小井眼复杂事故预防与处理
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第一章钻头的合理使用后期判断及掉牙轮处理一、牙轮钻头下井前的检查1.检查钻头尺寸、型号是否符合要求。
2.检查钻头喷嘴的尺寸、规格是否符合要求。
3.检查储油密封系统、储油、卡簧是否完好。
用手转动牙轮看是否能转动,不能太松动或发卡。
4.检查外表,看丝扣和焊缝是否完好。
5.旧钻头重新下井,还应检查传压孔是否被泥砂堵死,若已堵死,则应清洗好,搞通以后再下井。
二、钻头的正确操作与合理使用。
1.为了保证钻头平稳工作,延长钻头、钻具寿命,应在钻头上接减震器与扶正器,特别是硬泥岩和砂砾岩。
2.新钻头下井速度不能太快,遇能猛顿猛压。
3.下钻接近井底或接单根下放钻具时速度不能太快,更不允许突然刹车。
4.新钻头下到井底,在循环正常后,应用小钻压,低转速磨合牙轮,钻压从1—3t,磨合半小时以后,再逐渐加压到设计值,不允许加压过快,也绝不允许加压启动转盘。
5.钻压、转速应在钻头的要求范围内,要均匀送钻,防止溜钻、顿钻。
6.加压钻进中的钻具,需要停止转动时,如接单根,必须使指重表恢复原悬重或基本上恢复后才能摘去转盘;以防止钻具被扭成数圈后,突然摘去转盘而恢复原长度,产生附加钻压,损坏钻头。
三、钻头的正确判断1.正常工作时,当地层岩性变化时,正常钻压下,转盘转动均匀,转盘链条上下跳动,钻时正常无明显变化,指重表、泵压表指示平衡,刹把无异常感觉,当地层岩性原因发生的蹩跳钻,一般是短时间,并可通过调整钻压,转速可减轻,但钻头使用到后期时间跳钻要小心谨慎,提前起钻,防掉牙轮。
2.,轴承损坏,转盘出现周期性蹩跳,钻压小,蹩跳轻,钻压大则重,钻速下降,泵压正常而指重表指针摆动,停转盘时,方钻杆跳动几下才停。
3.牙轮卡死。
转盘负荷增大,转盘链条跳动,方钻杆有蹩劲,停转盘后打倒车,钻速明显下降,指重表指针摆厉害。
4.掉牙轮。
牙轮一掉,只要一加压就蹩钻,停转盘打倒车严重,转方向方有变化,若掉一个牙轮时,可发方入有一个牙轮高度的误差,若再强行转动即可将另两个牙轮蹩掉,明显无进尺,或进尺很慢。
复杂事故现状大多数小井眼施工经验表明,小井眼施工由于环空间隙小,施工作业中普遍具有以下特点:1、环空压差大,易发生井漏;2、泵压高,地面设备、钻具、钻头要求必须要有保证;3、起下钻激动压力大,易井漏,易溢流;4、排量受限,携砂困难;5、发生事故难处理,无法套铣;6、钻具尺寸小,柔性大,抗拉强度小;7、井眼轨迹控制困难,不易稳斜;8、完井作业困难,工序复杂;9、掉落物易硬卡;10、井控要求高,发生溢流上窜速度快;11、对钻井液质量要求高.以上问题一直制约着深井开窗侧钻井速度的提高,另外注水井的压力较高在生产中也存在着很大隐患,因此一旦发生井下复杂或事故处理困难,处理周期长。
井漏预防措施现状:首先对泥浆密度进行控制,提高泥浆密度时,控制下灰量,一般每循环周提高不大于0.02—0.03;泥浆中加入足量的随钻堵漏剂;下钻或划眼时控制下放速度,开泵要缓慢,防止压力激动造成井漏。
卡钻预防措施现状:首先,防止井口落物,任何作业井口始终装上刮泥板,防止落物硬卡;其次,钻进中每半个单根要划眼一次,钻完每个单根划眼一次,钻遇砂岩发育段每钻进2m划眼一次,钻时快时适当控制钻时,每30—50米短起下清砂。
再次,钻具在裸眼段一般不得静止,特殊情况下钻具静止时间不超过2分钟,并及时活动钻具。
重点深井复杂事故处理情况案例:3。
7防漏与堵漏造成井漏的直接原因是井筒液柱压力高于地层压力,因此防漏措施除用堵漏剂预漏外主要是降低井筒液柱压力,井底当量循环压力包括钻井液静液柱压力和钻井液循环附加压力,减小井底压力主要从这两方面着手.P当量=P静液+P循环附加如果降低静液柱压力使用较低密度钻井液施工,则需要解决三个问题:1. 井塌掉块;2。
井壁缩径;3。
平衡地层流体压力。
现场施工中常采用比较高的钻井液密度,主要也是基于这几个问题。
对于软泥岩、盐岩类的井壁缩径,提高钻井液密度是一项有效和不可避免的措施,但对于井壁掉块却不一定需要提高钻井液密度,我们2004年在二厂、四厂施工的6口井使用聚合铝配合无机—有机聚合物钻井液体系,很少出现掉块现象,完井电测井径规则,而邻井常出现因掉块原因而加重的情况。
钻井施工过程中常见事故的预防及处理钻井事故制约了钻井速度的发展,而且增加了钻井液对地层的浸泡时间,使井下更加复杂,若油层已钻开,则会加重对油层的污染,给国家和企业造成人力物力和财力重大损失,多年来,如何最大限度的减少钻井事故,缩短钻井周期,提高经济效益和社会效益是每一个钻井工作者为之奋斗的目标,下面简要讲一下钻井事故的预防及处理。
一:卡钻事故卡钻是指钻具在井下失去活动能力的事故。
它可分粘附卡钻、憋漏卡钻、沉砂卡钻、键槽卡钻、井塌卡钻、井下落物卡钻、干钻卡钻、缩径卡钻等。
卡钻事故是在钻井工程事故中发生机率最高、最常见的事故,发生的原因也是多方面的。
(—)泥饼粘附卡钻1、发生粘附卡钻的条件:泥饼是造成粘附卡钻的前提条件。
