复杂情况及事故处理
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重大事故报告及处理制度范本一、引言尊敬的领导、各位同事:根据公司的安全管理要求,我们对最近发生的一起重大事故进行了全面的调查和分析。
本报告旨在向各位领导和同事们详细介绍此次事故的情况,并提出相应的处理措施,以期能够从中吸取经验教训,加强日常工作的安全意识和防范意识。
二、事故概况此次事故发生在xx年xx月xx日,发生地点为xx。
事故发生时,现场共有x名员工,包括x名管理人员。
初步调查结果显示,事故是由于xxx原因引起的。
事故造成了x人受伤,其中x人重伤,x人轻伤。
幸运的是,没有造成人员死亡。
三、事故原因分析第一,对事故的发生,我们经过调查分析发现主要原因是xxx。
具体分析过程如下:1. xxx2. xxx3. xxx四、事故影响分析此次事故对公司造成了较大的影响,主要体现在以下几个方面:1. xxx2. xxx3. xxx五、事故处理措施为了更好地应对此次事故,我们提出了以下一些处理措施:1. 加强安全培训:对所有员工进行全面的安全培训,提高他们的安全意识和防范意识;2. 完善安全管理制度:对公司的安全管理制度进行全面的修订和完善,并向全体员工进行宣传和培训;3. 加强设备维护和检修:对公司的设备进行定期的检修和维护,确保设备的安全可靠性;4. 强化安全监管:加大对各个工作环节的安全监管力度,确保操作规范和安全措施的执行;5. 提升应急响应能力:建立健全应急预案,提高员工的应急响应能力,以便更好地应对突发事件。
六、事故经验教训总结通过对此次事故的分析和处理,我们得出了以下经验教训:1. xxx2. xxx3. xxx七、结语通过对此次事故的调查和分析,我们深刻认识到安全工作的重要性和必要性。
我们会认真对待这次事故,吸取经验教训,改进公司的安全管理工作,全力确保员工的生命安全和财产安全。
最后,感谢各位领导的关心和支持,也感谢各位同事的理解和配合。
以上就是本次重大事故报告的内容,请各位领导和同事们认真阅读,并提出宝贵的意见和建议。
钻井事故与复杂问题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,往往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,重者导致全井报废。
本文就我们钻井现场经常发生的一些事故发生的原因和一般处理程序作以总结。
1.造成井下事故与复杂情况的主要因素:1.1地质因素钻井的对象是地层,而地层有软有硬,地层压力有高有低,孔隙有大有小等,如果对这些认识不足,就会发生一些难以预料的问题,就会导致井下事故与复杂情况。
1.2工程因素1.2.1思想认识上模糊,存在侥幸心理。
在钻井作业中,有些人思想认识模糊或为发某些片面的局部利益驱动,或明知故犯,或铤而走险,为事故和井下复杂的发生创造了条件。
如片面的节约钻井成本,使泥浆性能恶化,如片面的追求钻井速度,表层钻进深度不够或座塞子失败,如一些低、老、坏作法和违章,起下钻铤和接钻铤钻进不卡安全卡子,造成钻铤落井,如对钻头的使用没有科学的分析,导致钻头牙轮落井等。
1.2.2钻井设备发生故障。
在钻井作业中,由于对钻井设备没有仔细检查,没有预见性,导致设备发1.2.3管理不到位,岗位人员不负责任。
岗位人员严重脱岗,措施执行不力,落实不到位,导致造成井下事故与复杂情况。
如钻遇目的层,座岗人员脱岗,没及时发现溢流,导致发生井涌或井喷,如钻遇洛河组副司钻没有观察好泥浆池液面,场地工没有记录好接单根泥浆返出时间导致井漏加剧。
2.处理井下事故与复杂情况应遵循的原则:2.1安全原则在井下事故与复杂的处理过程中,设备和工具所承受的拉、压、扭转都要比正常钻进时所用的力量大得多,而且处理事故工序复杂,起下钻次数频繁,也增加了新事故发生的机率。
所以在处理井下事故与复杂情况时,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,不但要考虑如何进攻,而且还要考虑如何退守,凡事要留有余地,留有后路。
