失通道中发生流动的阻力致贺。漏失压力月底，钻井中漏失的可能性越大。
１）地层漏失压力的影响因素
（１）地层孔隙中流体压力的大小。地层漏失压力随地层孔隙压力的降低而下降。
（２）底层天然漏失通道的大小、形态和连通性。通道越大、形态越规则、连通性越好，地层漏失压力就越低。一般处于构造轴部、高点、断鼻构造、鼻状构造、
断层附近、断层上盘的底层或碳酸盐岩、风化壳等地层，孔、洞、裂缝比较发
育，地层漏失压力也比较低。
（３）钻井液流变性能。钻井液进入漏失通道的流动阻力时随钻井液塑性粘度、动切力的增大而增大，漏压力也随之增高。因此，可以通过调整钻井液流变性能来
提高地层的漏失压力。但钻井液粘切又不宜太高，若流动性太差，会是钻井液
在环孔的流动阻力变大即使钻井液的动压力增大而造成漏失。
（４）地层漏失通道中流体的流变性。当地层漏失通道中存在油、气、水等流体时，井筒中的钻井也必须克服地层中流体发动流动的阻力，才能进入漏失通道。地
层中流体的流动阻力时随其粘稠度的增高而增大，因此，地层中流体的流变性
会影响地层的漏失压力。
（５）漏失层井壁形成内、外泥饼的质量。当钻开砂、砾岩等孔隙性地层时，钻井液便会很快在井壁上形成内、外泥饼，如在此类地层发生井漏，则钻井液进入漏
失通道时就必须克服内、外泥饼所产生的阻力，内、外泥饼越致密，质量越好，
阻力就越大，即漏失压力亦越大。
２．２井漏的预防
对付井漏应以预防为主，防堵结合，尽可能避免因人为的失误而引起的井漏，一口井自设计、开钻之前，应把能搜集到的与井漏有关的资料如地层岩性、孔隙压力、破裂压力、漏失压力以及已钻邻井的漏失情况如漏失井深、层位、漏失时的钻井液密度、性能及工程技术堵漏措施等尽量搜集齐全，并做好以下方面的工作。
（1）根据地层孔隙压力梯度和地层破裂压力梯度曲线，正确进行井身结构和套管程序设计。同一裸眼井段内，不能有喷、漏层并存。当同一井眼中存在多套孔隙
压力、破裂压力、坍塌压力地层时，则应下套管将低破裂压力地层与高压地层
加以分隔。
（2）在设计和选用钻井液密度时，应是钻井液所产生的井液柱压力低于裸眼井段地层的最低破裂压力或漏失压力，但要高于地层的孔隙压力，又要防止井漏的发
生。对于地漏失压力地层，可依据漏失压力大小，选用低固相聚合物钻井液、
水包油钻井液、油包水钻井液、充气钻井液、泡沫钻井液等进行近平衡或欠平
衡压力钻进。
（3）在可钻性好的地层中钻进，钻速较快，钻井液排量跟不上，会使岩屑浓度过大，憋漏地层，应控制钻速，或者每打完一单根，划眼1—2次，延长钻井液携砂
时间，既可控制密度的上升、减少钻井液循环压力，又可减轻高渗透砂层缩径
引起的复杂情况。
（4）穿过高渗透地层时，应适当提高钻井液的粘度和切力，降低滤失量，保持钻井液不仅有好的造壁性，提高地层的漏失压力，而且又有适当的对井壁的冲刷作
用，防止虚厚泥饼的形成，降低钻井液流动阻力，保证起下钻的畅通，减少漏
失的可能。
（5）在易漏地层中钻进，采用较低排量和较小的泵压，控制钻速和起下钻、接单根市的下放速度，防止产生激动压力，压漏地层。
（6）在易缩径地层中钻进时，应采用抑制性钻井液，防止井径缩小而增加环空流动阻力。
（7）如下部有高压层，而上部有低压层，又不可能用套管封隔时，在钻开高压层之前，应对裸眼井段进行破裂压力试验，找准漏失层位，并采取相应措施提高地
层的承压能力。
（8）在已开发区钻调整井时，可以通过停止注水、老井排液泄压、加强低压层注水等调整地层压力，防止井漏。
（9）随钻井液密度敏感性很高的地层，如石灰岩裂缝、溶洞，钻井液密度稍高则漏，少地则盆，堵漏困难时，调整钻井液密度使液柱压力与地层压力平衡，钻穿漏
层，下套管封隔。
（10）加重钻井液时应梯次增加钻井液密度，使易漏岩井壁对钻井液液柱压力有一个逐渐适应的过程。
（11）使用深井高密度钻井液或在小井眼中钻进时，在保证悬浮加重剂的前提下，应尽可能降低钻井液的动切力和静切力，以减少环空流动阻力。
（12）在钻井液结构性较强的情况下，下钻时应分段循环，破坏钻井液的胶凝结构。
每次开泵都要先小排量后逐渐加大排量，同时转动钻具破坏钻井液结构力，防
止把地层憋坏。
（13）如果没有高压层，而且又没有地层坍塌的可能，可以用泡沫钻井液、充气钻井液、空气等进行钻井。
（14）下钻时不要在易漏层段开泵。
（15）下钻时如发现连下三柱钻杆井口不返钻井液，应立即停止下钻，并上提钻具，接上方钻杆转动后慢慢开泵循环，直到正常方可继续下钻。
（16）下钻遇阻时，须循环钻井液划眼，使之畅通，防止硬压造成漏失。
（17）钻遇高压油气层发生溢流时，要按照有关的井控规定，合理控制套压，防止憋漏地层。
2．3 井漏的处理
钻井或完井过程中一旦发生漏失就必须进行及时处理，首先要找准漏失的位置，然后根据井漏的情况，采取不同的处理方法。对于井下压力系统、地层结构复杂的井段，只能进行堵漏处理，对于压力系统单一、地层结构强度大的井，可以采用降低井底压力等办法进行处理。
2.3.1漏层位置的判断
1）综合分析法
漏层位置的判断有时是比较困难的，必须根据该地区的地质特性，各地层的压力梯度，邻井的井漏情况，钻井参数的变化，漏速、漏失量等多项参数，进行综合分析判断。若钻井液密度没有增加时产生的漏失应作以下判断。
（！）根据起下钻速度、泵压、排量的变化和可能造成激动压力的大小分析原来曾漏过的层位是否会重漏。
（2）根据地层压力和破裂压力的资料对比，在最低压力点，如已钻过的油、气、水层及套管鞋附近可能会发生井漏。
（3）根据地质剖面图和岩性对比，裂缝发育的层位往往会发生井漏。
（4）和邻井相同井段进行对照分析，邻井已发生井漏的层位发生井漏可能性较大。
（5）如果钻井液性能没有发生变化，在正常钻进中发生井漏，则漏失层即钻头刚钻达的位置。
（6）如果钻进中有放空现象，放空后即发生井漏，则漏失层即放空井段。
（7）下钻时如果钻头进入砂桥，或放入坍塌井段，开泵时泵压上升，地层憋漏，则漏层即在砂桥或坍塌井段。
（8）下钻时观察钻井液返出情况，每下一立柱，井口应返出与钻具体积相同的钻井液量，当钻具下入后，井口没有钻井液返出，说明有可能发生了漏失，漏失的位置应在钻头以下。
如在钻井时不发生漏失，而在加重钻井液时或替加重钻井液过程中发生了漏失，应作如下判断：
首先应分析上部井段发生过漏失但经静止或适当降低密度后停止漏失的层位，进而分析该井已钻的地层剖面，哪里有断层、不整合面、生物岩灰和火成岩侵入体及高渗透的厚层砂岩等。一般来说，开放性的断层和不整合面在钻进时易发生漏失，待滤饼形成后，漏失的可
能性减小。而高渗透性的厚砂岩、生物岩灰、火成岩侵入体发生漏失的可能性最大，埋藏越浅，漏失的可能性越大；但最有可能的是技术套管鞋以下的第一个砂岩层。当然也有特殊情况，上部不漏下部漏，松软地层不漏而中硬地层漏，这是因为脆性底层在地应力作用下容易形成裂缝，而这些裂缝中的矿物充填程度或油气水充填程度不饱满而容易形成漏失，而压实程度较小的具有塑性的地层反而不容易形成裂缝。
2.3.2 井漏的处理方法
1）小漏的处理方法
小漏指进多出少而未失去循环的渗透性漏失，或由于钻井过程中因操作不当造成压力激动，作用在地层的压力超过破裂压力，形成诱导裂缝而产生漏失，遇到这种情况，应采取如下办法。
（１）若漏失量不大，漏失井段不长，可继续钻劲，强行穿过漏层；若还继续漏失，且漏失量很大，则应停止钻劲，提起钻头至安全为止，最好是进入技术套管，
让下部钻井液静止8—24h。因为起钻静止一段时间后，一方面消除了压力激动，
裂缝往往会自动闭合，自然缓解井漏，地层又可以承受压裂前可承受的压力；
另一方面，漏进裂缝之中的钻井液，因其具有触变形，随着静切力增加，起到
了粘结和封堵裂缝的作用，从而消除了井漏。
（２）在钻井液中加入小颗粒及纤维物质如云母片、石棉绒、超细碳酸钙、暂堵剂等堵漏材料，在边钻的过程中进行随钻堵漏。
（３）调整钻井液性能，如降低密度，提高或降低粘度和切力，减小钻井液液柱压力和流动阻力，使钻井液对井底的压力与地层的漏失压力相平衡的情况下进行钻
进。采用此法必须具备以下条件：
①已下过技术套管，裸眼井段不长；
②裸眼井段不存在严重缩径、垮塌的地层；
③裸眼井段没有比漏层更具有更高压力的地层
④漏层以下不会钻遇比漏层压力更高的油气水层。
（４）对于低漏失压力地层，且没有高压汽油地层和井壁垮塌的地层如灰岩、玄武岩地层等，可依据漏失压力大小，选用充气钻井液、泡沫钻井液等进行欠平衡压
力钻井。
2）大漏的处理方法
大漏时钻井液只进不出，井眼内钻井液液面很快下降，极易引发井下复杂情况：①如果裸眼井段很长，上部松软地层或易垮地层很可能会发生缩径或井塌；②在漏层局部井段形成砂桥，造成卡钻；③钻井液液面很快下降，液柱压力急剧下降，易诱发井涌、井喷。所以，钻开油气层段后，对大漏应有足够的重视，并有充分的预防措施和准备：①要做好坐岗观察，一旦漏失，及时发现，及时采取措施；②在没有井喷危险的情况下，应立即停钻停泵，上提钻头至技术套管内，如未下技术套管，应一直起完，中间不可停顿，更不可试图开泵循环；③在上起的同时，要不间断地从环空灌入钻井液（在没有钻井液的时候也可以灌入清水），以维持必要的液柱压力，防止井壁过早的坍塌，并尽量最大可能起出钻具。对于大量的漏失进行堵漏的方法有：
（１）桥塞堵漏
桥塞堵漏时利用不同形状、尺寸的惰性材料，以不同的配方混合于钻井液中直接注入漏层的一种堵漏方法。主要是利用固体颗粒度堵塞缝隙孔道，其中刚性颗粒在漏失孔道中起架桥和支撑作用，改变刚性颗粒的大小，可以在不同尺寸的裂缝孔道中起到架桥和支撑作用。柔性颗粒易于架桥和填充，又易变形，因而使用的粒度范围可大一些，最大粒度可以大于裂缝宽度。不规则的纤维材料在压差的作用下，随着漏失过程的进行，纤维物质在
漏失滇聚结，和充填的各种匹配粒子一起在裂缝中及井壁表面上形成非常致密的骨架结构—滤饼，从而很快阻止了钻井液的漏失。
桥塞材料来源广泛，只要是不与钻井液起化学作用又有足够强度的固体颗粒如核桃壳、橡胶粒、贝壳、锯末、花生壳、稻壳、石棉粉、云母片、超细碳酸钙、氧化沥青都可以用作桥塞材料。这些材料可按不同比例复配出多种用途的堵漏剂，如复合堵漏剂、单向压力封闭剂等。
（２）高失水浆液堵漏
这种堵漏浆液到达漏层后，在压差的作用下水分迅速滤失，固体物质在孔道或缝隙内很快形成骨架结构，化学活性物质在井下温度和压力的作用下，较快的发生化学变化，将骨架结构形成高强度的封堵层，达到预期的堵漏效果。常用的有：
①塞尔（DSR）堵漏
狄塞尔（DSR）堵漏剂是惰性材料和化学活性物质的混合物，具机械桥塞与化学胶结双重作用的堵漏剂，基浆配方为：清水670kg，抗盐土50kg，烧碱4kg，纯碱4kg，聚合物4kg，氯化钠230kg。加重堵漏剂配方：密度1.30~2.10kg/L，在基浆基础上另加狄塞尔140~110kg，核桃壳粉90~70kg，蚌壳渣100~80kg。根据漏层情况还可加入适量中细纤维等，使其滤失量达100mL以上，粘度达80s以上，将其泵送至漏失井段挤入漏层4~10m3，静止24h堵漏。堵漏材料的规格和数量应根据漏层性质灵活搭配。
②DTR堵漏