凡是使用水基钻井液和有固相钻井液时,钻井液中的自由水在液柱压力大于地层压力这个压差的作用下,渗入地层,而钻井液的固相部分难以渗入地层,则糊在井壁上形成了一层泥饼。
等钻具接触井壁时,在压差的作用下产生了一个推力,将钻具压向井壁并嵌入泥饼中。
如果钻具与井壁泥饼所产生的摩阻力加钻具在钻井液中的重量之和大于钻机安全提升拉力时,则发生卡钻。
通常称为泥饼粘附卡钻或压差卡钻。
凡是泥饼质量和井身质量差以及井内压差大时都容易发生粘卡。
造成粘卡的原因是多反面的,它与泥饼摩阻系数、钻井液密度及钻具与井壁的接触面积等因素有关。
钻井液因素:钻井液性能不好,失水量大,钻井液净化差,固相含量较高,加之地层渗透性好,便会在井壁上形成厚厚的泥饼。
若遇漏失层,钻井液中加入了堵漏材料,同样会提高泥饼的厚度和摩阻力。
钻井液受浸污:如果钻遇水层或石膏层,钻井液受到盐水或钙的浸污后性能变坏,失水和泥饼都会迅速增加,如果处理不及时就会造成卡钻的事故。
活动钻具不及时:因设备故障无法活动或钻具折断后靠在井壁上等原因,使钻具与泥饼接触的相对静止时间过长,都可能发生卡钻。
井身质量差:狗腿度过大,会使钻具的大部分贴在了井壁上,增加了粘卡的机会。
钻井事故预防和处理预案钻井事故的预防和处理预案1.1防卡1.1.1搞好井身质量的控制,做好钻井液性能的维护、管理、净化工作。
1.1.2根据邻井构造已钻井情况,订出防止泥饼粘附、钻头泥包、沉砂、键槽、井塌、地层膨胀等卡钻的具体措施。
1.1.3起钻前应充分循环洗井。
接单根要提出方钻杆才停泵,接好方钻杆后开泵下放钻具。
1.1.4在钻进中,若需检修设备,应将钻具起到安全井段;否则将钻头提离井底,坚持活动钻具和小排量循环钻井液。
1.1.5塑性地层钻进,应及时定井段进行短程起下钻,凡遇阻、卡井段,每次都要认真记录,并应采取相应的措施予以排除。
1.1.6起钻遇卡,不超过当时悬重100KN,以向下活动钻具为主进行处理;下钻遇阻,不超过当时悬重50kN,以上提钻具为主进行处理。
1.1.7发生卡钻应尽快恢复循环,按规定活动钻具都应在安全允许范围内。
在处理前,应先检查好提升系统并固定。
卡钻猛然解脱时,应首先检查钢丝绳是否跳槽,然后才能继续起钻。
1.1.8钻进中发现垮塌,应尽可能的保持循环,以及时调整钻井液性能为主进行处理。
1.1.9粘卡的预防:采用具有防卡性能的优质钻井液,坚持加防卡润滑剂和表面活性剂,以增加钻井液的润滑性能,降低泥饼的粘附系数。
易发生压差卡钻的井段,可在钻铤中加入一定数量的支承接头。
钻具在裸眼井段静止时间不得超过3分钟。
钻具结构应简化,使用螺旋钻铤。
1.1.10键槽遇卡,首先应下放钻具,解卡后转动不同方位试上提。
如提不出来,可用轻提慢转倒划眼的办法处理。
对已形成键槽的井,应简化钻具结构,并接大小尺寸的锥度接头。
键槽严重时,起出钻具后应先破坏键槽再进行下步作业。
1.2卡钻事故处理1.2.1尽量采用电测卡点、爆炸松扣处理。
1.2.2雷雨天、夜间禁止进行爆炸松扣作业。
(SY/T5271)1.2.3安装爆炸松杆及接雷管前,应切断井场全部电源,发电机停车。
爆炸杆下入井内100m后方可恢复供电。
如果导爆索在井下未能引爆,也应先切断全部电源,然后将爆炸杆起出井口排除哑炮。
井下事故复杂的预防与处理一、卡钻事故钻柱在井内某井段被卡,致使整个钻柱失去自由(不能上下活动和转动)叫做卡钻。
由于造成卡钻的原因不同,卡钻按其性质分为粘附卡钻、坍塌卡钻、砂桥卡钻、缩径卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、落物卡钻和钻头干钻卡钻等。
1.1卡钻事故发生的原因、预防与处理卡钻事故一般发生在钻进、接单根、循环钻井液和起下钻过程中,钻柱落井也容易造成卡钻。
为了对比各种不同卡钻的主要特征、发生原因、预防措施和处理方法,将8种不同性质的卡钻列入表2-1中。
1.2卡钻事故处理通则卡钻事故发生后,应首先考虑的问题是为顺利解除事故创造条件。
1.2.1尽量维持钻井液循环,保持井筒畅通。
卡钻后,一旦水眼或环空被堵,循环丧失,就失去了浸泡的可能,并诱发井塌和砂桥的形成,加重卡钻事故处理的难度。
1.2.2保持钻柱的完整性。
卡钻后,在提拉、扭转钻柱时,不能超过钻杆的允许拉伸负荷和允许扭转圈数。
一旦钻杆被拉断和扭断,断口不齐,会造成打捞工具套入困难,同时下部钻柱断口会被钻屑和井壁落物堵塞,给打捞作业造成极大困难。
1.3卡钻事故处理程序不同性质的卡钻事故,有不同的处理程序。
总结起来,多数卡钻事故的处理方法,总是遵循以下6个处理程序: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;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。
图2-1与图2-2为8种卡钻事故处理程序图1234图2-1 卡钻处理程序之一5图2-2 卡钻处理程序之二6二、钻具断落事故钻具断落事故是钻井作业中常见的事故之一。
若井况正常,处理也容易,成功率较高。
若井筒条件差,井况复杂,可伴随卡钻事故发生,处理不慎,也会造成复杂事故。
钻井作业中常见的钻柱事故与处理方法见表2-2。
