钻井事故与复杂问题.ppt

§7-1概述 §7-2 井喷及井漏 §7-3 卡钻事故的类型 本章6学时
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第七章 钻井事故 第一节 概述
地 地层结构软硬 压力系统高低
工 程 因 素
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作业的隐蔽性
作业的复杂性 地质资料不全不准
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二、处理井下事故的原则 1、安全的原则：处理井下事故，一定要保证人员、设备的安全
四、键槽卡钻 • 现象： （1）钻进正常，泵压正常； （2）钻杆接头偏磨严重； （3）下钻不遇阻，但起钻 到狗腿处常遇卡； （4）能下放但不能上提， 严重时可卡死。 • 预防： （1）避免出现狗腿； （2）起下钻时应在键槽井段 反复划眼； （3）在键槽井段低速慢起。
喷
资料。
的
(11)空井时间过长，又无人观察井口。
原
(12)钻遇漏失层段发生井漏未能及时处理或 处理措施不当。
因
(13)相邻注水井不停注或未减压。
(14)钻井液中混油过量或混油不均匀，造成 液柱压力低于地层孔隙压力。
3、井喷的处理：地面灭火压井；打救援井压井。
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第七章 钻井事故 §7-2井喷、井漏处理
（1）大块泥饼和小块地层脱落，换钻头后下钻不能到底；
• （2）钻井液中携带有大块未切削的上部岩石；
• （3）钻进中突然发生蹩钻，上提遇阻，泵压上升，憋泵甚至 钻具不能转动等现象。
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• 3、井壁坍塌的预防
• （1）设计合理的井身结构 • （2）尽量减少套管鞋以下的大井眼预留长度 • （3）调整钻井液性能使其适应钻进地层 • （4）保持钻井液液柱压力 • （5）减少压力激动 • （6）使用具有防塌性能的钻井液
• 4、井塌卡钻的处理

预兆及时发现、准确判断、正确处置的基本技能等。
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四、处理故障和复杂情况的基本要求和步骤
1、基本要求 调查详细、分析认真、判断准确、方法得当、措施严密、能进能退、杜绝恶化。 2、主要步骤 （１）详细了解故障和复杂情况发生的过程和现象； （２）查看有关自动记录资料和人工记录的资料； （３）综合分析、判断故障、复杂情况发生类型和原因； （４）充分利用“反推法”验证判断的准确性； （５）依据施工条件和技术现状提出切实可行、及时处理的方案； （６）编制处理程序和施工技术措施； （７）做好应急预案或补救方案； （８）召开施工技术交底会； （９）精心组织实施； （１０）分析井下情况的变化，及时调整处理方案； （１１）总结经验和教训，提出预防措施。
对漏失机理的分析、漏层的准确判识、堵漏材料和堵漏工艺的选择、有效控 制井涌等方面，还缺乏成熟配套的工艺技术。 3、强蠕变性地层、破碎地层、易水化剥蚀地层的钻井故障和复杂情况
缩径卡钻、掉块卡钻、坍塌卡钻以及井眼不规则、起下钻不畅通、电测阻 卡等难题还不能有效处理。
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二、发生故障和复杂情况的原因及类型
完井后套管断裂、脱扣、密封失效，管具、工具断落后处理工具不配套或没 有打捞空间或结构，处理难度大。 9、特殊完井工艺引起的钻井故障和复杂情况
特殊水泥浆体系固井、长封固段固井、窄间隙固井等造成的憋泵、 “灌香 肠”、井漏、油气上窜、井涌等，封固质量难以保证，缺陷补救成功率低。 10、操作因素造成的各种故障和复杂情况
在欠平衡钻井、边漏边钻、气体钻井等井喷、井塌、掉块卡钻、钻具磨损和 疲劳折断、气液转换过程中井漏及卡钻等复杂情况还不能有效避免和处理等。
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二、发生故障和复杂情况的原因及类型
7、钻遇高陡构造、研磨性极强地层、非均质地层面临的故障和复杂情况

• 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。
• 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。
• 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
• 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
• 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。