2.2快速的原则一旦发生井下事故或复杂问题,其情况会随时间的推移而更趋恶化,所以在安全的前提下,必须抓紧时间进行处理,要迅速决策,迅速地组织,迅速地施工,工序衔接要有条不紊。
井下复杂情况及事故处理一、异常高压地层解释1、钻进泥(页)岩地层时,钻进逐渐降低,气测资料有异常显示,特别是在钻开或即将钻开异常高压层时更加明显。
2、泥(页)岩密度在一定范围内呈趋势性减小3、泥(页)岩井段指数或sigma值在一定范围内呈趋势性减少并偏离正常趋势线。
4、地温梯度不正常,出口钻井液温度明显升高,梯度下降,并有明显升高且持续30米以上。
5、计算机处理孔隙度呈趋势性增大。
6、出口钻井液密度相对减少,出口流量相对增大。
7、出口电阻率或电导率有明显变化。
8、可能有井壁坍塌及蹩钻卡钻现象。
二、钻井工程施工异常事件解释1、井深跳变——放空、钻遇裂缝孔洞发育地层或高孔隙地层;溜钻、顿钻,深度系统出问题,冲井深。
2、钻时显著减小——钻遇油气水层,欠压实地层,盐岩层。
3、钻时显著增大——钻头磨损,地层变化。
4、大钩负荷增大,钻压减小——井涌,井漏。
5、大钩负荷减小,钻压增大——溜钻,顿钻。
6、大钩负荷突然减小——钻具断落。
7、转盘扭矩突然增大——井内复杂情况,卡钻预兆,地层变化。
8、转盘扭矩逐渐增大——钻头轴承或牙轮磨损。
9、转盘扭矩大幅度波动——掉牙轮,转盘机械故障。
10、转盘转速大幅度波动——掉牙轮。
11、立管压力下降很快然后上升——钻井液密度增大。
12、立管压力缓慢下降——刺泵,刺钻具,钻井液密度变化。
13、立管压力突然下降——掉水眼,井涌,断钻具。
14、立管压力缓慢升高——钻井液粘度增大。
15、立管压力突然增高——水眼堵。
16、立管压力先升后降,起伏跳跃——井涌。
17、钻头时间成本增大——掉牙轮,掉水眼,水眼堵。
18、钻头时间成本减少——溜钻。
19、指数、sigma指数减小偏离正常趋势线——钻遇欠压实地层。
20、入口流量稳定,出口流量逐渐减小——气侵、油侵、水侵,刺钻具。
21、入口流量稳定,出口流量起伏跳跃增大——井涌,井喷预兆。
22、入口流量稳定,出口流量逐渐减小——微井涌。
23、泵冲正常,出口流量逐渐减小——刺泵24、入口流量稳定,出口流量大幅度下降或突然降为零——严重井漏。
第十三章钻井事故与复杂情况本章主要论述钻井作业中的井下事故和复杂情况发生的原因及其处理和预防,其次介绍常用打捞工具的结构、技术规格和使用方法。
自升式钻井平台、固定钻井平台、半潜式钻井平台和浮式钻井船在打捞工具选用、打捞方法及打捞操作方面基本上大同小异,但半潜式钻井平台在打捞作业中应注意以下几点:1.当井下事故发生时,应立即记录升沉标高尺上的标尺高度。
2.处理井下事故及打捞起下钻过程中,半潜式钻井平台漂移应控制在规定允许的范围内。
3.打捞起下钻时,打捞工具及落鱼通过隔水管伸缩节、水下防喷器和水下井口头处时要放慢速度,注意阻卡,必要时打开升沉补偿器缓慢起下。
4.当打捞工具下至鱼顶深度前4~6米时,先打开升沉补偿器,然后再进行打捞作业,打捞起钻到正常井段后才能锁上升沉补偿器。
第一节钻井事故原因及其处理和预防一.钻头事故原因、处理及预防海上钻井常用的是三牙轮钻头、PDC钻头和金刚石取心钻头。
PDC钻头和金刚石取心钻头较少发生事故。
主要是三牙轮钻头掉牙轮或整个钻头落井。
钻头事故主要发生在深部地层和研磨性地层,如钙质砂岩、石英质砂岩、含砾砂岩、钙质泥岩等地层。
1.钻头事故的原因:(1)在研磨性地层钻进时间过长,轴承发生损坏,极易导致牙轮落井。
(2)钻压过大,措施不当,导致牙轮蹩落井内。
(3)钻头选型与地层岩性不相适应,加上使用措施不当导致牙轮落井。
(4)井底有金属落物,未打捞就强行钻进导致牙轮蹩落。
(5)牙轮破碎掉落井内一一钻头制造中,由于牙轮热处理中残存有内应力或受伤,牙轮壳体淬火太老太脆,钻进中遇蹩跳钻导致一个牙轮部分或全部破碎落井(其余两个牙轮尚完好),也有三个巴掌间的焊缝质量不好导致巴掌连同牙轮一起落井的。
(6)溜、顿钻造成牙轮落井。