三、井下落物事故井下落物是指碎小的不规则或没有打捞部位或无法与打捞工具连接的落物,如牙轮、刮刀片、手工具等。
复杂与事故的预防和处理1、复杂与事故的预防钻井工程复杂与事故的预防工作十分重要。
根据设计提示和邻井、邻区域资料,认真分析井下情况,做好井下复杂、事故的预防工作,为保证井下安全,加快钻井速度,提高工程质量奠定基础。
井下复杂、事故发生的原因很多,但概括起来主要有三类。
(1)由于地层原因引发的井下复杂、事故较多,如泥页岩的剥落,煤系地层、欠压实地层的坍塌,含砾砂岩、砾岩造成蹩、卡、跳钻,复合盐层、软泥岩蠕变缩径造成的阻卡,由于地层压力窗口窄造成井漏与溢流的发生(如塔里木油田迪那2、克拉2构造,以及塔中的碳酸盐岩储层),地层破裂压力低,以及断层、褶皱、溶洞、裂缝等造成的井漏,地层倾角大造成的井斜等。
(2)由于工程原因引发的井下复杂、事故也较多。
如井身结构设计不合理,同一裸眼井段存在不同的压力系统,造成喷、漏、卡并存于同一裸眼井段;钻井液性能不能满足井下需要也是造成井下复杂、事故的重要原因;钻井参数、钻具组合不合理,造成井斜超标,因井身质量问题引发的井下复杂、事故也较为多见。
(3)由于人为原因造成井下复杂、事故,如违反操作规程、技术措施或因设备问题引发的井下复杂、事故等。
井下复杂、事故发生后,正确判断井下复杂、事故的性质与类型十分重要,如能正确判断井下复杂、事故的性质与类型,采取正确的处理措施,复杂、事故就有可能较快解除;反之,若对井下复杂、事故性质与类型判断错误,采取的措施也会发生错误,井下复杂、事故将会进一步恶化,处理将会更加困难。
(4)井下复杂、事故的预防①地质原因造成的井下复杂是客观存在的,但如果我们能认真分析井下情况,加深认识,提前采取措施,有些井下复杂是可以避免的,即使对其认识不充分,在井下复杂情况发生后,能根据井下情况采取有针对性的措施,只要措施得当,也是可以避免事故发生的;②工程原因引发的井下复杂、事故大多是由于人们对客观事物的认识不足、采取措施不当造成的,部分是由于现场管理差、人为操作失误造成的,要防止此类井下复杂、事故的发生,应做好以下几方面工作:a、搞好钻井工程设计是预防井下复杂、事故的基本保证(如合理的井身结构设计)。
井下事故与复杂情况预防处理办法1目的和范围为指导平台作好事故预防,正确处理复杂情况,编写本办法。
本办法描述了井下事故与复杂情况的预防和处理方法,适用于大港事业部钻井平台的施工过程控制。
2职责2.1生产技术科负责监督平台的施工过程,制定技术措施。
2.2钻井平台负责现场施工过程控制。
3井下事故复杂的预防3.1卡钻预防卡钻类型包括粘卡、沉砂、缩径、泥包、键槽、井塌、井漏、落物、水泥、井喷、顿钻卡钻等。
不同卡钻类型有不同的预防办法,具体如下:3.1.1粘卡预防3.1.1.1控制井身质量。
一是井眼轨迹要符合设计;二是井径要规则,严禁定点循环;3.1.1.2采用防卡钻具。
多使用螺旋钻铤和加重钻杆,必要时使用随钻震击器;3.1.1.3优选钢套直径。
确保钻井泵的排量满足携砂要求;3.1.1.4维护钻井液性能。
摩阻系数,直井小于0.15;斜井小于0.10。
斜井含油量6%~8%。
含砂量,311mm 及以上井眼小于0.6%;311mm以下井眼小于0.5%。
钻井液的流变性能要满足携砂和润滑要求;3.1.1.5用好固控设备。
常规井固控达三级净化;特殊井达五级净化。
振动筛使用率达100%,除砂器达90%,除泥器达80%,离心机和除气器要及时有效使用;3.1.1.6及时短起下铲除岩屑床。
根据井斜、进尺、返砂、岩性、井下阻力和上次短起下的情况确定短起下钻的数量;3.1.1.7及时活动钻具。
正常时,直井不超过2 分钟,斜井不超过1分钟活动一次钻具;不正常时,要连续活动钻具;3.1.1.8及时循环除砂。
下钻到底及进尺快时,要搞好循环除砂工,以达到控制环空岩屑浓度的目的;3.1.1.9快速接卸钻具。
接卸钻具不超过3 分钟,必要时用转盘活动井内钻具;3.1.1.10加重循环要讲究。
钻井液加重要选在钻进中按每个循环周提0.01~0.02g/cm3进行。
有技套的井,最好在技套内进行加重;3.1.1.11泵压下降要分析。
下降1.0MPa要停钻分析;3.1.1.12钻头在井底,发生设备故障不能提升时,应把钻具悬重的三分之二压在井底,待故障解除后,再逐步上提钻具。
井下事故的预防与处理一、井下事故的分类:1、垮塌卡钻(1)岩层胶结不好而引起的垮塌卡钻。
(2)钻井液密度低,不能平衡地层压力,导致垮塌卡钻。
(3)起钻不及时灌满钻井液,引起液柱压力下降,造成垮塌卡钻。
(4)•钻井液性能急剧变化,泥浆受到破坏,不能稳定井壁,造成垮塌卡钻。
(5)清水、低粘度泥浆失水大,引起水敏性垮塌卡钻。
2、压差卡钻(1)•钻井液性能差、含砂量大、泥饼厚而松软,钻具与井壁摩擦系数大,钻具静止时间长造成的卡钻。
(2)•由于井斜钻具紧贴井壁,在钻井液的压力作用下,钻具紧靠井壁,造成卡钻。
(3)在渗透性强的地层,钻井液密度大,引起卡钻。
3、钻具事故(1)钻具疲劳断裂。
(2)钻具严重磨损、腐蚀,在正常负荷下断裂,被钻井液刺断。