DTR堵漏剂是由具有良好渗透性的物质、纤维状物质及聚凝剂等复合而成的粉状材料，可根据现场需要配制出DTR—1型（软塞）和DTR—2型（硬塞）高失水堵剂。该剂既具有高失水堵漏性能，又能部分酸溶解堵，有利于保护油气层。DTR浆液可以用清水配制（DTR 粉剂：水=1：6），也可以用钻井液配制，不过用钻井液配制时应把钻井液加水稀释，以增大其失水量。根据现场需要，可以在DTR浆液中加大桥接剂或加重剂。
（3）高炉矿渣—钻井液堵漏（MTC堵漏）
高炉矿渣是非金属产物，主要由硅酸盐和钙、镁及其他碱基铝酸盐等成份组成，由高炉矿渣—钻井液配制的堵漏液，其粘度高低可以用普通钻井液的稀释剂或增粘剂来调节，加木质素磺酸盐可延长凝固时间，提高活化剂浓度可缩短稠化时间，增加碱的浓度能改善早期的抗压强度。MTC堵漏浆可用钻井液泵送到漏层位置并加压挤入漏层6~8m3，静止24~36h堵漏。根据漏层性质还可灵活复配其他堵漏材料，获得更佳的堵漏效果。
（4）水泥浆堵漏
水泥浆堵漏的常用方法有：
①一般水泥。此法工艺简单，易于掌握，相对来说，风险性较小，在现场广泛应用。
②速凝水泥。水泥浆堵漏失败的根本原因，往往是因为水泥浆在漏失通道中未能及时
凝固而被稀释或流失所造成，因此在水泥浆中加入催凝剂（一般采用氯化钙）缩短
凝固时间，是提高水泥堵漏成功率的有效手段。凝固时间须在室内做好试验，要保
证有足够的施工时间。这种堵漏方法有一定的危险性，但对于堵漏很有效。
③胶质水泥。胶质水泥配方很多，主要成分是水泥、膨润土，在加入其他物料，既可
配成不同的胶质水泥浆。如：水泥：膨润土=100：（４~10），再加氯化钙调节其初
凝时间，或者加烧碱或水玻璃改善其流动性，也可以加入一定量的石灰。此法可以
封堵较大的裂缝。又如：水泥70份＋膨润土30份＋水(80~100)份＋硫酸铝４份，
此方适于低温条件下应用；水泥100份＋膨润土(50~150)份＋硫酸铝(0.1~1)份＋
水(150~440)份，此方适于高温高压条件下应用。
另外，还可采用水泥浆与桥塞物质混合堵漏。在漏层连通性好，漏速大的地层中，直接注水泥浆，容易漏光。可先注桥塞剂，在裂缝中架桥，降低漏速，然后再注入水泥浆堵
漏，彻底封住漏层喉道。
（５）化学剂堵漏
常用的化学剂堵漏方法有：
①聚丙烯酰胺絮凝物和交联物堵漏
聚丙烯酰胺作为絮凝剂加到钻井液或水泥浆中，可以加速固相颗粒的凝聚过程，当堵漏浆液进入漏失通道时，故乡克里很快絮凝，将水分挤出，留下似棉絮状纤维物质，这种物质容易变形，可以压缩，能填塞孔道。根据漏层性质，聚丙烯酰胺堵漏浆液的成分可以任意调整。常用配方如下：Ａ．水＋（10%~15%）膨润土＋（0.2%~0.5%）聚丙烯酰胺（或水解聚丙烯酰胺）＋（2%~3%）胶体磺化沥青＋重晶石配成胶凝稠浆，挤入漏层后，形成强网状结构，在口喉或微裂缝除形成堵塞；Ｂ．聚丙烯酰胺加重铬酸钾和硫代硫酸钠等还原剂配成粘弹性凝胶堵剂。该剂凝胶时间可调。形成凝胶后，无卡钻危险，在侵蚀性流体中有较强的抗冲蚀能力，使用此剂可获得较好的效果。
②PMN化学凝胶堵漏
PMN化学凝胶堵漏剂是一种聚合物交联体系，经化学反应后，生成一种体形结构的凝胶体，有很好的粘弹性，具备堵塞各种形态漏失通道的能力。PMN凝胶体由PMN、CMC、初凝交联剂、终凝交联剂、pH值调节剂等五大部分组成，配制时按试验配方依PMN—CMC—终凝交联剂的顺序加入，当两种聚合物充分溶解后，再依次加入惰性材料、初凝交联剂、Ph值调节剂，混合均匀后，即可泵入漏失井段堵漏。
应根据漏失层的不同情况对堵漏剂的初凝提出不同的要求，如果是微细裂缝或孔隙性漏失，应使堵剂进入漏层后成胶；对于中等漏失层，应使堵剂出钻具时就成胶；对于大的漏失层，应使堵剂在钻具内成胶，然后挤入漏层。该堵剂以凝胶形式进入漏层，与漏失通道间有很高的粘滞阻力，而且不溶于水，不会被地下水稀释；又容易变形，可进入各种形式的漏失通道。根据需要，可以复配其他材料，如惰性材料、桥接剂、水泥浆、三价金属盐溶液等。
③膨胀型堵漏剂堵漏
膨胀型堵漏剂种类也很多，现场使用的主要有：ａ．聚氨脂泡沫膨体堵漏剂。聚氨脂泡沫膨体（PAT）颗粒堵漏剂的特点是吸水后自身体积迅速膨胀。在显微镜的观察下，PAT 为网状连通结构，网格由直径为0.4~0.5mm，具有良好的弹性和强度，由于它在孔隙中的堆集，形成一个渗透层段，同时它的网格可以捕集各种微粒来充填其间，形成致密的泥饼而起堵漏作用。ｂ．TP—1090堵漏剂。TP—1090堵漏剂是由无机金属盐与聚丙烯酰胺反应而成，为固体颗粒状物，在常温下，40min开始吸水膨胀，6h后可膨胀达50倍。当该堵剂进入漏层后，吸水膨胀，即可堵住漏层。
三、井塌
3.1井塌原因
国内外许多学者通过分析研究和大量实际考察，认为在岩层性质上，可能出现不稳定的岩层最主要有页岩、岩盐及不胶结的岩石（如所谓“流砂层”或断裂带中的一些不胶结松散的岩层），但最常遇到的是页岩，故认为井塌的问题实际上是页岩不稳定的问题。
井壁不稳定主要表现为泥页岩的膨胀、剥落、坍塌，泥页岩中的粘土矿物水化是造成井壁不稳定的因素。
3.1.1井塌常见粘土矿物
粘土矿物：粘土矿物是具有确定化学成分和晶体结构的水合硅铝酸盐，粘土矿物的种类很多，常见的粘土矿物有蒙脱石、伊利石和高岭石，此外还有海泡石，绿泥石，但数量较少，
每种粘土矿物的化学成分和晶体结构都是确定的，并且互不相同。（见表3—1）粘土矿物的晶体结构：高岭石、蒙脱石和伊利石三种常见粘土矿物的晶体皆为层状结构，它们在垂直方向上无数的晶层上下重叠，三种粘土矿物的晶层由不同的原子和分子组成，排列的结构也各异，但它们的晶体都是由一些基本的构造单位组成的。
粘土晶体结构中的基本单位有：
（1）硅氧四面体：硅原子Si与包围它的四个氧原子，通过共价形成SiO4，这个原子团唯一稳定结构就是硅氧四面体。
（2）铝氧八面体：即铝原子处于八面体的中心，与上面的各三个氧原子或氢原子团形成一个正八面体。
所有粘土矿物都是由硅氧四面体和铝氧八面体这两种基本单位以不同的排列比例所构成。
所有粘土矿物化学成分为镁、铁、钙、锌、锰等的水合硅酸铝盐，即晶体中主要是Al2O3、、SiO2和H2O,此外还含有少量的Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O等。粘土矿物有水化膨胀的性质强弱，对于井壁稳定尤为重要。地层中极易吸水膨胀的泥页岩是以蒙脱石为主。其他矿物膨胀性和分散性很差，但易破裂、崩散。一般伊利石和高岭石含量较高的泥页岩在井内易剥落、产生掉块、形成坍塌。
3.1.2 井塌的内在原因
1）泥页岩所含粘土矿物
泥页岩中一般含有蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石等粘土矿物。此外还有石英、长石、方解石、石灰石等。粘土矿物含量越多，发生地层坍塌的可能性愈大。蒙托石吸水膨胀率高达90%~100%，而伊利石吸水膨胀率仅有2.5%，混层矿物吸水膨胀率按蒙脱石所占的比例多少而定，比例大者吸水膨胀较大。粘土矿物膨胀能力的顺序为蒙脱石〉混层矿物〉伊利石〉高岭石〉绿泥石。由于粘土矿物吸水膨胀产生的压力，若不加以抑制，则会大大的超过岩石的胶结强度极限而引起井塌。
2）可溶性盐
页岩中若含有两种可溶性盐类，可能会由于盐在钻井液中的溶解使页岩失掉支撑而塌落井中。
3）地层水平应力作用
在造山运动中引起的地层隆起而造成的构造，随着地质年代的变迁，岩石矿物转化时常会产生水平应力，且常常由于此种应力未能得到释放集聚于岩石中，一旦钻穿此地层时，应力很快的释放出来，造成页岩崩落井中。
4）地层的构造状态
由于构造运动，地层发生局部或区域的断裂、褶皱、滑动和崩塌，上升或下降，导致地层倾角发生变化，若倾角增大，其稳定性变差。
5）高压油气层
砂岩油气层是高压的，井眼钻穿之后，在压差的作用下，地层的能量沿着阻力最小的
砂岩与泥页岩的层面释放出来，使交界面处的泥页岩坍塌。
6）泥页岩孔隙压力异常
泥页岩有孔隙，由于温度、压力的影响，使粘土表面的强结合水脱离形成自由水，在封闭的环境内，多余的水排不出去，在孔隙内形成高压。一些生油岩生成的油气运移不出去，也会在裂隙和孔隙内形成高压。钻开时，由于负压低会引起坍塌。
7）地层侧压力及温度
地层侧压力等于地层的覆盖压力和泊松比的乘积，当地层侧压力大于井壁岩石的屈服极限时，岩石向井眼内部产生位移而发生井塌。另外，如果底层温度达到某一数值时，岩石中所含的粘土矿物发生转化，一般情况在3000~5000m时，蒙脱石开始转化成伊蒙混层，在进一步转化成伊利石。
3.1.3 井塌的外在原因
1）钻井液滤液的大量浸入
当钻开易塌岩层时，岩层中所含的粘土矿物就会从钻井液中吸收水分或由于压差的作用时滤液大量侵入，由于粘土矿物的亲水性，结果使岩层中所含的粘土矿物水化膨胀而坍塌。
（１）粘土矿物中的水按其存在的状态分为四种类型：
①结构水又成化合水，具有固定的配位位置和确定的含量比，只有在高温500~9000C或更高下，晶格破坏时才能释放出来。
②吸附水又称束缚水，它在粘土矿物中的含量是不定的，随外界温度和湿度条件而变，它的排出不影响矿物结构。
③层间水，它的脱失不导致结构单元层的破坏。
④沸石水，它在晶格中占据确定的配位为止，其含量在一定范围内变化，但不引起晶格的破坏。
（2）粘土矿物水化膨胀机理
①表面水化膨胀或晶格膨胀
它是由粘土晶体表面外部和中间层吸附单分子水所造成的，在其表面的第一层水是水分子与粘土矿物表面的六角形网格的氧原子形成氢键而保持在平面上，而有些水分子连接在六角环的横向上，并一层接一层连在一起，离开表面愈远，连接力愈弱，而可交换的粒子以自身的水化把水分子带给粘土，且可与水分子争夺与粘土晶体表面的连接位置。由于粘土矿物具有亲水性，它们易水化、膨胀或破裂，强度降低造成井壁不稳定。
②渗透水化膨胀
它是由于粘土层表面上所吸附的离子与溶液中的离子浓度差造成的。这种浓度差是表面吸附现象的必然结果。渗透水化的数量大大的超过表面水化数量，粘土在不同离子溶液中的渗透水化量取决于吸附离子的浓度。
２）侵入液的性质
钻开易塌地层后，除钻井液滤液的侵入数量产生影响外，滤液性质至关重要。其性质主要是对页岩的抑制水化特性。在滤液中影响抑制的有：pH值、无机盐的种类与含量、各种有机处理剂的品种和浓度。
①滤液的pH值。滤液中所含OH—的浓度对非膨胀性页岩亦具有分散作用，可导致页岩表面积增加，加剧井塌。室内实验表明：当滤液的pH值超过9.5时，用以浸泡伊利石开始分散，表面积增大，钻井液的粘度上升，pH值愈高，增速愈快，页岩的回收率愈低，pH值超过11以后，回收率由65%降至10%左右。
②无机盐种类和含量。在钻井液中常常含有的无机盐有：钠盐、钙盐、钾盐、铵盐等，当这些盐种类的浓度达到一定数值时，都具有一定的抑制粘土水化膨胀的作用，且浓度愈高，抑制性亦愈强，但各种不同的盐类呈现抑制性的起始浓度相差较大。若当它们的浓度相同时，
其抑制强弱顺序为K+、NH4+>C a2+>N a+。因此钾盐、铵盐常被用作组成防塌钻井液体系的一个组分。
③各种处理剂。不管什么类型的钻井液处理剂，其滤液浓度达到相当高时，大多会呈现对粘土的水化起抑制作用，而只是不同的处理剂的抑制浓度限不同而已。例如：分散性很弱的铁路木质素磺酸盐，当其在滤液中的浓度很高时，亦会呈现抑制性，只是这个浓度已大大超过钻井液中的正常适用范围。而某些处理剂在浓度较低时就具有较强的抑制作用，例如高分子量的聚丙烯酰胺类及一些阳离子型高聚物，这点正是我们在优选防塌钻井液配方时所涉及到的问题。