6308.44m。 ⑤ 泡解卡剂，降钻井液密度，间断活动钻具（范围:80-230t） ⑥ 泡解卡剂，活动钻具，范围260--60吨解卡。 ⑦ 用键槽破坏器、扶正器（上面铺焊耐磨材料）、水力扩眼器等专用工具
破坏键槽。
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水力扩眼器
键槽破坏器
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测井曲线
英深1井井斜曲线
0 4600
井斜(°)
15. 换5"公锥下至鱼顶，打捞，5"公锥滑扣，起钻完,出井5"反扣公锥磨 光φ84*L125mm
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三．处理经过
16. 改大头公锥扣端面129mm，下钻至鱼头，造扣，圈爆炸 松扣，起钻完.捞获5″正扣钻杆5根(48.12米)井下仍有落 鱼长:4003.58米.鱼顶井深:1336.51米。
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处理经过
5. 下4-1/2”公锥造扣失败，公锥造扣部位被鱼头啃光。 6. 下LT95打捞筒进鱼头困难，起钻。 7. 下直径280mm磨鞋磨进0.2米，起钻。 8. 下LT95打捞筒打捞成功，捞获全部落鱼，事故解除。
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钻井事故案例
XX井钻具涨扣落井
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发生经过
3．上部井段在钻进过程中，曾把泥浆密度从1.53提到1.80， 但井下出现了不正常现象。后来把泥浆密度又降了下来。
4．在钻完5800米加深后，盲目地打开下部地层，对下部风险 估计不足。
5.这就是钻井上所谓的遭遇战.
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钻井事故案例
和三井井壁掉块卡钻
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事故发生经过
钻至井深4303米准备接单根，因井下掉块多，故循环至11： 00方上提钻具，当提至4301米时悬重由原悬重145吨上升 至155吨，随即下放至100吨、80吨、60吨无效，后逐渐 上提145吨、160吨、170吨、180-260吨均下压至60吨反 复活动无效，转动转盘蹩也无效，至12：00钻具卡死，上 击器工作，下击器失灵。

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事故原因
1、直接原因：
（1）、起钻阻卡操作处理违反安 全操作规程，下砸吨位过大，下放速 度过快，导致水龙头脱离大钩后，使 水龙头方钻杆倒靠在立管台。
（2）、水龙头脱离大钩后所采取 的处理措施不当。本应立即座牢深井 卡瓦，然后处理水龙头脱钩故障。
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（3）队长组织处理水龙头脱大 钩时，由于肓目过急处理，在无 稳妥安全措施的情况下，6人立即 登上井架，准备用电动绞车拉水 龙头进大钩。当其中走在前面的3 人刚进入立管台时，井下解卡， 水龙头方钻杆下滑约1.5米过程中， 将立管台挂落。导致3人随立管台 一起坠落钻台。
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二是搬运班班长段х对本班作业人 员的管理不到位，人员分工不明确， 与其他作业人员配合协作不到位。
三是钻井处安全生产管理工作不到 位，放松了对生产辅助单位的安全管 理，致使钻井处管具公司、钻井处钻 前公司机械化施工队对“三违”现象 查处力度不够，没有有效地消除施工 现场职工的违章行为。
八、管子站单х车辆伤害死亡事故
事故经过
2004年11月17日，午饭后管具公司搬运三 班完成周43-11井钻具复位作业，在陈х的现 场安排下，用一台拖拉机和一台推土机将吊 车牵引出井场。15：20分，行进过程中最前 方的拖拉机转弯困难，进行方向调整，站在 拖拉机驾驶室右后方2米左右的单х进入拖拉 机与推土机间，司机未注意后方有人，在后 退调整方向时，将单х挤在推土机的推土铲与 拖拉机右履带之间，致单х受伤，送医院抢救 无效死亡。
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事故原因
1、二层操作台前、后台绞链支座的耳板 采用A3热轧钢板强度不够适应低周、大应力 载荷下的工况要求，留下了事故隐患。
2、二层操作台前、后台绞链支座的耳板 制作工艺粗糙，整块耳板用手工气割而成，