(3)钻铤修扣过长,引起公母扣根部断。
(4)地层引起的跳钻,使钻具松扣,而被钻井液刺坏或折断。
(5)各种原因造成的钻具丝扣被钻井液刺坏造成钻具落井。
(6)拉力超过钻具的屈服强度断裂。
(7)•扭矩超过钻具的屈服强度,扭断钻具本体、丝扣根部、母扣胀扣、滑扣。
(8)配合接头的破裂、滑扣。
(9)配合接头反复上卸丝扣,严重磨损而滑扣。
4、顿钻(1)单吊环起钻折断钻具。
(2)游动系统发生事故,造成钻具落井。
(3)钻机刹车失灵,人为刹车过失,钻具落井。
(4)井口工具失灵或损坏造成钻具落井。
5、钻头事故(1)•钻头使用过失,判断失误;钻头制造质量差;钻头长时间划眼而使牙轮钻头牙轮落井。
(2)钻头牙轮轴断裂。
(3)钻头巴掌蹩断。
(4)钻头丝扣折断。
6、键槽卡钻1只限于井身质量差、井斜方位急剧变化,使井壁形成键槽,在起钻过程中钻具进入键槽而发生的卡钻。
7、其它井下事故(1)小井眼卡钻:实际井眼小于所下钻头直径造成的塞卡;特殊地层引起缩径;由于钻井液失水引起泥饼厚形成小井眼。
(2)落物卡钻:地面工具、用具、物品落井造成卡钻;钻具打掉水泥环卡钻。
(3)电测事故:电测仪器被卡;电缆拉断,仪器落井。
!收稿日期"#$$%&$’&%(!第一作者联系电话")$*+*,-(++’$*!作者简介"李俊波)%+.+/,0男0湖北天门人0%++#年毕业于江汉石油学院钻井工程专业0钻井工艺研究所工程师12钻井与完井3侧钻小眼井常见复杂情况与事故的预防李俊波%0赵胜英#0任红英*)%4中原石油勘探局钻井工程技术研究院0河南濮阳-5’$$*6#4中国石化中原油田分公司勘探开发研究院0河南濮阳-5’$$*6*4吉林石油集团有限责任公司钻采研究院0吉林松原%*($$%,!关键词"侧钻6小眼井6钻井事故6井漏6卡钻6事故处理6预防措施6中原油田!摘要"小眼井钻进中发生复杂情况与事故的几率较高0极易发生井漏和各种卡钻事故0比较系统地分析了井下复杂情况与事故的各种原因0并有针对性地提出了一系列预防措施1!中图分类号"78#(#678#(5!文献标识码"9!文章编号"%$$%&$(+$)#$$#,$%&$$#*&$#侧钻小眼井技术作为油气田开发后期降低钻井成本0挖掘剩余油潜力的一种重要手段0越来越得到国内外石油工程界的重视0应用范围不断扩大1国外自($年代初就开始广泛应用该技术0国内则较晚1中原油田于%++5年底施工了第一口:%*+4’;;套管开窗侧钻小眼井0目前已完成侧钻小眼井数十口1而中原油田现有的约#$$$口死井或老井中0相当一部分需要实施:%*+4’;;套管开窗侧钻小眼井作业0以恢复生产1但侧钻小眼井因其自身的特殊性0发生复杂情况与事故的几率比较高0加之目前处理小眼井事故的手段与配套工具尚不完备0一旦发生事故0处理起来往往难度大0易造成井眼报废0导致损失巨大0因此认识小眼井的特殊性并采取有效预防措施是侧钻小眼井成功的关键1在小眼井钻进中比较突出的问题是井漏和各种卡钻)主要是沉砂卡钻<粘卡和键槽卡钻,1一<常见复杂情况与事故的原因%4井漏)%,在小眼井循环系统中其功率分配与常规井眼不同1在常规井眼中0环空压耗只占%$=左右0而在小眼井中则占到’5=以上!%"0国外一些资料甚至认为占到+$=0环空压耗的大幅增加使钻井液的当量密度也大幅增加1)#,井眼小0钻具与井眼之间的环空间隙小0起下钻具产生的压力波动大1)*,邻近油气井经过多年的开采后地层实际压力系数较低1这些原因决定了在小眼井施工中发生井漏的几率要比常规井眼大得多1尤其是钻时加快0或在扩划眼作业中0因环空岩屑多0其发生井漏的可能性更大1#4沉砂卡钻)%,小眼井环空间隙小0环空返速高0泥浆剪切稀释作用明显0而在大肚子井段则返速很低0给携砂洗井带来很大困难1)#,环空压耗高0压持效应明显0而钻头水眼处的水功率又小0井底清洗困难0并容易留下隐患1)*,井眼环空间隙小0钻具上提下放产生的压力激动和抽吸作用较大0易导致井壁失稳0产生掉块0增加洗井难度0严重时造成坍塌卡钻1*4压差卡钻在侧钻定向井中0发生压差卡钻的几率很高0在斜井段0钻具与井壁接触面积大0与泥饼相粘附0在压差作用下造成卡钻1其原因有>)%,钻井液密度高0液柱压差大6)#,地层渗透性好6)*,钻井液滤失量大0滤饼厚而疏松6)-,润滑性能差0井壁摩阻大6)5,钻具在井内静止时间长1-4键槽卡钻相对于常规井眼而言0小眼井形成键槽的可能性更大一些1侧钻定向井中在造斜段<扭方位段等狗腿较大的井段0井壁一侧出现凹槽0又因小眼井钻进中钻井参数和水力参数都受到限制0环空压耗高0井底压持效应明显0钻速慢是普遍现象)中原油田对比分析表明0小眼井钻速只有常规井眼钻速的%?5左右,0因而钻进期间起下钻次数多0钻井周期长0尤其是裸眼段较长)@*$$;,和井眼较深<地层可钻性差的小眼井中0这一问题就更加突出0极易造成键槽卡钻A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A 1二!典型井实例文侧"#$#%&井是一口’#()*+,,套管开窗侧钻井-侧钻位置...+/..(&,-位于沙#段地层中部0侧钻井眼设计井深为.