３）钻井液的造壁性与流变性
①造壁性：造壁性好的钻井液可在井壁上形成密致而坚韧的泥饼，减少滤液的侵入量，具有一定的巩固井壁的作用，因而防塌钻井液要求HTHP滤失量不大于15mL。
②流变性：钻井液在环形空间中呈现紊流对井壁产生较大的冲刷作用，对易塌层十分不利，而在泵排量一定的情况下，钻井液的粘切愈低易形成紊流，为此，在保证正常所需泵排量的前提下，调节钻井液粘切，降低对井壁的冲刷作用。
４）钻具工程的影响
①钻具组合不合理：如钻铤直径太大，螺旋扶正器过多，钻具与井壁的间隙太小，起下钻时易产生压力激动，导致井壁失稳。
②钻具碰击井壁，钻具刺穿等也会引起井塌：若在易塌井段起钻时，使用转盘卸扣或者钻进时转盘转速过快都会产生对井壁剧烈碰击，从而加剧井塌；其次在采用喷射钻井时，钻头停留在易塌地层循环钻井液时，亦可产生较大的冲刷力而冲塌不稳定地层。
③井身质量：井身质量不好，全角变化率较大，那么在钻井中易出现两种不利后果，其一是地层应力易于集中，周向应力集合点可能就是页岩剥落的突破点；其二是在钻进中，旋转的钻具碰击的几率和强度会增大，结果必然会加剧井塌。
④压力激动过大：有几种情况可以引起井内压力波动，起下钻速度过快，起下钻“拔活塞”造成井内压力失衡，起下钻猛刹猛放，尤其是下钻完初次开泵，钻井液静止时间较长，网状结构较强，流动阻力很大。如果初次开泵过猛、排量过大造成压力激动，钻头泥包产生抽吸作用，静切力过大和开泵过猛等，这些都不利于井壁稳定。
⑤钻井液液柱压力降低：钻井过程中，由于起钻不及时灌钻井液或突发性井漏等可导致钻井液液柱压力大幅度下降，使上部井段液柱压力减少，在地层侧压力的作用下，松散的岩层向井筒中下方向发生运移，其结果常会由此引起井壁失掉平衡而发生井塌。
⑥井斜和方位：钻井施工过程中（尤其是水平井、大斜度井），井斜和方位控制不合理，位于最大水平主应力方向的井眼容易失稳。
⑦井喷：井喷后，钻井液受到污染，使液柱压力降低；由于高速油气流的冲刷，破坏了井壁泥饼，也破坏了周围薄弱的岩层，造成井壁不稳定。
在钻遇非泥页岩地层时也会产生井壁不稳，主要分两类。一类是井塌，大多发生在岩浆岩、灰岩、煤层，深部硬脆性砂岩与粉砂岩等，而另一类是缩径，大多发生在高渗透性分散性强的砂岩与粉砂岩、沥青、含盐或盐膏软泥岩，盐膏岩等。非泥页岩地层井塌主要取决于该地层所受构造应力大小，岩石破碎程度、胶结状况、充填裂隙的矿物组分。岩浆岩等非泥页岩地层井塌的原因是所采用的钻井液密度低于或高于地层坍塌压力，地层破碎，而钻井液封堵性能差；地层中存在蒙脱石或伊蒙无序间层矿物，而钻井液抑制性能差；钻井液流变性满足携屑的要求；钻井工程措施等原因所引起。
3.1.4 深井与浅井在井塌原因上的差异
1）力学因素上的差异
（1）应力
应力包括垂直应力和水平应力。该应力随井深的增加而变大，若相同的塌层所处的井中深度愈深，则塌层压力愈大。当某一种应力超过岩石的强度极限时，就会引起地层破裂。钻遇破碎性地层或节理发育地层时，虽然井筒中有钻井液柱压力，但不足以平衡地层应力。因此，地层会向井眼内剥落或坍塌。
（２）井下温度
由于钻井液对井下地层有冷却作用，会产生温度提督，它能导致井壁的岩石发生热裂化，尤其对于软弱岩石，会产生微细裂缝，它可以软化岩石，最终导致岩石的破坏坍塌，其次，当地层温度上升时，膨胀作用会导致井壁处岩石的应力增加都发生井塌，井下地层的温度随井的温度增加而升高，井愈深，则井下地层温度愈高，热烈化，热收缩和热膨胀作用也愈强烈。
２）机械因素的差异
（１）深井钻井周期较长，起下钻次数比浅井增多，因而对井塌层碰击次数增多，发生井塌几率越高。
（２）在深井段所用的钻头尺寸较小，环空间隙较窄，因而对塌层的冲刷力亦会增大。
（３）由于深井原地应力变大，使用的钻井液密度和粘切力比浅井大，再加上钻井周期长，钻井液长时间的使用，钻屑的逐步积累，钻井液密度和粘切力更进一步
增大，容易引起较大的压力波动，从而导致井塌。
３）化学作用的差异
（１）一般深井比浅井钻井周期长，必然会加长对塌层的浸泡时间，因而其相互间的作用时间延长，更容易发生井塌。
（２）井愈深，井下温度愈高，化学反应必然加速进行，且更加剧烈。井塌时间缩短，塌层更易坍塌。
３．２井塌的特征及危害
3.2.1井塌的特征
在钻井施工过程中，如发生下列情况可以判断已发生井塌。
１）钻进过程中，返出的钻屑增多，发现有许多棱角分明的片状和块状较大岩屑，则发生井塌。若坍塌层是正钻地层，钻进困难，泵压上升，扭矩增大，钻头提起后，泵压下降至正常值，但钻头放不到井底；若坍塌层在正钻地层之上，则泵压升高，钻头提离井底后，泵压不降，且上提遇阻，下放也遇阻，甚至井口返出钻井液减少或不返。
２）钻进过程中排量突然减少或不返钻井液。
３）起钻时，一般不会发生井塌，但在发生井漏后，或在起钻过程中未灌满钻井液或少灌钻井液，则随时会发生井塌。井塌发生后，上起下放都遇阻，且阻力越来越大，但阻力忽大忽小，扭矩增加。开泵是泵压上升，悬重下降，井口流量减少，甚至不返，停泵时有回压，钻杆内返喷钻井液。
４）下钻前，碎屑不集中，下钻时可能不遇阻，但井口不返钻井液，或钻杆内返喷钻井液。
５）下钻前碎屑集中时，下钻遇阻，当钻头未进入坍塌地层以前，开泵正常，钻头进入坍塌地层以后，泵压升高，悬重下降，井口返出流量减少或不返。
６）划眼时，时常憋泵、憋钻、钻头提起后放不到原位，甚至越划越浅。
７）起钻或者下钻困难，下钻不到底或沉砂30m以上，在井眼规则，排量和钻井液性能满足携砂要求的情况下，开泵循环时返出大块泥页岩或玄武岩。
８）地层没有缩径，但有“拔活塞”现象。
９）转盘扭矩增大，井下摩阻升高。
10）固井过程中，返出排量突然与所替排量相比减少或不返钻井液。
11)最准确最有效判断井塌的定量方法是直接测量实际井径，实测井径扩大或缩小到某
个程度可以确定已发生井塌。
3.2.2井塌的危害
井壁不稳定对钻井、地质录井及测井将会造成极大的困难，在人力、物力及时间上可
造成极大的损失，现归纳如下：
１）在正常钻进过程中大大增加钻井液输送岩屑的负担，其结果必然需要提高钻井液粘度和切力等，增加处理剂费用，而且会增加钻井液流动阻力，多耗功能，降低钻井效率，甚至不能顺利进行正常钻井。
２）在正常钻进中大大增加环空钻井液中岩屑浓度，当其浓度达到相当数量后（一般不得超过5%），一方面会大大增加钻井液当量循环密度和对地层的压力，从而降低钻速，另一方面还易发生井下复杂情况，如起钻不畅通，摩阻增大，接单根困难，甚至堵塞环空间隙，造成卡钻事故等。
３）井塌发生后，一般会形成“大肚子”井眼，这传导许多恶劣后果。
（1）在大肚子井段，钻井液上返速度降低，塌屑几何尺寸又较大，故大量岩屑堆积在此处，一旦停止循环，就会下落而造成卡钻具，起钻遇卡。
（2）固井注水泥时，在“大肚子”井段的钻井液不易被水钻井液顶替干净，造成固井质量不合格。
（3）井塌严重时，大量岩屑堆积在井眼内，形成砂桥或填埋井底，其结果是下钻遇阻，下不到底，常常需长时间划眼，甚至造成卡钻事故。
（4）由于大量塌屑与所钻地岩屑混杂，索取砂样不能真实反映所钻地层岩性，致使地质砂样录井失真，影响层位判断的可靠性。
（5）由于井塌，井径不规则，一是常常遇到完井测井提前遇阻，必须通井采取必要的处理措施，延迟完井时间；二是在完井测井时，仪器中途轻微受阻，电缆拉长，解组后测井仪器跳过某层段，就会漏测某个小层位，使测井效果欠佳，三是进行密度测井时，因井径大，仪器不能紧贴井壁，估测不出真实结果，可能由此漏掉油气层。
（6）钻遇水敏特性强的软泥岩时会引起缩径、起下钻遇阻卡、长需划眼，或大量泥岩水化分散于钻井液中，致使钻井液密度升高，粘切力变大，性能恶化，须进行多次处理，多耗药剂，增高钻井液成本。
3.3 易井塌地层的分类与预防
3.3.1 易井塌地层的分类
井壁不稳定一般发生在泥页岩、盐岩、胶结性差的砂岩或其他易破碎的地层，主要是
井壁受力平衡遭到破坏从而导致井塌。塌层可分为以下几类。
1）胶结差的砂、砾、黄土层
地层结构特征：胶结差、未成岩的流沙层和砾石层，钻遇深度一般在0~1000m。
2）极软而易缩径的砂岩泥层
地层结构特征：层理和裂隙均不发育，回收率低（0~10%），造浆能力强，可钻性级别
小于1~3级。
３）层理和裂隙不发育软的砂岩与泥岩互层
（１）易膨胀、强分散的砂岩与泥岩互层
地层结构特征：粘土矿石以蒙脱石、伊蒙无序间层为主，成岩程度低，成块状，处于
造成岩期；分散性强，回收率小于20%，可钻性级别小于1~3级。
（２）中等分散的砂岩与泥页岩层
地层结构特征：粘土矿物以伊利石、高岭石、绿泥石为主，又伊蒙有序间层，中等分散，回收率50%~80%，正常压力梯度，个别地区砂岩渗透性好。
４）层理和裂隙发育的泥页岩层
地层结构特征：层立发育，大多数塌层存在异常孔隙压力，处于从伊蒙无序间层向伊蒙有序间层或伊蒙有序间层向伊石过渡带、生油层或处于强地应力控制构造运动激烈地带，岩石从软变硬，可钻性级别为3~8级，此类地层分为三类。
（１）易膨胀，强分散泥岩，膨胀率20%~30%，回收率小于10%，阳离子交换容量中到高。
（２）易膨胀，中等至弱分散泥页岩，膨胀率20%~30%，回收率40%~90%，裂隙发育，塌块大。
（３）弱膨胀，弱分散泥页岩，以伊利石为主，不含或含少量伊蒙有序同层，不易分散，回收率90%~99%，不易膨胀，膨胀率7%~10%，裂隙发育，塌块大。
５）含盐、膏地层
可分为以下两类
（１）醇厚盐膏层，在岩层中加少量泥岩或白云岩。
地层结构特性：粘土矿石以伊利石为主，占42%~59%，混层中蒙脱石占20%，回收率23%~66%，膨胀率为26%~30%，可钻性级别为3~7。
（２）盐、膏、泥复合地层
地层结构特性：此类地层岩性变化大，并含盐膏软泥岩，碎泥与盐结合物及以盐为胶结物的角砾岩等，泥岩层理裂隙发育，软泥岩含水高，泥岩中粘土矿物分为两类：一类是以伊利石为主（72%~90%），并含伊蒙有序间层、高岭石、绿泥时，含盐膏泥岩的回收率14%~90%，其回收率随含盐量增加而下降，膨胀率4%~26%，含盐量高其膨胀率高，泥页岩大多孔隙压力异常。
６）裂隙发育的特种岩性地层
地层结构特征：此类地层裂隙发育破碎。如煤层玄武岩层，灰绿岩层等。煤层中所类的泥岩所含粘土矿物大多称高龄石（30%~80%），玄武岩所含粘土矿物，是以、伊蒙无序间层或蒙脱石，相对含量为90%~100%，灰绿岩中泥浆，夹层中粘土矿物以伊利石为主，并含有伊蒙有序同层。
７）强地应力作用下的深层硬脆性地层
地层结构特征：各种岩性都有，如泥岩砂岩、粉砂岩、泥质砂岩、泥质粉砂岩、灰岩等，粘土矿物以伊利石、伊蒙有序间层为主，不易分散，回收率大于80%，不易膨胀，可钻性级别大于６，硬度高。
８）易膨胀引起缩径和拔活塞的软泥岩层
地层结构特征：处于蒙脱石—伊利石之间或蒙脱石无序间层矿物段，回收率低，造浆能力强，阳离子交换容量高。
９）裂缝和高压异常引起剥落掉快的硬脆性泥页岩层