第二节 处理复杂钻井事故
• 一、学习目标
•
了解钻井事故的危害；掌握各种钻井事故发生的原因、
现象和处理方法；能够处理较复杂的钻井事故。
• 二、准备工作
•
处理相应钻井事故所需的仪器、工具和材料。
• 三、操作步骤
•
(1)根据事故发生前后的现象，分析事故发生的原因。
•
(2)判断事故类型，确定处理方案。
•
(3)事故处理。
第一节 侧钻施工
• 2)动力钻具侧钻 ’
• (1)选择钻头。上部地层一般使用 钢齿牙轮钻头，下部硬地层一般选用 PDC钻头或梅花式锅底磨鞋。
• (2)组合钻具。钻头+动力钻具+ 弯接头+钻铤(无磁)1根+钻铤1柱+钻 杆。
第一节 侧钻施工
• (3)下钻至侧钻点进行侧钻。 • ①选择侧钻位置。根据原井眼井斜
• 1)化学凝胶在复合堵漏中的作用
•
封堵水层漏失可采用化学凝胶—水泥浆复合作业的方法。
其中化学凝胶的作用是：
•
(1)防止水泥浆和钻井液混浆。水泥浆与钻井液混浆是造
成水泥浆堵漏失败的重要因素之一，采用化学凝胶—水泥浆复
合堵漏能有效地解决这个问题。它是处理普通井漏行之有效的
方法之一。
•
(2)避免地下水对水泥浆的稀释。采用水泥浆堵塞水层井
他堵漏方法打下基础。
塞垫层，一方面可阻止后至的水泥浆随 每钻完一根单根或每次下钻时，都必须先探沉砂，若沉砂太多，不能接单根时，要先开泵，用大排量冲洗井底，待沉砂少后，再抓紧时间
接单根。 钻头+动力钻具+弯接头+钻铤(无磁)1根+钻铤1柱+钻杆。
漏失通道流走；另一方面其自身也具有 对于足以使钻头无阻放空的孔洞或大岩洞地层，先用体积填充材料充填洞穴，以建立止流屏障，然后再注入永久性堵剂的做法，仍是一种

3. 井架设计 － V-门上的滚筒有一个介于轴承和滚筒之间的空隙，钢丝 绳／吊索可能进入这一空隙并可能被这个间隙卡住。这样就会发生钻杆 被卡在滚筒下面，从而给吊索施加很高的张力。 V-门的高度比钻杆短两英尺,当钻杆被提起的时候,容易发生钻杆撞 击V-门上的滚筒,给吊索施加额外的张力，这一结果会导致绑定钻杆的 吊索撞击滚筒与轴承之间的地方，这是这起事故吊索失效的最有可能的 原因之一。
的情况下，都要进行认真检查。在使用完以后，也应进行检 查。如果尼龙吊带是唯一安全的提升工具，那么必须考虑进 一步采取措施进行控制，比如使用备用安全系绳。
9HZ 32-3 钻井人员来自亡事故案例分析三. 整改措施:
3. 对CACT 所有索具进行评价，保证对所有载荷限制有充分的 认识和了解，并采取措施加以控制。
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HZ 32-3 钻井人员死亡事故案例分析
二.事故调查及原因分析:
潜在原因：
4. 风险管理保障措施 - 将钻杆送入鼠洞和接单根作业同时进 行，会造成这样的一种局面：一旦提升系统失灵，工作人员 无法得到保护。这是该类作业的普通的钻井工作条件。对于 这一级别的风险，钻杆提升系统或作业程序没有充份的安全 防护措施。
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HZ 32-3 钻井人员死亡事故案例分析 二.事故调查及原因分析:
事故调查组在调查的基础上，进行了一系列 的“Why Tree”分析讨论．有两件事直接导 致这起事故: 1. 尼龙吊带失效； 2. 钻杆接头砸到钻工。钻工站在正常的位置干 活,他并没有看见钻杆坠落，没有机会避开。
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HZ 32-3 钻井人员死亡事故案例分析
5. 气动绞车的设计 － 没有气压限制装置，用于防止气动 绞车超过其安全工作负荷，或者超过提升系统部件的安全工 作荷载。 没有正确认识和理解由于撞击造成的削弱／切断吊索的风险； 以及吊索受到阻碍，气动绞车对吊索造成过强的拉力的风险。