+%%,-裸眼段长"1#,-其中沙#段盐层..+%/.(#(,0该井采用23$1"&型修井机作业0在钻进过程中分别在井深.(%(,和.+%+,发生沉砂卡钻和键槽卡钻事故0#*沉砂卡钻该井在.(("/.(%(,井段钻速较快-达(*(",4 50钻至井深.(%(,时下入测斜管柱准备测斜-在循环时因钻井泵故障-造成循环中断-起钻过程中发生沉砂卡钻事故6钻头位于井深.(1#,处70钻井泵排量为+849-泥浆密度#*.":;48-粘度"(9-初终切&<=4(<=->?值#&0被卡钻具@’##%*&,,A B单牙轮钻头C.(& D.#&接头C’)"*&,,无磁钻铤C’+(*&,,钻杆0事故原因@该井段钻速较快-环空砂子较多-而钻井液性能欠佳-粘切偏低-循环中断后-环空砂子下沉-并在上部盐层段大肚子井眼与下部较小井眼的过渡部位聚集-形成砂桥而卡钻6用测卡仪测得卡点位于井深.(#(,处70后爆破松扣-从.(#(*"+,处起出上部钻具-之后填井侧钻0.*键槽卡钻该井在钻至井深.+%+,时-因转盘轴承故障导致转盘链条憋断-在上提钻具时发生卡钻0卡点位于侧钻井段..%&/.(&&,0当时钻井液循环正常-钻井液密度#*(1:;48-粘度+%9-滤失E,F->?值##0井下钻具组合为@’##%*&,,单牙轮钻头C’%%*),,钻铤E 根C’+(*&,,钻杆0根据井下情况分析为键槽卡钻0卡钻原因@该井裸眼段长-加上井眼较深-下部地层可钻性差-机械钻速慢-造成钻井周期长-钻进期间起下钻次数多-钻具长期在侧钻井段附近拉刮-形成键槽0泡解卡剂"&5未能解卡-后泡盐酸解卡成功0解卡后-下入通井钻具组合@’##%*&,,单牙轮钻头C ’+(*&,,钻杆0下至井深.++%,处遇阻-接方钻杆开泵划眼-至井深.+%E,时再次发生键槽卡钻0再次泡盐酸解卡成功0三!预防措施#*井漏的预防6#7首先要对井下低压易漏层做到心中有数-并在钻进漏失层前(&/"&,加入随钻堵漏剂06.7在裸眼段尤其是易漏层起下钻或上下活动钻具时应控制速度-避免大的压力波动0.*沉砂卡钻的预防G.-(H6#7钻井液应具有较高的粘切-一般在钻进小眼井时-粘度为+&/#&&9-初4终切为6(/"7<=46+/#.7<=06.7每钻进"&/#&&,-进行一次短程起下钻清砂-保持上部井眼畅通06(7循环时配制高粘切洗井液携砂06E7配齐并用好固控设备06"7选择抑制性好的钻井液体系-以保持井壁稳定0目前中原油田普遍使用的钾铵基聚合物钻井液和正电胶钻井液基本上能满足小眼井防塌的要求0 (*粘卡的预防6#7尽量采用近平衡压力钻进-减小压差06.7进入油气层前-严格控制钻井液滤失量不大于E,F06(7混油或加沥青润滑剂以提高钻井液润滑性能-降低摩阻06E7加强钻具活动-在裸眼段中静止时间尽量短0 6"7’%%*),,加重钻杆代替’)"*&,,或’%%*),,普通钻铤以减少钻具与井壁的接触面积0 E*键槽卡钻的预防6#7根据现场经验-在小眼井中狗腿度一般应控制在+*"I4(&,以内06.7使用液力加压器!高效钻头!井下动力钻具以提高钻进速度-缩短钻井周期06(7设备上要有保障-减少起下钻次数06E7在已有键槽形成迹象-上提钻具遇卡时不可硬拔-活动钻具应以转转盘为主0起钻时可采用倒划眼方法起出钻具-然后-应采取有效措施破键0 6"7良好的润滑性能和井眼轨迹有助于减小钻具上下活动时的摩阻-有利于避免钻具拉入键槽0四!结束语小眼井钻进时事故发生率较高-处理难度大-因此-做好预防工作意义重大0很多事故在发生之前都有一些征兆-仔细观察!加强对井下情况的分析并及时采取有效措施加以预防就可能避免事故的发生-切实达到侧钻小眼井挖潜增效的目的0G参考文献HG#H刘天科-裴建忠-都振川J侧钻小眼井井钻井携砂洗井技术研究与实践G3H J石油钻探技术-.&&&-.%6E7JG.H徐玉山J小眼井钻井工艺技术的实践与认识G3H J石油钻采工艺-#)))-.#6.7JG(H吴修国-刘畅J提高小眼井钻井速度初探G3H J石油钻探技术-.&&&-.%6#7JKLMK石油钻探技术.&&.年.月。
井下事故预防措施井下复杂故障的预防措施技术措施 1.表层钻进至石板层后,要坚持每根划眼。
表层打完后,配置稠泥浆清扫井底,悬浮钻屑,保证起钻正常及表套能下放到底。
2.表层起钻刚开始用一档起,严禁用三档起钻,发现遇阻时,注意上提吨位(普通表层起钻时,正常悬重 20T 摆布),当上下活动无效时,及时接方钻杆循环,倒划眼。
3.下表套时,当下到倒数第二根时,接方钻杆上提一根表套开泵循环,开泵正常后再下放,然后再用方钻杆接最后一根表套边开泵边下到井底。
4.洛河钻进,防止粘吸卡钻和沉砂卡钻,要求进入洛河后,将三片式卡瓦吊至钻台上,并准备好保险绳.副司钻勤观察泥浆返出量及返出时间,注意泥浆池液面,泥浆工注意维护钻进液性能及补充泥浆量.司钻负责钻台刹把及井口操作。
(1)保证接单根时井口人员不少于三个,抓紧时效,提高接单根速度; (2)接单根刹把操作平稳,上提下放观察好指重表; (3)如发现有粘吸现象,坐三片式卡瓦转动钻具解卡; (4)早开泵晚停泵; (5)为防止起钻在洛河底部,安定井段遇阻,井深洛河底部后开始划眼,向来划到进直罗组。