地层结构特征：处于伊蒙有序间层矿物段，裂缝发育，裂缝的形成是构造运动和成岩作用共同作用的结果，前者与地壳运动有关，后者主要是与温度作用有关，随深埋增加，地层温度和压力升高。
3.3.2井塌的预防
１）设计合理的井身结构。根据地层深埋的情况，设计下入最合理的表套和技套，封固和隔离极易垮塌的地层。
２）尽量减少套管鞋以下的大井眼预留长度，一般要求以1~2m为宜，因为大井眼的稳定性比小井眼差。
３）及时调整钻井液性能以适应钻进地层
（1）对于胶结性差的地层采用适当的钻井液密度、较高的粘度和切力。
（2）对于应力不稳定的裂隙发育底层，使用较高的钻井液密度、适当的粘度力度和切力，并尽量减少滤失量。
（3）严格控制pH值在8.5~9.5之间，减弱高碱性对地层的强水化作用。
（4）必要时，采用混油的办法降低粘土的吸附力，抑制膨胀。
（5）适当提高钻井液矿化度。降低井壁周围泥页岩的含水量和孔隙压力，增加泥页岩的强度。
4）保持钻井液液柱压力
（1）起钻时连续获定时向井内灌钻井液，一般每起3柱钻杆或1柱钻铤灌满钻井液一次，保持液面下降不超过5cm。
（２）电测时，必须定时向井内补充钻井液。
（３）钻杆的内外压力不平衡，不能放回水，也不能卸方钻杆按单根。
５）减少压力激动
（1）严格控制器下钻速度，减少抽吸和激动压力，一般在裸眼井段，采用低速起钻，起至套管内可采用正常速度。
（２）通过裂缝性地层，严格控制起下钻速度，减少对地层的外力干扰。
６）使用具有防塌性能的钻井液
根据区块地层坍塌特性不同，合理选择使用不同的防塌钻井液，以满足地层特性的要求，才能保护井壁稳定。防塌钻井液包括：油基钻井液、油包水钻井液、硅酸盐钻井液、钾基钻井液、低滤失高矿化钻井液、含有各种堵塞剂的钻井液、阳离子和部分水解聚丙烯酰胺钻井液。
７）在钻井过程中，使用合理的排量，及时将钻屑带出地面，同时用好振动筛、除砂器、除泥器和离心机，保证钻井液清洁和低失水。
８）以快制胜，千方百计提高钻井速度，减少地层浸泡时间。
９）严格按循环周补充钻井液，中途起钻前8h，完钻起钻前24h均不宜大型处理钻井液，保证钻井液性能稳定、均匀，并使地层有一个适应过程。
10）下钻要严格控制下放速度，一般速度控制在每下一个立柱3~5min，中途遇阻不能超过50kN，遇阻或井口不返钻井液时，应立即起出2~4个立柱，小排量开泵循环保持井壁稳定，待形成通道后再逐渐加大排量和动作幅度，彻底带出垮塌物并控制新的大量垮塌。
11）确定环空返速大于0.8m/s，使钻屑充分的携带出来。
12）下定向螺旋杆前，应先短期下循环，确保井底干净畅通，防止下螺杆钻具时堵死螺杆，塞垮地层，定向完后，一般短起下一次，以利于钻具顺利下入，不出新井眼。
13）大斜度定向井和水平井通井，一般采用领眼公锥＋扶正器＋钻铤１柱＋加重钻杆，防止出新井眼。
3.4 井塌的处理
3.4.1 一般性井塌的处理
处理井塌是一项艰苦细致的技术。如果预防措施得当，就可以避免大部分井塌。如果分析判断不准确，处理方法不合理，会出现新井眼。
１）下钻过程发生井塌，应立即停止下钻作业，开泵循环钻井液，通井或划眼，待井下情况正常后，恢复下钻。
２）起钻过程中发生井塌，应立即停止起钻作业，开泵循环钻井液，待泵压正常，井下畅通无阻，管柱内外压力平衡后，再恢复起钻。
３）钻进过程中发生井塌，应立即停泵，改用单凡尔，建立循环，待单凡尔排量正常后，再逐渐加大排量，将垮塌岩屑带出，井下情况正常后，恢复钻井作业。
４）中途划眼发生井塌，停止作业，建立循环，如上部地层泵压比原泵压升高2~3MP a，
则可认为是地层憋破，应立即停泵上提方钻杆重新开泵冲划，冲划时根据井下情况，适当调整钻井液性能。
５）操作程序：按下井工具→下钻→小排量开泵→观察压力表→井口钻井液上返→加大排量→观察压力表→井口钻井液上返正常→缓慢下放钻柱洗井→观察二表（指重表、泵压表）参数→双目余光观察井口方入和滚筒钢丝绳数→上提方钻杆划眼→循环钻井液→观察震动筛分析砂样→上提至二层平台高度重复划眼2~3次→接单根→重复上述动作。
值得注意的是：无论何种工况发生井塌，开泵排量应遵循的原则是由大到小，中间不可憋泵。发生井塌后，要恢复井下正常必须进行通井划眼，划眼过程中易出现新井眼，必须采取一通、二冲、三划眼的原则进行。如果钻头冲划无效果，则下通井工具进行作业。
６）处理井塌的工具组合。发生井塌后视井下情况选择合理的工具及钻具组合：
（1）发生轻微井塌，起钻具组合为：钻头+钻铤2柱+加重钻杆+钻杆，其直径可根据井眼的大小确定。如在玄武石地层坍塌的φ215.9mm井眼采用：φ215.9 mm钻头+φ158mm钻铤2柱+φ127mm加重钻杆+φ127mm钻杆。
（2）发生较严重的井塌，其钻具组合为：尖刮刀钻头+钻铤+钻杆，尖刮刀直径一般比井径小25~30mm。在φ215.9mm井眼：φ190mm尖刮刀+158mm钻铤2柱+φ127mm钻杆；在244.5mm井：φ220mm尖刮刀，+φ178mm钻铤2柱+φ127mm钻杆；在φ311.2mm井眼：φ280mm 尖刮刀+φ178mm钻铤2柱+φ127mm钻杆。
（3）发生最严重的井塌，其钻具组合为：领眼公锥+钻铤2柱+钻杆，或公锥+扶正器+钻铤2柱+钻杆。领眼公锥优点是：①不受“一通、二冲、三划眼”的限制；②划眼时，引导杆始终处于老井眼中，无切削负作用；③不会钻出新井眼。有些油田采用带刀片的领眼公锥，而江汉油田则采用不带刀片的领眼公锥。
3.4.2 出现新井眼的处理
在冲划过程中，松软地层易出现新井眼，一般新井眼不超过15m时，比较好找，超过15m也能找到老井眼，但要多花一些时间。
１）定出现新井眼的位置
在划眼过程中，认真详细了解使用转盘的位置，各井段堵塞的程度，泵压上升情况，钻井液颜色的变化，岩屑的变化，就能准确判断新井眼的位置。有时可用电测确定。如认定出新井眼的位置两者相吻合后实施下布工作。判断井底出现新井眼与否最简单的方法就是用取心筒在井底取2m岩心。
2）工具组合形式
（1）下入与井眼直径子相匹配得钻具组合（钻头＋原钻进时钻具组合＋φ127钻杆）或尖刮刀＋扶正器＋原钻进时钻具组合＋φ127钻杆，如未找到老井眼，则进行下一道工序。
（２）下入领眼公锥＋弯钻杆＋钻铤或钻杆＋方钻杆，或公锥（小头割成45。斜坡）φ+127mm钻杆１根＋弯接头＋钻铤１柱＋φ127mm钻杆。使用的公锥小头割成45。斜坡，防止堵水眼或憋泵。
（3）如果以上组合方式在找回老井眼过程中失败，则采用下面的组合方式：领眼公锥+欠尺寸扶正器+钻杆方钻杆
在找老井眼过程中，最重要的是弯钻杆的弯度。确定其弯度，应根据现场新老井眼分岔位置确定。一般要使通井工具与钻柱中心之间的唯一等于或大于新老井眼分岔之半径，才能迫使通井工具跨过新老井眼之间的夹壁而进入老井眼。同样加入钻铤的根数视各井的具体情况而定。
3）找老井眼的具体施工步骤
（1）将通井工具下至新老井眼分岔位置以上，越近越好，但不能超过分岔位置，可稍微高一点。
（2）循环钻井液，粘度、切力适当提高。
（3）在转盘上划分八个方向，做好记号，先固定一个方向循环下方，控制下放速度，挂压不超过10KN，精心操作。
（4）当通井工具下放至相当于新井眼井深时遇阻，说明进入新井眼，操作是要有足够的耐心。当通井工具下放至相当于新井眼井深时不遇阻，说明进入老井眼，如此一个方向一个方向的探视，为了加快速度可以先探四个方向：相对角度为0°、90°、180°、270°。再探其他四个方向相对角为度45°135°225°315°。
（５）证明进入新井眼，应提起通井工具分岔位置以上，转换一个角度，再循环下放，如此反复操作在八个方向中总有一个方向会进入老井眼。注意：井口的钻具转了一个角度，通井工具不一定转同样的角度，要固定转盘，上下多活动及此，使井口钻具无扭力时为止。
（６）在八个方向中找不到老井眼，可能把新井眼分岔位置确定错误，通井工具一直处于新井眼中，无论转多小方向也不会进入老井眼。这时，把通井工具提高一点再探。另一种情况是弯钻杆的弯曲度不够，通井工具跨不过夹壁，起钻，重新拉弯钻杆，或加大弯接头的度数，增加钻铤以增加钻具的钢性、稳定性。
（７）如证明已进入老井眼，要一直通井至老井眼井底。利用循环上来的岩屑堵死新井眼。利用下部钻具的重量上下多活动几次，在新老井眼分岔处形成新的钻具
运行通道
如果能准确确定新老井眼的井斜和方向，利用通井工具，采用定向的办法也能找准老井眼。
3．4．3井塌卡钻的处理
井塌极易引起坍塌卡钻，因为处理这种事故的工序最复杂，耗费时间多，风险性最大有时会造成部分井段和全井报废。
钻具没卡死，接上方钻杆建立循环通道，小排量循环顶通水眼，经过上提或者下放钻具观察，总能找到一个钻井液外吐点，虽然有时外吐量很小，就应该通过单凡尔小排量慢慢蹩，顶通水眼，并在地层破裂压力的弹性范围之内，使钻井液蹩一点，吐一点，控制钻井液进口量与出口量的基本平衡，努力形成小排量通道，然后视泵压恢复情况逐渐加大排量，经过上提或者下放钻具，直到能正常循环。在循环稳定后，慢慢提高钻井液的粘度和切力，以提高它的携带能力，争取把坍塌的岩块带到地面，力求解卡。对于岩石大块滑移的卡钻可以通过下砸钻具划眼，也可以在保证钻具拉力和钻机安全负荷的情况下，上提超过悬重300-400KN,悬持循环解卡。
1．井眼和环空堵死，根据建立不了循环，钻具全部卡死，这时采用地面震击器解卡。震击吨位由低到高逐渐调整，上提钻具直到解卡为止。
值得注意的是：
1．严禁用同一吨位重复多次震击。 2 调震击器吨位时，不能超过其额定负荷。3．上提钻具最大负荷不能超过井架、震击器额定吨位、钻具和钢丝绳的承拉极限的最小一项。
3）如果是石灰石、白云岩坍塌行成的卡钻，同时坍塌井段不太长的话，可以考虑泵入抑制性盐酸来解卡。
４）上述方法无效，不能解卡，采用爆炸松扣，下入井下震击器解卡。爆炸松扣不需要反扣钻杆和打捞工具，可加快处理卡钻的速度。其操作要点和施工方法按卡钻爆炸松扣方法进行。爆炸松扣下入井下震击器震击，直至解卡为止。
５）震击无效，采用套铣倒扣解卡。在松软地层，可采用长筒套铣，或者采用带公锥、打捞矛的长筒套铣，使套铣倒扣一次完成，以加快速度。较硬地层，宜减少套铣筒长度，尽量减少套铣过程中的失误，一般下入3－6根套铣筒。套铣至扶正器时，宜下震击器
XX石油钻井公司 工程事故和复杂情况责任追究管理规定 （讨论稿） 第一章总则 第一条为进一步强化对工程事故和复杂情况（以下统称为“井下故障”或“故障”）的管控，降低井下故障率，杜绝重大工程事故发生，特制订本规定。 第二条本规定涉及的井下故障包括在钻井和专业技术服务施工作业过程中，因违章操作、管理不到位或服务质量问题等人为原因造成的责任故障，以及因技术水平或服务能力不足等客观因素导致的故障。 第三条发生井下故障，相关责任方应承担因故障造成的经济损失；人为原因造成的责任故障，还应对相关责任人进行追责。 第四条本规定适用于公司各二级单位和机关部门。 第二章工作职责 第五条工程技术处职责： （一）负责组织制订井下故障责任追究规章制度。 （二）负责组织开展井下故障收集、统计、分析和上报。 （三）负责组织开展井下故障预防与处理，提供技术指导，制定技术管理措施。 第六条其他相关处室职责： （一）质量安全环保处负责组织调查井下故障中涉及的