全面了解井位的地质情况，包括地层岩性、物性、地应力等，是预防井塌事故 的前提。
详细描述
在钻井前，应进行详细的地质勘察和资料收集，了解地层岩性、物性、地应力 等地质参数，以便为后续的钻井液选择、钻井参数控制和井身结构设计提供依 据。
钻井液的合理选择与维护
总结词
选择适合地质条件的钻井液，并保持其性能稳定，是预防井 塌的关键措施之一。
井身结构的优化设计
总结词
合理的井身结构可以降低井塌事故的发生概率。
详细描述
在钻井工程设计阶段，应对井身结构进行优化设计，包括套管层次、直径和深度等参数的选择。合理 的井身结构可以减小因地层不稳定、地应力集中等因素导致的井塌风险。同时，应根据需要设计合理 的开次和开窗作业，避免在不稳定地层进行开次和开窗作业引发井塌。
在处理井塌事故时，应首先确认井内钻具的状态，以便采取相应 的处理措施。
保护钻具
在确保安全的前提下，采取措施保护井内钻具，避免其受到进一步 损坏。
修复或更换钻具
根据实际情况，对损坏的钻具进行修复或更换，以确保后续钻井作 业的顺利进行。
井塌的清理与恢复
清理塌块
01
使用适当的工具和方法清理井口周围的塌块，确保井口畅通无
人员操作因素
01
02
ห้องสมุดไป่ตู้
03
人员技能水平
操作人员技能水平不足， 可能导致对井塌事故的判 断和处理不及时。
安全意识
操作人员安全意识薄弱， 可能忽视对井壁稳定性的 监测和维护。
应急处理能力
操作人员应急处理能力不 足，可能影响事故的及时 处置。
CHAPTER
03
井塌事故的预防措施
地质勘察与资料收集
总结词

第二节 处理复杂钻井事故
第二节 处理复杂钻井事故
• 一、学习目标 • 了解钻井事故的危害；掌握各种钻井事故发生的 原因、现象和处理方法；能够处理较复杂的钻井事故。 • 二、准备工作 • 处理相应钻井事故所需的仪器、工具和材料。 • 三、操作步骤 • (1)根据事故发生前后的现象，分析事故发生的原 因。 • (2)判断事故类型，确定处理方案。 • (3)事故处理。
第三节 处理复杂井漏
第三节 处理复杂井漏
• • • • • • • • • • 一、学习目标 了解复杂井漏的处理方法；掌握导致复杂井漏的原 因、现象；能够处理各种复杂井漏事故。 二、准备工作 处理复杂井漏所需的仪器、工具和材料。 三、操作步骤 (1)根据井漏的层位和现象，分析井漏原因。 (2)判断井漏类型及严重度，确定堵漏方案。 (3)堵漏施工。 四、技术要求 不同的堵漏方法技术要求有所不同，见相关知识。
第一节 侧钻施工
• (2)塔式钻具是在钻柱下部使用几段 不同直径的钻铤，自下而上钻铤直 径逐渐减小，形似塔状的钻具。其 特点是下部质量大，刚度大，重心 低，与井眼的间隙小。其工作原理 是在斜井段能产生较大的钟摆力， 从而起到纠斜作用。
第一节 侧钻施工
• (3)偏重钻铤是沿普通钻铤的一条母线 钻一排均匀分布的孔，使其产生偏重 的钻铤。其工作原理是偏重钻铤旋转 时产生一个朝向重边的离心力，且转 速越高，离心力越大。钻具每旋转一 圈会有一次钟摆力与离心力的重合， 对井壁产生一个较大的冲击纠斜力， 使井斜角减小；
第三节 处理复杂井漏
• 五、相关知识 • 由于不同类型的漏层其复杂程度各异，漏 失情况多变，尤其是洞穴和大裂缝漏失、水层 漏失、气层漏失、长段裸眼井漏、上喷下漏、 多压力层系漏失、浅层异常低压地带的井漏等 复杂井漏，用单一的堵漏剂处理，往往成效不 大。对严重井漏及复杂井漏，采用复合堵漏会 大大地提高成功率