5.直罗钻进,防止坍塌卡钻,泥浆工做好直罗防塌处理,司钻保证早开泵, 晚停泵 6.如果需要检修设备(不论机房还是钻台),要提前协调,制定好技术措施. 充分循环好泥浆后再检修设备。
如果检修动力系统则开泵循环,转盘转动;如果检修循环系统,则上提下放钻具。
(1)时间<=30min,在循环好泥浆后,上提方钻杆,提起一个单根,在检修期间上提下放; (2)时间>30min,卸掉一根单根放鼠洞里,起三到五柱钻杆,上下活动。
设备检修好后,开泵平稳,控制下放速度。
7.每起下钻到底时,留一个立柱,划眼到底,保证钻头距离井底大于 30 米以上。
8.滑动钻进时,工程与泥浆配合好,特殊时在洛河易粘地层和井深 1500米以后,滑动前充分循环泥浆。
滑动过程中技术员要跟到钻台,保证工具面到位,防止粘卡。
井下复杂、事故的预防与处理规程井下复杂、事故的预防与处理规程编制部门:工程技术服务中心编写人:申东昌部门负责人:申法忠批准人:杨贵胜日期:二○○九年十月八日井下复杂、事故的预防与处理规程1 范围为在钻井施工过程中,有效预防与处理各类井下复杂、事故,按设计顺利钻达目的层,依据BH/QHSE/A7.22《钻井工程生产和服务控制程序》,制定本规程。
本规程适用于第四钻井工程分公司钻井施工队伍的钻井施工全过程。
2 职责2.1 工程技术服务中心是本规程的归口管理部门,负责井下事故、复杂预防与处理措施的制定和监督工作。
2.2 各钻井队是本规程的具体实施单位。
3 规程内容3.1 井下复杂3.1.1 井垮(1)井垮的预防a.吃透地质设计内容,合理调整钻井液密度,搞好平衡压力钻井,防止因液柱压力小于地层压力造成井壁失稳。
b.在老区钻开发井,要掌握周围注水井情况,及时通知停注并泄压,钻井责任工程师亲自落实停注和泄压情况,防止注水压力大于液柱压力造成井壁失稳。
c.对水敏性泥岩、油页岩等易垮塌地层,除钻井液做好降失水工作外,应避免在此井段循环冲刷井壁。
d.钻遇火成岩、煤层等胶结性差的易垮塌地层,要尽量避免在此井段开泵通水眼或长时间循环,防止喷射作用将井壁冲垮。
e.起钻拨活塞,要降低提升速度,并及时接方钻杆正灌钻井液,防止抽汲形成压力激动,将井壁抽垮。
f.下钻遇阻,开通泵仍不能顺利下放时,应降低排量,间断下划。
若是在易垮井段遇阻或已证实井下垮塌,应立即起钻,不能用装喷嘴的钻头划眼。
(2)井垮的处理a.发生井垮后要及时分析井垮原因和层位,调整好钻井液性能,通过提高钻井液密度,降低失水,改善钻井液的造壁性能,有效控制井壁的继续垮塌。
b.工程划眼措施(a) 钻头不装喷嘴或装特大喷嘴,尽量减小对井壁的喷射作用。
(b)?在满足井眼轨迹控制的前提下简化钻具结构,防止发生卡钻事故。
(c)?下钻分段开泵通水眼,遇阻后上提钻头离开遇阻位置,小排量开泵循环,正常后,小钻压下划。
钻井施工过程中常见事故的预防及处理钻井事故制约了钻井速度的发展,而且增加了钻井液对地层的浸泡时间,使井下更加复杂,若油层已钻开,则会加重对油层的污染,给国家和企业造成人力物力和财力重大损失,多年来,如何最大限度的减少钻井事故,缩短钻井周期,提高经济效益和社会效益是每一个钻井工作者为之奋斗的目标,下面简要讲一下钻井事故的预防及处理。
一:卡钻事故卡钻是指钻具在井下失去活动能力的事故。
它可分粘附卡钻、憋漏卡钻、沉砂卡钻、键槽卡钻、井塌卡钻、井下落物卡钻、干钻卡钻、缩径卡钻等。
卡钻事故是在钻井工程事故中发生机率最高、最常见的事故,发生的原因也是多方面的。
(-)泥饼粘附卡钻1、发生粘附卡钻的条件:泥饼是造成粘附卡钻的前提条件。
凡是使用水基钻井液和有固相钻井液时,钻井液中的自由水在液柱压力大于地层压力这个压差的作用下,渗入地层,而钻井液的固相部分难以渗入地层,则糊在井壁上形成了一层泥饼。
等钻具接触井壁时,在压差的作用下产生了一个推力,将钻具压向井壁并嵌入泥饼中。
如果钻具与井壁泥饼所产生的摩阻力加钻具在钻井液中的重量之和大于钻机安全提升拉力时,则发生卡钻。
通常称为泥饼粘附卡钻或压差卡钻。
凡是泥饼质量和井身质量差以及井内压差大时都容易发生粘卡。
造成粘卡的原因是多反面的,它与泥饼摩阻系数、钻井液密度及钻具与井壁的接触面积等因素有关。
钻井液因素:钻井液性能不好,失水量大,钻井液净化差,固相含量较高,加之地层渗透性好,便会在井壁上形成厚厚的泥饼。
若遇漏失层,钻井液中加入了堵漏材料,同样会提高泥饼的厚度和摩阻力。
钻井液受浸污:如果钻遇水层或石膏层,钻井液受到盐水或钙的浸污后性能变坏,失水和泥饼都会迅速增加,如果处理不及时就会造成卡钻的事故。
活动钻具不及时:因设备故障无法活动或钻具折断后靠在井壁上等原因,使钻具与泥饼接触的相对静止时间过长,都可能发生卡钻。
井身质量差:狗腿度过大,会使钻具的大部分贴在了井壁上,增加了粘卡的机会。
复杂事故现状大多数小井眼施工经验表明,小井眼施工由于环空间隙小,施工作业中普遍具有以下特点:1、环空压差大,易发生井漏;2、泵压高,地面设备、钻具、钻头要求必须要有保证;3、起下钻激动压力大,易井漏,易溢流;4、排量受限,携砂困难;5、发生事故难处理,无法套铣;6、钻具尺寸小,柔性大,抗拉强度小;7、井眼轨迹控制困难,不易稳斜;8、完井作业困难,工序复杂;9、掉落物易硬卡;10、井控要求高,发生溢流上窜速度快;11、对钻井液质量要求高。