技术类产品质量。 （二）概预算中心负责组织测算井下故障造成的直接和间接经济损失。 （三）人事处和纪委监察处负责对责任故障相关责任人进行经济处罚和行政处分。 （四）财务资产处负责对井下故障造成的经济损失按责任划分进行财务核算。 第三章范围及分类 第七条工程事故包括钻完井施工过程中发生的卡钻、卡套管、卡连续油管、固钻具、断钻具等；测井过程中发生放射源落井等。 第八条工程复杂情况包括钻井过程中发生的长时间划眼、严重井漏和井塌、下井定向仪器没信号、套管下入中途起套管等。 第九条按照井下故障造成的时间和经济损失，共分为四类故障： （一）一般故障：损失时间在7天以内，或直接和间接经济损失总计在50万元以内的故障。 （二）较大故障：损失时间在7~30天，或直接和间接经济损失总计在50~300万元的故障。 （三）重大故障：损失时间在31~90天，或直接和间接经济损失总计在301~1000万元的故障。 （四）特大故障：损失时间在90天以上，或直接和间接经济损失总计在1000万元以上的故障。
8设备检修及复杂情况处理 本指导书适用于钻井队设备检修及地表面复杂情况处理。 8.1 钻进中断传动链条的处理 8.1.1 处理方法 （1）立即刹住绞车滚筒，摘掉绞车总离合器开关，卸下与总车离合器连接的进气管线。用绳子将气开关绑牢在司钻操作台上，防止误操作。 （2）井浅时用人力或气（电）小绞车拉转盘传动链条强制活动钻具，井深时可将钻具重量的2/3压至井底，造成钻具多次弯曲，并保持井内的正常循环，以减少粘卡的机会。 （3）将传动链条护罩打开，取出断链条。 （4）将小绞车吊绳拉至井架以外，用9毫米钢丝绳套拴牢在新链条一端的第一个链条节上。 （5）将白棕绳其中的一股破开，抽出绳芯，分别从绞车与正车箱链轮的下面穿出，并留出适当长度绳头。 （6）指挥小绞车将链条吊至绞车链轮上方。将正车箱链轮处的棕绳头挽在链条的第二节上。 （7）在小绞车缓慢下放的同时，用力拉动绞车链轮端的绳头，使链条绕过正车箱链轮，从绞车链轮上部拉出。 （8）当链条拉至与两端链轮长度相等时，停止下放，将正车箱端的链条用绳子固定在链轮上。解下绳套。顺势将绳芯从链条
的第二个链节下面穿过。 （9）拉紧绳芯，并将绳芯从绞车链轮端链条的第二节下面穿进、上面穿出。如此反复缠绕2~3次，使链条两端距离缩至最小极限。 （10）将接链器丝杠调至最大极限，分别卡在链条两端的链条上。 （11）用加力杆旋紧丝杠，直至链节孔与链条销距离相吻合。 （12）将链条销插进链条孔内排好内片，用榔头轻轻敲击直至全部进入链节内。 （13）将链条外片装好，锁好安全销。拆除接链器，解去所有绳索，装好护罩。 （14）所有人员撤离作业区，二次挂合总离合器启动绞车，经检查无误后，目视指重表，挂合低速离合器试提钻具，如井下正常无卡滞现象时，恢复正常钻进。 8.1.2 安全要求 （1）用榔头砸链条时应佩带护目镜，以防飞溅物损伤眼睛。 （2）抢接链条的过程中，必须保持井内的正常循环及时活动钻具，在确保井下安全的情况下组织人员迅速处理。 （3）在对所有动力驱动的设备进行维护时，最接近的能源要关掉并挂牌标明，确保操作者的人身安全。 （4）处理过程中由司钻统一指挥，全体人员密切配合防止不必要的事故发生。 （5）处理完毕由司钻发出信号，挂合绞车试运转，经检查确认无误后恢复正常生产。
?????钻井事故与复杂问题 绪论 ?钻井工程是勘探开发石油、天然气的主要手段。而一般钻井工程讲述的是钻井方法、井身结构及固井、井身剖面设计与控制、钻柱设计、钻头使用、钻井液设计与油气井压力控制、钻井水力学与钻进参数的优化配合、完井方法、经济技术指标等各个钻井环节必不可少的内容,而对于钻井事故与复杂问题则涉及不多或论述不深.但是钻井事故与复杂问题是客观存在,因为钻井是一项隐蔽的地下工程,存在着大量的模糊性、随机性和不确定性问题,由于对客观情况的认识不清或主观意识的决策失误,会产生许多复杂情况甚至造成严重的事故,轻者耗费大量人力物力和时间,?重者导致全井的废弃。据近年来的钻井资料分析,钻井过程中,处理复杂情况和钻井事故的时间,约占施工总时间的6～8%,一个拥有百台钻机的油田,一年中就有6～8台钻机在做无功的工作,?何况资金的消耗并不和时间成比例,而是要大得多,这是多么惊人的浪费。任何一个钻井工作者都不愿意和事故打交道,也不乐意看到诸多复杂问题,但事物是相反相成的,不愿意看到复杂问题和钻井事故,这只能是人们的良好愿望。不懂得复杂问题与钻井事故的预防与处理办法的人,难免不碰到这些问题,而且一旦碰到了会惊慌失措,?举止无着,把小病治成大病,大病治成死病。而懂得复杂问题与钻井事故的预防和处理办法的人,?一旦遇到这些问题则心中有数,采取正确的措施,往往可以化险为夷,转危为安,这才是一个成熟的钻井工作者必须具备的条件。 ????任何事物的发生与发展都有其主、客观原因,钻井事故与复杂问题的发生与发展也不例外,因此钻井工作者必须对钻井事故与复杂问题发生发展的主要原因要有一个清晰的认识,一旦出现异常情况时,思想上会有正确的判断,?行动上也会采取正确的措施,只有这样,在大多数情况下,可以避免事故的发生,把复杂情况带来的损失降至最低限度。造成井下事故与复杂情况有诸多因素: ?? ?一地质因素: 钻井的对象是地层,就是要揭穿地层深处的奥秘。而地层结构有硬有软,压力系统有高有低,?孔隙有大有小,如果对这些情况没有了解,就难免要发生难以预料的问题。首先我们应该了解设计井的地层孔隙压力、地层破裂压力、地层坍塌压力及一些特殊地层(如盐膏、软泥岩、沥青)?的蠕变应力,作为井身结构和钻井液设计的主要依据。一般的说,在同一个裸眼井段内不能让喷、漏层同时存在,不能让蠕变层与漏层同时存在。如果在井身结构上无法实现上述要求,而且高压层和蠕变层在漏层的下部,那就应对漏层进行预处理,不能盲目向深部钻进。如果高压层或蠕变层下部有低压层或漏失层,那就只好把高压层或蠕变层用套管封掉。其次,?对一些特殊地层如在一定温度、压力下发生蠕变的盐岩层、盐膏层、沥青层、富含水的软泥岩层、吸水膨胀的泥页岩层、裂缝发育容易坍塌剥落的泥页岩层、煤层及某些火成岩侵入层都应有较详细的了解,因为这些地层是造成井下复杂问题的主要对象。同时对一些地质现象如断层、裂缝、溶洞、特高渗透层的位置及硫化氢、二氧化碳的存在和含量也应有所了解。 ????以上这些资料对打成一口井来说至关重要,但地质部门所提供的比较详细的资料是油气层资料,而对工程上所需要的重要资料则提供不多,或不够详细,甚至有些数据与实际情况相距甚远,即是已经开发的油田,?由于注水开发的结果,?地下的压力系统变化很大,也很难以邻井的资料作为主要依据,这就使钻井过程往往不得不打遭遇战,因而复杂情况屡屡发生。???? 二.?工程因素:
下钻预防钻井事故安全注意事项： 1、下钻前仔细检查起下钻工具，销子齐全，螺丝不松。 2、上卸钻头用钻头盒，PDC钻头要用麻袋包好上卸，安装喷嘴应用手平稳压入，不得用榔头击入；新钻头应量外径，根据上只钻头起出外径确定划眼井段。（特别是灰岩、砂岩段） 3、接钻铤必须用安全卡瓦卡牢，安全卡瓦距卡瓦10—15厘米，严禁将安全卡瓦随钻铤带上二层台。 4、转盘上禁止放手工具，在井口使用手工具必须将井口盖严，丝扣油刷子严防落入钻柱水眼内。 5、下完钻铤或钻头下至套管鞋内，将钻具坐于转盘上检查保养钻井设备。检查重点：悬吊系统、刹车系统。 A、大绳断丝，1个扭距不超过7丝。 B、活绳头、死绳头螺丝。 C、试验防碰天车是否起作用。 D、调整刹把，灵活好用。 E、钻机各盘链条小销子。 F、各类油嘴注黄油。检查保养完下钻。 6、钻具出套管后，挂电磁刹车下钻，遇阻不超过100KN，否则必须上提钻柱恢复原悬重，然后再下放。钻柱在连续遇阻状态下，下行不超过一单根，必须上提到原位置恢复悬重，防止下压过多或井壁上泥饼、岩削堆积到钻头上部使钻具上提遇卡，发生卡钻。下钻遇阻不超过150kw，多次上下活动无效，必须接方钻杆开泵划眼，划眼以冲为主，转动为辅，防止划出新眼。 具体做法：开泵后下放遇阻10—20KN，刹住刹把，起动钻盘转几圈，悬重恢复就停转盘下放。大段划眼，必须循环钻井液一周，将岩屑带至地面，防止停泵后发生沉砂卡钻。 7、钻具上扣必须上到归定扭矩。B型大钳必须双钳紧扣，5″钻柑四道猫头绳拉紧，6″以上必须四道猫头加摩擦猫头拉紧，防止工作中倒扣。 8、下钻通过油气层井段或易垮塌井段，要控制下放速度，防止压力激动破坏井压平衡，憋漏地层，引起井下复杂。 9、严禁在大钩承受负荷的情况下调刹带，应在空游车上行时调，刹把下、曲拐下不允许有杂物，刹车毂内严禁落入油污。{用干纯碱清洗}下钻完前二柱关掉冷却水。 钻进预防钻井事故安全注意事项： 1、下钻完，钻头离开井底2—3米以上（一般上提一单根）开泵，开泵时柴油机转速800-900转/分。立管边沿泵压升到5MPA摘泵，下降后再开，多开几次，观察井口返出钻井液后，开泵连续运转。柴油机转速调到钻进时的转速1150—1200转/分。待泵压稳定后，钻头慢速下放止井底，轻压慢转平稳接触地层，牙轮钻头跑合30分钟，PDC钻头井底造型钻进0．3米，然后按设计钻井参数正常钻进。 2、送钻：精神要集中，可点送、可溜送。都要求送钻均匀，眼看指重表，同时观察滚筒或大绳下放速度，做到既跟上钻压又不溜钻。严禁钻头加压起动钻盘。 3、接单根前要逐渐减少钻压，使钻具有最大伸长余地，减少钻头超压，延长钻头使用受命。 4、单点测斜必须是在方钻杆打完，未接单根前进行，测斜仪在起下钻途中，每隔1—2分钟活动钻具一次，距离不小于2米。 5、钻进中经常观察指重表，泵压表数值，发现悬重减少，泵压下降立即查找原因，先找地面原因，地面原因消除仍未恢复正常，立即起钻检查。 6、钻进当中应关心震动筛砂子的多少，发现沙子增多应观察砂样是不是垮塌。发现砂子减少是不是钻井液性能变化，携岩能力差，都应及时采取措施处理。 7、钻进当中，每天白班应按排一次20—30分钟的设备检查保养，重点是检查传动、过桥、一当、转盘。链条小销子，水龙头冲管黄嘴注黄油。最好夏季安排在8：00~9：00，冬季
钻探事故原因及处理方法 对于钻探工程孔内事故，目前尚未见到确切定义的相关资料。通常把钻探工程过程中发生的，中断钻孔内正常钻进得各种故障统称为孔内事故。它分为埋钻、卡钻、烧钻、断钻、落物、套管事故等几种类型。 虽然这些事故一般不会直接造成人员伤亡，国家也没有将它列入统计范围，但孔内事故和引发一系列其它危害。并且在处理事故（排除孔内故障）的过程中，常危及到人身安全。目前，全国石油、地质、建筑等行业尚有大量人员在从事钻探工程施工。因此，分析研讨孔内事故的危害及预防十分必要。 一、孔内事故发生原因 1、人为原因 主要是责任制度执行不严造成的事故，即指挥者或操作者没有严格认真的执行各种操作规程和各项规章制度。在施工中此类事故尤为普遍，主要包括以下几方面：一是指挥者不按客观规律办事，不执行规程和各种行之有效的制度，违章指挥，造成事故。如孔内出现挤夹钻具或翻孔埋钻时，钻机长不认真分析事故原因，而是指挥操作者蛮干。栓根绳硬拉或强行开动钻机立轴回钻，造成钻杆扭断。二是钻机当班操作人员不认真执行岗位责任制，不按操作规程作业，或者