以上问题一直制约着深井开窗侧钻井速度的提高,另外注水井的压力较高在生产中也存在着很大隐患,因此一旦发生井下复杂或事故处理困难,处理周期长。
井漏预防措施现状:首先对泥浆密度进行控制,提高泥浆密度时,控制下灰量,一般每循环周提高不大于0.02-0.03;泥浆中加入足量的随钻堵漏剂;下钻或划眼时控制下放速度,开泵要缓慢,防止压力激动造成井漏。
卡钻预防措施现状:首先,防止井口落物,任何作业井口始终装上刮泥板,防止落物硬卡;其次,钻进中每半个单根要划眼一次,钻完每个单根划眼一次,钻遇砂岩发育段每钻进2m划眼一次,钻时快时适当控制钻时,每30-50米短起下清砂。
再次,钻具在裸眼段一般不得静止,特殊情况下钻具静止时间不超过2分钟,并及时活动钻具。
重点深井复杂事故处理情况案例:3.7防漏与堵漏造成井漏的直接原因是井筒液柱压力高于地层压力,因此防漏措施除用堵漏剂预漏外主要是降低井筒液柱压力,井底当量循环压力包括钻井液静液柱压力和钻井液循环附加压力,减小井底压力主要从这两方面着手。
P当量静液循环附加如果降低静液柱压力使用较低密度钻井液施工,则需要解决三个问题:1. 井塌掉块;2. 井壁缩径;3. 平衡地层流体压力。
现场施工中常采用比较高的钻井液密度,主要也是基于这几个问题。
对于软泥岩、盐岩类的井壁缩径,提高钻井液密度是一项有效和不可避免的措施,但对于井壁掉块却不一定需要提高钻井液密度,我们2004年在二厂、四厂施工的6口井使用聚合铝配合无机—有机聚合物钻井液体系,很少出现掉块现象,完井电测井径规则,而邻井常出现因掉块原因而加重的情况。
解决地层流体压力过高的措施,不应首先依靠提高钻井液密度,而是尽量早的关停注水井,中原油田经过二十多年的开采,许多区块油气压力己经不高,发生溢流、井涌常是注水井引起的。
因此,选用好钻井液体系,严格执行注水井关停泄压措施往往可以使用比较低的钻井液密度。
小井眼钻井不同于常规钻井的主要区别就是环空压耗远大于常规钻井,这也是当前小井眼侧钻面临的主要问题。
比较小井眼钻井与常规钻井的相关钻井参数:常规钻井:钻头尺寸215.9,井深3000~3300m,表层套管深度300~350m,表层套管尺寸339.7,钻铤尺寸158.75,钻铤长度150~200m,喷嘴组合81316,排量2830L,泵压16~18。
开窗侧钻井:钻头尺寸118,套管内径124.3,开窗点2000~2200m,侧钻长度300~600m,井深2300~2900m,泵压14~20 ,排量7~8,钻具组合φ89钻铤100~130m+φ73钻杆,转盘转速70~85r/。
据此推算2500~3000m的侧钻井,循环当量密度比静液密度可提高0.20g3以上,而同等井深的常规钻井,钻井液循环当量密度比静液密度提高值只有0.020.04g3左右。
因此尽可能的降低环空压耗是防止侧钻井井漏的一项重要措施。
环空压耗大也有其正面作用:为最大限度地采用较低密度钻井液提供了保障。
常规钻井中为防止井喷,常把密度控制在设计上限,而小井眼即使使用设计下限的密度,在循环时因为环空压耗大也可以有效的平衡地层压力,停泵后发现井口有溢流再加大排量,边循环边逐步加重,可以使密度使用的更准确,更有针对性。
甚至可以采用钻进时使用低密度,起钻时用高密度打封闭压井,下钻到底循环正常后,再降低钻井液密度的措施来防止井漏或泵压过高。
在胡状区块曾经采用过这一措施解决高密度钻时慢,低密度地层出水的问题,取得了良好的效果,当然这是以熟悉地层情况,能保证井控为前提的。
环空压耗的影响因素很多,计算公式多而繁杂,一个比较简单的经验计算公式是:△0.1275Lρ0.8V1.80.2/()1.2式中:△P—环空压耗; L—井深;ρ—密度; V—环空返速;—塑性粘度;—井径;—钻具外径。
该公式虽不能准确计算小井眼钻井的环空压耗,但可以反映出降低环空压耗的主要途经,由公式可见,ρ与△P成正比关系,因此不能随便提高密度;而通过减小排量,降低流速,以控制循环压耗,虽然是最有效的手段,但考虑到携砂问题,一般在小井眼施工中排量要求至少不<8L ,至少不<7L。
以此排量钻井对于清洗井眼,防止卡钻,提高钻速都有很多好处,在浅井阶段比较有利,但对于易漏失井和较深的开窗侧钻井则会带来泵压过高或井漏的问题,不仅增加了井漏的风险,而且设备难以承受,限制了深井侧钻的开展。
如文13—侧99井,侧钻井段3028—3436m,漏斗粘度85s,密度 1.80 g3,排量 5.0—5.5L,完钻泵压达26—28。
在开窗侧钻施工中,我们发现当钻井液50—70s,1—3/3—9时,使用5—6L的排量,甚至4—5L的排量钻井,携砂都可以满足要求,文95—侧39井、文51—侧41井和濮3—侧26井井深近2900米,泵压14左右,以此推算,井深3200—3300米时,泵压将<20,可以解决一些深井侧钻泵压过高和易漏区块的井漏问题。
另外,这几口井泵压低与无机—有机聚合物钻井液体系抑制性强,井径较规则可能有关,因为一般在套管内泵压不是很高,3600m的井排量5L时泵压可能只有12,而裸眼段往往每增加100m 泵压增加1 ,因此井径质量与泵压之间的关系是值得讨论的。
在钻井液的流变参数中,切力、动切力是比较重要的,塑性粘度常被忽视,而通过公式一可见,塑性粘度是通过钻井液性能控制环空压耗的主要参数之一,应予充分重视。
获得较低塑性粘度的第一步是在钻井液准备阶段,许多井队倾向于用回收老泥浆打侧钻井,这样具有可以节约部分钻井液初始成本,减少配浆时间,遇盐层污染性能变化小的优点,但在钻井过程中,塑性粘度及其他流变参数的控制都要比新浆困难。
因此对于深井、易漏失井使用新浆更好一些。
使用新配泥浆还常遇到坂土水化差,悬浮力小的问题,这也是一些井队不使用新浆的原因,这主要是配浆水中含盐过高所致,实践证明,含盐超过0.2—0.3%,就可能影响配浆效果,只要控制好配浆水含盐量,按程序配浆就很少会存在悬浮力差的问题。
此外加强固控也是控制塑性粘度的有效手段,由于小井眼钻进井段短,产生的钻屑少,固控问题不易引起重视,实践证明充分使用除砂器,必要时使用离心机对于降低塑性粘度,减小摩擦系数具有明显效果,例如濮3—侧26井钻进时没有使用除砂器和离心机,到后期塑性粘度一直>40 ·S,而虽然混过两次原油,摩阻仍有5—6t,通过使用除砂器和离心机,结合其他措施,塑性粘度可以控制在32—35 ·S,摩阻也得到了改善。
3、复杂事故预防与处理的技术调研情况⑴井漏分析与预防井漏的一种解释是与岩性有关,在深部套管开窗侧钻作业时,井漏仍是当前的主要矛盾之一。
处理井漏一般都相关产生井涌、井喷、井壁垮塌及压差卡钻等一系列复杂情况。
发生井漏的两个条件:一是有足够大的岩层缝隙(应大于钻井液中最大固相颗粒的粒径);二是有比地层孔隙压力大的井眼液柱压力,小井眼侧钻井在这两方面都存在都比常规井更易发生井漏的因素。
因为老井眼经多年的采油或注水,在井筒周围产层油气压力会下降,且油井生产过程中地层填充物被长期冲蚀运移,岩层渗透性增加,因而使侧钻井在地质条件上即存在着比常规井更大的井漏可能。
但与之相比,井眼液柱压力是引起小井眼侧钻井漏失频繁发生的更为重要的一个因素,因为小井眼钻井的钻井液循环环空压耗远大于常规钻井,使得钻井液循环当量密度大幅增加。
对于51/2″套管开窗侧钻井,当钻井深度为2500~3000m时,立压可达20~23,根据前面的计算公式,可算得钻井液循环当量密度比静液密度提高0.25g3以上,而同等井深的常规钻井,钻井液循环当量密度比静液密度提高值只有0.02~0.04g3左右,因此51/2″套管开窗侧钻井发生井漏时的钻井液密度要比常规井小很多。
由于井筒容积很小,地层流体侵入后引起的液柱压力下降较常规井更为迅速,这些就对一次井控工作提出了更为严格的要求,一般都会参照同区块常规井使用较之更高的钻井液密度,甚至有“宁漏勿涌”的思想,这样就造成了侧钻井井漏几率的进一步升高。
但小井眼如若发生井漏后引起卡钻,处理手段与配套工具不完善,处理不当就会造成井眼报废。
防漏与防涌的协调成为小井眼钻井的重点。
正常情况下,为了满足井控要求,应以裸眼井段的最高地层压力当量钻井液密度为基准,再增加一个附加值作为钻井液密度。
该附加值油水井为0.05~0.10g3,气井为0.07~0.15g3。
而小井眼侧钻井的钻井液循环环空压耗即可产生大于0.25g3的当量密度,因此钻进时,保持钻井液密度不高于钻井液设计密度下限,或与地层压力系数相近,就既能够在一定程度上减少井漏的发生,利于快速钻进,又可以满足井控要求,不至于压力失控。
利用小井眼侧钻井环空压耗高的特点,使用较低密度的钻井液,在一定程度上可以解决防漏与防喷工作的矛盾,现已被作为了一项重要防漏措施,在各个油田多口易漏侧钻井上得到成功应用。
对于高压区块、油气层活跃地层、地质情况不明或地下压力系统已乱的井则应保证充分的钻井液密度,高度重视防喷工作。
对于漏失严重或层系压力系数相差悬殊的区块,可做先期堵漏或随钻堵漏等防漏工作。
建立和完善孔隙性漏失、裂缝及压裂裂缝性漏失等漏失类型的理论模式,判断并确定漏层位置的计算方法,另一方面,完善不同性质井漏的防漏治漏新技术。
针对“上喷下漏”复杂情况,下入打孔管,打孔管与尾管串之间装上一个盲板短节,用于承受馆内液柱压力,盲板短节之上装上两个管外封隔器,用于封隔两个不同的压力系统,承受环空中上部水泥浆及钻井液液柱压力,这对于完成“上喷下漏”井眼的固井施工是可行的。
⑵卡钻原因分析和预防技术卡钻的原因分析:造成卡钻的原因很多,大致有:①井斜大的侧钻井段,狗腿度较大,使井壁与钻具之间的摩阻增大,易造成粘附卡钻。
②堵漏时替入井内的钻井液性能较差,滤饼质量较差。
③钻具活动不及时造成的卡钻等。
卡钻的预防技术: ①调整好井筒内钻井液的性能;②储备足够的钻井液、堵漏材料及石粉,③再采取全裸眼井段浸泡解卡剂的措施进行解卡。
3.4事故预防与处理技术3.4.1 井漏的分析与预防发生井漏必须具备两个条件,一是有足够大的岩层缝隙(应大于钻井液中最大固相颗粒的粒径);二是有比地层孔隙压力大的井眼液柱压力,小井眼侧钻井在这两方面都存在都比常规井更易发生井漏的因素。