在操作中粗心操作所致。如交接班时不很好交代水泵、钻机运转情况，盲目接班，一旦水泵不来水，就回烧钻。三是施工中技术管理薄弱，不进行经常性检查，缺乏日常安全工作的预见性，遇到比较复杂的情况缺少有力的技术措施。四是钻机操作人员技术素质低，操作不准确，不熟练。另外，钻具级配不合理，也容易造成孔内事故。 2、机械原因 机械因素造成的孔内事故主要是钻机的绞车。如柴油机、电动机在运转中突然出现故障，钻具在孔底提不上来，待故障排除钻具也被夹住，造成事故。 3、客观原因 主要是遇到不可预见的自然灾害，如夏季山洪暴发、江河泛滥，将工地淹没，或泥石流洗劫现场，都会使钻具无法提出孔内，钻孔被淤被埋，造成钻具夹埋，致使钻孔报废；在林区工作时遭遇火灾，蔓延到工地造成损失；突然停电致使钻具在孔内停留时间太长也会造成夹埋事故。 二、孔内事故处理方法 1、打捞 打捞是钻探中处理事故常用的方法。是使用各种类型的公、母矢锥，打捞掉入孔内的钻杆、钻铤、岩心管、钻头。这种方法，经常用来处理钻杆或钻铤的折断、脱扣、甩管等事故。有时，因钻杆断头斜劈，用矢锥给不上劲，可用可退
钻井事故与复杂问题复习题 1．发现井壁坍塌，为什么不能用钻头通井？ 因为井壁坍塌，一般在上部松软地层，如用钻头通井，很容易钻出新眼，失去老眼，导致前功尽弃。因此，如在松软地层发现井塌，应用领眼工具通井。因领眼工具不会钻切井壁，它永远不会钻出新眼。 2．如发现井塌，尚未卡钻，如何防止卡钻？ 如发生井塌必然是泵压上升，井口排量减少或不返。此时首先应禁止无限制地憋入钻井液，一般地要求不超过5方，因为憋入的钻井液越多，起出钻具的可能性越小。此时，只要钻具未卡，虽然阻力很大，而且反喷很厉害，只要能够上起，就应在安全限度以内，尽一切可能上起。而且中途不准试开泵，这样，钻具基本可以起完。即使起不完，所剩无多，也好处理。如果中途试开泵，十有八九会起不出钻具。不可存侥幸心理。 3．对付盐岩层的主要措施是什么？ 因为盐岩层有蠕变性能，其蠕变力各向相同，和上覆岩层压力和盐层温度有直接关系，即井越深、温度越高，蠕变力越大。所以，钻遇盐层时，应根据盐层的深度和温度采取如下措施：（1）设计合理的井身结构，盐层以上的漏层（相对于高密度钻井液而言）全部封掉；（2）提高钻井液密度，和盐层蠕变应力相抗衡；（3）采用饱和盐水钻井液，防止盐岩层溶解；（4）盐岩层固井时，其套管抗挤强度按蠕变压力计算。这样才能保证安全。 4．键槽卡钻如何处理？ 根据不同情况采取不同措施：（1）如发现键槽，起不出钻具来，但并未卡钻。如键槽在井眼上部，已起出一半以上钻具，此时可在井口接键槽破坏器，下钻至键槽上部，向下划眼，破坏键槽，然后起钻。（2）如发现键槽，起不出钻具来，而键槽在井眼下部，此时可以适当力量将钻具提死，将钻具从键槽以上倒开，下入带防掉接头的套铣筒套铣，破坏键槽后，即可将全部钻具起出。或者下入对扣接头带下击器和键槽破坏器，对扣后，下击，将被卡钻具震开，然后向下划眼，破坏键槽，再起出全部钻具。（3）发现是键槽卡钻，如钻柱上带有下击器，应立即启动下击器下击。如果钻柱上未带下击器，应从键槽上部倒开，接入下击器，对扣后进行下击。（4）解卡后，必须下入专用工具，破坏键槽。 5．液压震击器的工作原理是怎样的？ 参看图1-53,?上缸体、中缸体和两端的密封件组成一个空腔,?中间充满了耐磨液压 油,?心轴、震击垫、活塞浸泡 在油缸中,?活塞本身就是一个 不太密封的单流阀。 (1)?如图1-53(a),活塞下 行复位时,?活塞环被迫靠向环 槽上部,?但它堵不住旁通孔, 活塞环不起密封作用,液压油 从下油腔经活塞环槽、旁通孔 而至上油腔,?形成无阻流动,? 活塞仅克服摩擦力即可下行, 完成复位动作。 (2)?如图1-53(b),当心轴 受拉力时,活塞上行,活塞环被 压向环槽下面,?同时和缸体的 内壁紧紧贴住,?形成一个有效
钻井安全事故心得体会 一、安全是什么 安全是一种尊严，尊严是生命的价值所在，失去尊严，人活着便无意义。遵纪守法，遵章守纪，既是对他人的尊重，也是自尊，一个不按科学规程作为的人，就是不自尊，没有尊严。无知的冒险，无谋的英勇，无常识的松懈、倦怠、大大咧咧，都是对生命的不珍惜，将导致人间悲剧。因此，安全是幸福的基石，安全是欢乐的阶梯！作为我们钻井工人来说，安全生产就成了备受关注的课题，也是石油工业的主题，同时也是企业赖与生存和发展的基础和保障。 二、钻井事故案例分析 近年来，钻井事故层出不群，造成重大的人力、物力、财力损失，甚至导致全井报废。由于受到地质条件、装备能力、技术水平、管理规范、施工经验以及现场作业者熟练程度等因素的限制，从而使我们的工作，延缓勘探、开发的进程。钻井作业是一个具有动态性、随机性、模糊性、相关性、环境依托性等特性的非线性动力学系统。所以，在钻井作业中的危险、危害因素以及可能发生的钻井工程事故就要引入现代应用数学，建立适合钻井作业特点的安全评价模型，进行科学、系统地安全评价。当前钻井安全作业急需解决的是技术问题，也是石油工业安全管理走向规范化、科学化、信息化的一种全新的探索。因此，安全就成了一个永恒的话题，更是我们追求的目标。我作为一名安全监督员，需要对钻井作业中的每一个环节进行风险识别和安全评价，力争把风险降到最低。 钻井是一项隐蔽的地下工程，要找油气等资源，才能钻井。由于
地下各类地层的成因不同，钻井时可能会遇到井下地层、压力、温度的各种变化，而这些变化的地下信息，往往在钻井时尚未掌握，这样，在钻到复杂地层时，就可能发生钻井事故，这是发生钻井事故的客观因素。一个有经验的钻井人员，应能及时识别钻井事故的征兆，准确地判断事故的类别，才能正确果断地采取措施处理，防范事故的发生或避免事故的扩大和恶化，尽可能的挽回经济损失。否则，钻遇复杂情况时，如果没有经验，不能及时地识别事故、也不能准确地判断与正确地处理，就会使井下情况更复杂，导致事故的发生，甚至形成恶性事故。 最近发生的“3.4”、“3.9”、“5.7”事故，最为严重的是：17—57井井场5月7日14：50，工程二班安装好钻台铺台及栏杆，进行钻台上一些辅助作业。工程一班开始安装第一节井架；因第一节井架上放有钻台梯子和井架附件，大班司钻尚林指挥新康公司甘M24485吊车司机王文刚将钻台梯子吊离井架并准备安装至钻台前侧（因钻台前方有阻挡物，只能挂梯子上部两侧吊耳进行安装），后发现此梯子是偏房位置后侧的钻台梯子。便将梯子吊至偏房位置后侧进行安装，当梯子靠近耳板时，钻台上的工程二班司钻王小军发现梯子销耳不能放入，便指挥将梯子放下担在钻台面边沿，大班司钻尚林指挥下放吊钩，工程一班井架工杨继刚从场地上登上梯子将绳套时拉下，尚林和杨继刚分别将绳套挂在梯子下部的两个字吊耳上；此时梯子上部左边吊耳处绳套脱落，王小军从钻台面沿梯子下去将脱落的绳套拉起挂在左边吊耳处。害怕绳套再次脱落，王小军一手抓绳套、一手扶栏杆。此时吊装指挥尚林指挥吊车起吊拉紧绳套。15:00吊车在上提过程中，
处理井下事故与复杂情况应遵守以下四条原则: ????1、安全的原则：井下事故与复杂情况多种多样，处理事故，工序复杂，处理过程中，必须从设备、工具、技术方案、技术措施、人员素质各个方面进行详细地考虑，不但要考虑如何进攻，而且要考虑如何退守，凡事要留有馀地，留有后路，不能做偷鸡不成反蚀一把米的傻事。 2、快速的原则：一旦发生井下事故或复杂问题，其情况会随着时间的推移而恶化，所以在安全第一的原则下，必须抓紧时间进行处理，要迅速的决策，迅速的组织，迅速的施工，工序衔接要有条不紊。 3、灵活的原则：处理井下事故和复杂情况是一个多变的过程，很难有一个一成不变的方案，既要重视过去的经验，又不拘泥于过去的经验；既要灵活机动，又不违犯客观规律；既要大胆思考，又要符合逻辑思维程序。 4、经济的原则：面对不同事故情况，从各种处理方案的安全性、有效性、工艺的难易程度、工具材料费用、占用钻机时间、环境影响等方面进行综合评估，在经济上合得来则干，合不来则止，此路不通，另走他路，处理事故的原则是把损失降到最低限度。 但有些事故必须处理的，就应尽最大能力进行处理。 造成钻具事故的原因： 疲劳破坏、腐蚀破坏、机械破坏、事故破坏。它们之间不是独立存在的，往往是相互关联相互促进，就某一具体事故来说，是一种或一种以上的原因造成的。疲劳破坏是钢材破坏的最基本最主要的形式之一；腐蚀破坏是钻具提前损坏的普遍原因之一。 形成钻具疲劳破坏的原因： 1、钻具在长期工作中承受拉伸、压缩、弯曲、剪切等复杂应力作用，达到足够的强度和足够的交变次数时，便产生疲劳破坏； 2、钻具达到临界转速引起的振动破坏； 3、钻进时的跳钻、别钻，既可产生纵向振动，又可产生横向振动，对受压部分钻具破坏极为严重，所以在砾石层钻进，最容易发生钻具事故； 4、钻具在弯曲的井眼中转动，每旋转一圈，拉压应力交变一次，如此频繁促使钻具早期破坏； 5、天车、转盘、井口不在一条中心线上，井口附近的钻具产生应力变形； 6、将弯钻杆接入井中，与其上下相连的钻杆都产生弯曲应力，这段钻具与狗腿井段相遇，产生的交变应力将是相当大的。 造成钻具腐蚀的因素有： 氧气腐蚀、二氧化碳腐蚀、硫化氢的腐蚀、溶解盐类的腐蚀、各种酸类的腐蚀、电化学腐蚀、细菌腐蚀 其中溶解盐类的腐蚀的规律是： 1、和钻井液pH值有关，pH值越低腐蚀作用越强； 2、和温度有关，温度越高，分子活动能力越强，腐蚀速度加快； 3、和溶解盐的浓度有关，溶解盐浓度越大，腐蚀速度越快； 4、和钻井液流速有关，流速越快，腐蚀越快，因此钻具内壁比外壁腐蚀快。 钻具机械破坏的因素有： 1、钻具制造中形成的缺陷； 2、钻具在长期使用中的腐蚀与磨损； 3、搬运或使用过程中造成的外伤； 4、上扣不紧，不按规定扭矩上扣，或接头台肩靠不紧，台肩不密封，螺纹易刺坏和疲劳折断； 5、处理卡钻事故，不恰当的大力活动钻具，超过极限，损坏钻具； 6、钻进时钻压过大，发生连续别钻，或遇阻卡强扭，把钻杆母螺纹胀大、胀裂，造成钻具脱落； 7、对连接螺纹长期使用，不定期卸开检查，致使螺纹磨损严重，造成钻具脱落； 8、在内径突变处，流动的钻井液形成涡流，冲蚀管壁，甚至刺穿，降低钻具强抗拉、抗扭强度； 9、将连接螺纹规范搞错，咬合不紧，容易磨损造成脱落； 10、中途测试挤坏钻杆。 钻具事故破坏的因素： 1、把不同钢级、不同壁厚、不同等级的钻具混同使用，强度弱的先破坏； 2、顿钻造成钻具折断； 3、事故倒扣；4由于操作失误，过失倒扣。钻具断落的特征有： 1、悬重下降； 2、泵压下降； 3、转盘负荷减轻； 4、没有进尺或放空。 钻具的正确使用方法： 1、钻具上下钻台，公母螺纹必须戴防护套，并且平稳起下，不许碰撞钻杆两端的接头； 2、钻具连接前，将公母螺纹及台肩清洗干净，仔细检查，没有问题，方可涂好合格的螺纹脂，进行连接； 3、上、卸扣时，不允许大钳咬钻杆本体； 4、当钻具悬重超过1100kN时，用长体卡瓦或用双吊卡进行起下钻和接单根作业； 5、任何东西不许撞击井口钻具的母接头台肩； 6、对扣准确，不许错口或硬上； 7、按标准扭矩上扣； 8、鼠洞接单根时，必须用大钳按标准扭矩紧扣； 9、钻铤提升短节，用大钳紧扣； 10、卸开螺纹时，使螺纹不受力； 11、卸扣不许用转盘绷扣； 12、避免钻具产生刻痕，特别是横向刻痕； 13、除处理事故外，弯钻杆不许下井，不许使用弯方钻杆； 14、不能用钻杆做电焊时的搭铁线，容易烧成伤疤； 15、任何情况下，都不允许超过钻具的屈服强度提拉或扭转； 16、使用高矿化度钻井液时，应加防腐剂，以保护钻具； 17、钻井液pH值应维持在9.5以上，可以减少腐蚀和断裂； 18、钻遇硫化氢气体，坚决压死； 19、井下温度超过148°C时，钻井液处理剂和螺纹脂中，避免含有硫的成分； 20、进行钻杆测试时，钻杆在硫化氢环境中暴露的时间不得超过一小时。 钻具管理制度： 1、钻具应分类组合，成套使用，实行租用制度； 2、入井钻具要详细检查钢号、壁厚、公母接头、水眼直径，丈量长度，登记造册，台肩接头清洗干净，检查钻具有无致命损伤，不合格者不许下井； 3、使用钻具要实行上下倒换制度； 4、执行错扣检查制度；（好处：检查接头台肩的完好程度，可以防止扣紧难卸的问题） 5、要执行定期探伤制度；（钻铤及接头每运转200-300小时进行探伤）
钻井事故及处理名词解释 (Drilling accidents and treatments) 一、钻井井下事故(Downhole drilling accident)：钻井作业在井内发生的各种事故的总称。 1、卡钻(pipe sicking)：凡钻柱在井内不能上提、下放或转动叫做卡钻。 2、机械卡钻(mechanical sticking)：除压差卡钻之外的卡钻统称为机械卡钻。 3、泥包卡钻(bailing-up sticking):钻入泥页岩底层不能及时清除井底岩屑，钻井液与岩屑混合紧紧抱住钻头或其他井下工具形成的卡钻。 4、砂桥卡钻(sand bridge sticking)：岩屑在井径变化处集聚堆积造成的卡钻。 5、沉砂卡钻(solids setting sticking)：岩屑在井底沉积造成的卡钻。 6、键槽卡钻(key seat sticking ;key slot sticking)：钻井作业过程中，钻具在井壁形成的槽沟内被卡。 7、垮塌卡钻(sloughing hole sticking)：由于井壁坍塌埋住钻具而发生卡钻。 8、压差卡钻(differential pressure sticking)：即粘附卡钻，钻井液液柱压力大于地层孔隙压力使钻柱紧贴于井壁发生卡钻。 9、小井眼卡钻(undergauge hole sticking)：当井眼直径小于使用钻头直径，在下钻时钻头压入该井段造成的卡钻。 10、缩径卡钻(formation swelling sicking,hole shrinking sticking)：由各种因素一起井径缩小而造成的卡钻。 11、顿钻卡钻(drill string free-fall sticking)：由于顿钻后钻具弯曲造成的卡钻。 12、落物卡钻(junk sticking)：由于井内落物而造成的卡钻。 13、水泥卡钻(cement sticking)：在挤、注水泥作业中造成的卡钻。 14、干钻卡钻(dry drilling sticking)：在无钻井液到达钻头时钻进而发生的卡钻。 15、落物事故(junk accidents)：指钻头、牙轮、滚珠、刮刀片、钳牙等井下或地面工具或物体掉入井内的事故。 二、钻具事故(drilling string accident)：指钻杆、钻铤、各种工具接头及辅助工具在井下发生的断脱、刺穿等事故。
钻井安全管理体系及措施 钻井安全管理永远是钻井生产中的主题，为了加强钻井技术管理，提高事故防范能力，确保钻井生产正常运行的目的。钻井队一但发生事故后应在最短的时间向项目部和技术公司汇报，主要汇报内容为发生时间及经过，井深、钻具结构、钻井液性能、井队工具材料储备等。在事故处理过程中，井队技术员必须详细记录处理方案并及时向技术公司和上级部门汇报。安全员对事故处理制定风险识别和安全施工措施。 一、井下事故一般预防措施 1.钻井液维护处理要严格按设计要求加足处理剂，以保证井眼畅通，井壁稳定和井下安全。 2.快速钻进时要开大排量，测斜和接单根前要循环,速度要快，并做到早开泵，晚停泵。 3.深井段起钻前一定要维护处理好钻井液性能，并充分循环干净后再起钻。起钻时必须及时灌满钻井液。 4.起钻遇阻时，应立即接方钻杆循环、活动、倒划眼。必要时可配一定量高粘切的稠浆打入井内携砂洗井，不得大吨位强提硬拔，违章蛮干。 5.下钻距井底前3-5个单根，必须接方钻杆循环划眼到底，不得强行将钻具硬下入沉砂、水泥混浆或小井眼中。 6.因生产水供不上导致泥浆量不足时，不得存在侥幸心理，凑合维持钻进，应立即果断起钻。
7.因某种原因需暂时停钻，要开泵循环，勤活动钻具，静止时间不得超过3分钟。活动钻具时幅度要大，方法要得当，并不能在一个位置长时间循环钻井液。若井下不正常,应果断起钻。 8.因设备突发性故障需停钻修理，应根据实际情况，将钻具起至安全井段或全部起出。若无法起钻，应尽量设法活动钻具或开泵循环；实在无法循环活动时，应将钻具悬重压在井底。 9.入井钻具必须要认真检查丈量，杜绝坏钻具入井。内外径及长度要记录准确，特殊工具入井前必须画有草图。 10.钻具入井时，必须刷净丝扣，涂好丝扣油，并按规定扭矩紧扣。钻铤上卸扣时必须使用链钳。 11.每次起钻时，都应对钻具进行倒换、错扣，并做好记录。 12.每口井对钻具、配合接头应进行一次探伤检查，发现问题及时更换。 13.钻进时要坚持泵房坐岗制度，随时注意泵压变化。若发现泵压下降，要立即停泵检查。如不是地面原因，应果断起钻检查钻具。起钻时必须使用液压大钳或采用旋绳卸扣。 14.若发生断钻具事故，切忌立即起钻。应对上鱼头，压住循环，并对钻井液性能进行适当调整，提高粘、切和润滑性，待井底砂子循环干净后再起钻打捞。 15.钻头入井前要认真检查各部位是否完好，新钻头下至井底要轻压（5K N）慢转磨合30分钟后，方可逐步加压钻进。 16.钻进时操作要平稳，送钻要均匀，严禁溜钻和顿钻。
6 常见井下事故及复杂情况处理 钻进过程中会发生各种各样的井下事故和复杂情况，如各种类型卡钻、井漏、井塌等，而其中卡钻事故是最常见事故。卡钻是钻头或钻具在井眼内被卡住而不能起下和转动的现象，卡钻的种类多种多样，就其性质不同可分为压差卡钻、缩径卡钻、沉砂卡钻、垮塌卡钻、键槽卡钻、小井眼卡钻、落物卡钻等。 6.1 卡钻 6.1.1 卡钻的种类、原因及预防 （1）压差卡钻：是指在压差作用下，钻具被推向井壁并粘住而不能活动的现象，又称泥饼粘附卡钻。压差卡钻常因高压差作用、地层渗透性好、厚泥饼、钻井液性能不稳定、司钻操作不当而引起。压差卡钻的特点是：钻具上下活动困难又不能转动，但循环畅通、泵压稳定，随着时间的增加卡钻力会越来越大，被卡钻具段可能越来越长。预防措施：采用优质防卡钻井液，降低钻井液泥饼厚度和磨擦系数，尽可能设计和使用合理的钻井液密度，实现平衡钻进，在满足工艺技术要求的情况下，钻铤不宜过长，钻铤尺寸要小，也可在钻具组合中加入稳定器，应尽量减小钻具在裸眼井段内的静止
时间，有条件时，应将钻具起出渗透地层井段。 （2）缩径卡钻：钻遇塑性流动状的地层及渗透性好而易形成厚泥饼的地层，使井径缩小，钻头通过困难而造成的卡钻称缩径卡钻。缩径卡钻的特点是起钻时上提困难，下放比较容易，循环泵压增高，起出的钻具常常在钻头上有泥饼。预防措施：控制钻井液失水量与泥饼厚度，选择适当的ρm，在井径小的井段勤划眼，起钻时慢起慢下，严禁猛起猛下。施工速度尽量要快，要多短起下钻。 （3）沉砂卡钻：这种卡钻多发生于钻井液的悬浮能力差，泵排量小，或钻具循环短路以及钻井液净化工作差，使岩屑没有及时带出和除净，当停止循环时，大量砂子下沉，埋住钻头及部分钻具而造成卡钻，沉砂卡钻的特点是：泵压极高，严重时循环不通或憋漏地层，只进不出，钻具不能上下活动和转动。预防措施：保证合理的上返速度，使用适当粘度和切力的钻井液，以满足携带岩屑的要求，快速钻进中，接单根前应循环，保证岩屑返到一定高度，有足够的时间接单根，起钻前应充分循环以带出井内的岩屑。 （4）地层垮塌卡钻：这种卡钻一般发生在吸水易膨胀剥落的页岩、泥岩、胶结不好的砾岩及断裂破碎地层。垮塌卡钻的主要原因是：钻井液的防塌性能差，钻井液失水量大或ρm不足，矿化度小，泡时间长，钻井液密度过小或起钻灌钻井液不够、井漏、抽吸而致
钻井工程复杂情况判断与处理职工培训中心张怀文 一、下钻遇阻是何原因？怎样处理？ 答：下钻遇阻是：（1）起钻完后井塌；（2）钻井液性能不好、失水大、泥饼厚，地层膨胀致使井径缩小；（3）上次起钻钻头直径磨小严重，下新钻头造成遇阻； （4）起钻前未循环好钻井液，下钻下不到底；（5）钻具结构变化。如果换大钻具，或加入大直径扶正器，或更换了钻头类型，也容易遇阻。 处理办法（包括预防措施）：起钻前必须充分循环钻井液，处理好钻井液性能，起钻中必须按规定灌钻井液。下钻过程中遇阻要划眼，不能强压、强下。下钻前必须详细检查钻头类型和尺寸。钻具尺寸若改变，下钻时应控制下放速度，严格执行操作规程，防止遇阻、遇卡。 二、为什么有时下钻中途要循环泥浆？ 答：因为（1）井下较长时间未下钻，或上次起钻前因其它原因未循环好钻井液，防止因钻井液性能变坏开不开泵。（2）井下地层有坍塌现象（已经发现）。（3）钻井液性能变坏，被盐水侵、石膏侵等。（4）井下有轻微漏失。（5）井下情况复杂，经常开不开泵。（6）复杂深井或超深井，还有高压油气层存在时，要分段处理钻井液，若不中途循环钻井液会造成下钻遇阻，下钻完开不开泵，或泵压过高蹩漏地层。（7）中途循环钻井液可以将下钻时钻具划下的泥沙循环出来。 三、下钻完开不开泵是何原因？该怎样处理？答：（1）本次下钻时大量更换钻具，钻具水眼内不清洁，堵塞钻头水眼。（2）下钻时钻具内掉了东西，如丝扣油刷子、手套、棉纱等物。（3）下钻中由于井壁坍塌，严重倒返钻井液，钻屑带入钻具，堵塞钻头水眼。（4）冬季地面管线或钻具冻结。（5）井壁泥饼厚，钻头泥包，钻井液不能上返，如果下部有滲透层还易蹩漏地层。 处理措施：如果开不开泵，首先要排除地面因素，然后处理井下堵塞，应大距离活动钻具，用小排量慢慢开泵，如无效应立即起钻，以防井下恶化，造成卡钻。 四、钻进中水龙头或水龙带坏了，不能循环钻井液，应怎样正确处理？ 答：钻进中如果水龙头漏泥浆或水龙带坏了，进行修理时，首先应当起100—200米钻具到安全井段一面专人活动钻具，一面组织人力抢修或更换，如井下情况复杂，应把钻具起到技术套管内，如没下技术套管，应将钻具全部起完，不准接方钻杆把钻具放在井内修理水龙头，或更换水龙带，以防卡钻。 五、钻进中井口返出钻井液减少或不返钻井液，是何原因？如何正确处理？ 答：首先检查地面管线，如地面管线正常，就依次检查地面管汇，泥浆泵。如地面正常，则判断为井下漏失。 原因如下：（1）地下有渗透性漏失层或地层裂缝；（2）有石灰岩融洞；（3）井塌造成暂时不返钻井液。 处理措施：（1）渗透性漏失，可适当降低钻井液密度；（2）严重漏失，应立即起钻，采取堵漏措施；（3）如果是井塌应处理好钻井液性能，大幅度活动钻具，慢慢划眼，循环出岩屑，防止卡钻。 六、什么叫钻井液短路？是何原因，怎样判断？怎样处理？ 答：钻井液不完全从钻头水眼返出叫钻井液短路。 短路的原因；（1）地面高压管线、管汇（闸门、法兰、由壬、焊口）刺坏或闸门倒
浅谈钻井作业中硫化氢的危害及预防中毒措施 摘要：2003年12月23日四川重庆高桥镇罗家16号井发生井喷特大工业事故，大量H2S有毒气体从井底喷出，造成243人死亡，396人中毒住院，造成3万多附近村民紧急疏散，周围约五公里范围内被封闭。2005年长庆井下处某井，一名职工下到罐底清罐时，被H2S熏倒，同班2人发现后，立即配戴防毒面具去施救。在救人过程中，因配戴的是不防硫化氢的活性炭滤毒罐，也被硫化氢熏倒，造成3人死亡的重大工业事故。 H2S气体不仅严重威胁着人们的生命安全，造成环境恶性污染，同时，它对金属设备、工具及用具也将造成严重的腐蚀破坏。由于H2S腐蚀造成钻具断裂，以致使井下造成复杂事故，其损失是无法估量的。 因此，为确保人员的绝对安全，杜绝H2S井的井喷事故发生，我们必须要了解H2S的危害，掌握H2S气体的防护知识，预防H2S中毒，将H2S造成的危害控制到最低程度。这篇文章主要通过认识H2S的危害性，分析H2S在钻井作业中的主要来源，以及当有H2S存在时如何在钻井作业中检测预防，并进一步阐述一旦H2S中毒如何紧急抢救。 关键词：H2S 危害中毒措施 一、分析H2S的危害 谈到H2S的危害，我们必须先了解H2S的特性，因为
H2S自身特殊的性质，使得它对钻井工作人员及设备造成很大的危害。下面着重阐述H2S的特性、H2S对人体的危害及中毒症状以及H2S对设备的腐蚀危害。 (一)H2S的特性 H2S是一种可燃性气体，H2S燃点为260℃，燃烧时为蓝色火焰，并生成危及人眼睛和肺部的二氧化硫；H2S也是一种极易爆炸的气体，当H2S在空气中浓度达到4.3～46%时，形成的混合气体，遇火将产生强烈的爆炸；H2S还具有强烈的腐蚀性，人体吸入H2S后，可致人眼、喉、呼吸道发炎；H2S易溶于水和油，H2S及其水溶液对金属有强烈的腐蚀作用，如果溶液中同时含有CO2或O2，其腐蚀作用更快；H2S及其水溶液还能加速橡胶、油浸石墨等非金属材料的老化；最重要的是H2S剧毒性，H2S的毒性比CO大5—6倍，可与氰化物相比，是一种致命的气体。它对人体的致死浓度为500ppm，在正常条件下，对人的安全临界浓度是不能超过30PPm。 (二)H2S对人体的危害及中毒症状 ?1、H2S对人体的危害。
第十一章事故和复杂处理一.常用单词和短语 bit balling 钻头泥包 bit bounce 跳钻 lost circulation 井漏 get stuck 卡钻 tight spot 遇阻点 cave in 井垮 slough 坍塌 kick 井涌 mud gain 泥浆增量 mud loss 泥浆漏失 blow out 井喷 kill well 压井 differential sticking 压差卡钻keyseat 键槽 free drill pipe 钻杆解卡 free point 卡点 back off 倒扣 acid wash 酸洗 set plug 打水泥塞sidetrack 侧钻 fishing tool 打捞工具squeeze cement 挤水泥 overshot 卡瓦打捞筒 grapple 卡瓦 spiral grapple 螺旋卡瓦 basket grapple 篮状卡瓦 reverse circulating junk basket 反循环打捞篮boot basket 打捞杯 fishing tap 打捞公锥 spear 打捞矛 safety joint 安全接头 impression block 印模 fishing magnet 打捞磁铁 free point indicator 测卡仪 hook wall 壁钩 mill shoe 磨鞋 washover pipe 套铣筒 hydraulic cutter 水力割刀 fishing jar 打捞震击器 bumper sub 地面震击器 LCM=lost circulating material堵漏剂 二.扩展词汇-钻井日报表词汇摘录 Drill 222.25mm hole from 3452m to 3488m - 300 psi pressure drop 自3452到3488米钻进222.25mm 井眼-泵压下降300psi Check surf equipment . OK 检查地面设备。正常。 POOH - check drill string for wash-out 起钻-检查钻柱刺漏。
第五章井喷事故 井喷是事故，井喷失控是损失巨大、影响恶劣的灾难性事故，这一点必须认识清楚。在 科学技术相当发达的今天,?还以井喷作为发现油气田的手段来看待，如果不是犯罪，也是愚昧无知的表现。井喷失控的危害是非常大的： 1损坏设备:?如大庆油田的喇83井、杏5井都是因井喷失控将整套设备陷入地壳，四川气田从1957年到1981年发生井喷着火 31井次、烧毁钻机18台，全国从1950年至1997 年，发生井喷失控井 319 口，失控后着火井 78 口，因井喷失控着火烧毁钻机以及因井喷地层塌陷埋掉钻机共59台。其损失是相当惊人的。 2死伤人员:?这类事在四川、华北、胜利、中原等各个油田都发生过，仅四川局的32111 钻井队在1966年的一次井喷事故中就死亡6人，2003年12月23日重庆开县罗16h井天然 气（含硫化氢）井喷，死243人，中毒住院2142人，紧急疏散65000人，经济损失6432 万元人民币，教训是非常惨痛的。 3浪费油气资源：无控制的井喷，不仅喷出了大量的油气，而且对油气藏的能量的损失是难以计算的，可以说是对油气藏的灾难性的破坏。仅四川合4井等8 口井的统计，因井喷 放空天然气6.98 X 108m,为储量的11%损失是十分惊人的。 4污染环境；喷出的油气随风飘扬，对周围环境造成严重的污染，特别是喷出物含有硫化氢的时候，搅得四邻不安，人心惶惶，影响极坏。 5. 污染油气层:据四川石油管理局多年对多口井的统计资料分析，凡是钻井液喷空后压 井或反复测试后压井，都会对产层造成严重伤害，其产量将下降30?50%，甚至有的井不经酸化则见不到产量，可以说井喷后压井才是油气产层污染的罪魁。 6报废井：井喷失控到了无法处理的时候，最后不得不把井眼报废。如新疆柯克亚地区 的几口高产深井，胜利油田的罗5井、新罗5井等。 7造成大量资金损失:?除上述五项都和资金有关的因素外，在处理井喷事故时，如灭 火、压井、钻救援井等都需要投入大量的人力、物力、财力。还要赔偿因井喷而造成的其它一切经济损失。 &打乱正常的生产秩序：失控井喷特别是井喷着火，往往是震惊整个油田甚至地方行政部门，要调集各种可用的手段来处理事故，正常生产秩序被打乱了。 尤其在注重社会效益与经济效益的今天，?无论是地质家还是工程师都应把防止井喷做为自已的主要职责，凡是明知故犯，或玩忽职守，造成失控井喷事故者都应受到行政的或法律的制栽，不能以“花钱买教训”来进行搪塞。 第一节溢流产生的原因 我们知道，?造成井喷必须有三个基本条件:（1）要有连通性好的地层；（2）要有流体（油、气、?水）存在；（3）要有一定的能量，也就是说，要有一定的地层压力。 地层压力是指作用在岩石孔隙内流体上的压力，故又叫地层孔隙压力。在地层沉积中，正常地层压力等于从地表到地下该地层深处的静液柱压力，?其值大小取决于孔隙内流体的 密度，如为淡水，则正常地层压力梯度为0.01MPa/m，?当量钻井液密度为 1.00g/cm 3，如为盐水，则正常地层压力梯度为0.0107MPa/m，当量钻井液密度为1.07g/cm 3。但是由于各种原 因，?地层压力并不总是遵守这个规律，有的高于正常压力，有的低于正常压力。高于正常压 力的叫异常高压。低于正常压力的叫异常低压。造成异常高压的原因有：
钻井井下事故——卡钻处理钻井事故案例 2012．11
目录 英深1井键槽卡钻事故---------------------------------------------------2 野云2井卡钻事故（压差卡钻）---------------------------------------5 和三井井壁掉块卡钻------------------------------------------------------9 英深1井掉钻头事故----------------------------------------------------- 10 XX井掉钻头事故----------------------------------------------------------11 XX井钻具落井事故-------------------------------------------------------13 XX井钻具涨扣落井.------------------------------------------------------13 巴东四井测井事故---------------------------------------------------------14 xx井完井卡钻事故--------------------------------------------------------15
英深1井键槽卡钻事故 1、基础资料 ①.地区：英吉沙构造，时间：2006.8.28 ②.9 5/8″*4700.70，井深6318.71m ③.钻进参数：钻压80-100KN、转速90-100rpm、排量18l/s。 钻井液相对密度：2.33 2、事故发生经过 钻进中蹩停转盘,在220-120t范围内上提下放活动钻具,提至原悬重148t转动转盘恢复正常，划眼到底，钻进至井深6318.71m，钻进中蹩停转盘,在270-120t范围内上提下放活动钻具,原悬重148t,转动转盘无效,卡死。 3、事故处理经过 ①. 注解卡剂46.6m3,解卡剂相对密度:2.29，粘度:54s，切力5/8， Q:20-15l/s,P:20-15.5MPa--11:25替泥浆33.8m3，Q:21l/s,P:22MPa, 管外解卡剂返高5150m，管内解卡剂高度3826m。 ②. 上下活动钻具，活动范围230-110t（间断顶通水眼，顶替量11m3）。 ③. 爆炸松扣准备，电缆下至H:3310m，反转10圈蹩转盘，爆炸松扣成功（方 钻杆提不出转盘面，无法接单根下压，爆炸松扣后，接一单根），起电缆、装冲管、鹅颈管、水龙带，加压1-2t造扣，5圈2次、10圈1次、15 圈2次。 ④. 上下活动钻具，活动范围250-60t解卡 ⑤. 循环排解卡剂（发现井漏，15分钟漏6.4m3，降排量18↓12l/s，共漏 失70m3泥浆），打重浆、压水眼，同时转动转盘，准备起钻，停泵有回 压4Mpa,停转盘在60-265t范围活动钻具无效，卡钻，钻头位置6308.44m。 ⑥. 配解卡剂，降钻井液密度，间断活动钻具（范围:80-230t） ⑦. 注解卡剂37.6m3(排量17l/s,泵压18-16MPa,密度2.24,粘度65)-4:20 替泥浆43m3(排量16l/s,泵压17MPa,密度2.26,粘度45),管外解卡剂返 高5150m,管内解卡剂高度4843m-8:00上下活动钻具,范围230-80t(一小 时顶水眼一次0.5m3).