(7)钻头公扣根部断裂造成整个钻头落井。
(8)蹩钻严重,钻头螺纹倒扣,造成钻头落井。
(9)配合接头螺纹滑扣造成钻头落井一一钻头与钻铤之间的配合接头螺纹由于长期使用、磨尖及台肩磨薄或胀大,一遇蹩钻严重时就可能发生滑扣,把钻头遗留井底。
井下事故、复杂情况预防与处理摘要:随着近些年我国社会的不断进步,海上钻井作业面临着巨大挑战,同时也带来了丰厚的经济利益。
但是在海上钻井作业过程中也存在着一系列风险和隐患,其中最突出的就是井下事故、复杂情况等,一旦发生将对海洋石油开发造成巨大影响。
因此,需要从钻井作业施工过程中及时发现和处理各种问题,以保证海洋石油开发工作顺利进行。
本文就海上钻井作业过程中常见井下事故、复杂情况进行了分析和探讨。
关键词:井下事故;预防;处理引言:海洋石油开发是目前石油工业发展的必然趋势,海洋石油的开发离不开钻井技术的支持,但是随着钻井技术的不断发展,海洋石油开采过程中井下事故频繁发生,严重影响了海洋石油开发的进程。
因此,针对海上钻井作业过程中出现的井下事故、复杂情况,需要采取有效的预防与处理措施。
1井漏井漏是钻井过程中最常见的一种复杂情况,也是钻井过程中最严重的事故之一。
在井下,井漏就是指钻井液进入地层或地层内漏失。
如果不及时采取措施,会造成钻井工程事故和经济损失,对钻井施工造成严重影响。
井漏的原因:①钻井液性能不符合要求;②地层压力和地层性质发生变化;③由于地质原因,如断层、裂隙、溶洞等。
④操作不当,如压力控制不当、井内钻具组合不合理、钻进速度过快或过慢等。
⑤钻井液性能不符合要求;②钻具组合不合理,如钻柱质量差、钻头的磨损程度和磨损时间与设计要求不符等。
⑥钻进过程中,由于地层压力突然变化、钻杆突然断裂或其它意外事故造成的地层破裂。
从井下情况看,井漏主要有以下几种类型:(1)地层井漏(直井段、套管下深较浅或偏斜造成的井漏);(2)构造井(钻井过程中,由于钻遇断层或裂隙等构造引起的漏失);(3)套管穿孔引起的漏失;(4)井漏(钻遇地层裂缝、溶洞或溶洞与井壁接触而引起的漏失);(5)套管外漏和套管内漏;(6)溢流与井喷共现引起的漏失。
2井涌井涌是指在钻井过程中,井筒中的井眼周围岩层受到压力水或地层流体的影响而产生的一种溢流现象。
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。
井下复杂情况、事故的判断及处理目录一、井塌: (2)1.井塌现象: (2)2.在渤海湾井塌可能发生的地层: (3)3.发生井塌的可能原因: (3)4.预防井塌基本原则: (3)5.处理井塌的基本原则: (3)二、井漏: (4)1.井漏的类型及现象: (4)2.井漏所带来的损失及潜在的危害: (5)3.预防井漏的一般原则: (5)4.处理井漏的一般原则: (6)三、井涌: (6)1.井涌的征兆: (6)2.引发井涌的可能因素: (7)3.处理井涌的一般原则: (7)四、井喷: (7)1.引发井喷的可能因素: (8)2.处理井喷的一般原则: (8)五、浅层气和浅层气井喷 (9)1、浅层气、浅层气井涌有以下特点: (10)2、钻前准备工作: (10)3、一开钻遇浅层气应注意的事项及处理方法: (10)4、二开钻遇浅层气应注意的事项及处理方法: (11)钻井作业过程中各种各样的井下复杂情况有人为造成的,也有由于地质情况复杂自然造成的,人们在处理这些复杂情况的实践中积累了大量的经验和处理方法,这些经验和方法为后人在从事钻井作业中提供了大量可借鉴资料和财富。
复杂情况是一个量的概念,它在不断地向人们提供信息,告诉作业人员井上、井下情况,当这个量积累到一定程度,就要发生质的转变-事故。
这个积累过程有长有短,表现出来的各种现象有的明显,有的不明显;有的表现出来的是真相,而有的表现出来的则是假象,需要去粗取精,去伪存真。
当然,在处理复杂情况时,人为的因素(指挥与操作)极为重要,正确的判断,正确的处理措施,正确的操作这三点是解决问题的根本,缺一不可,而第一点则来源与数据的准确记录和收集;第二点则来源与丰富经验和处理方法的积累;第三点则来源与组织、应变能力和操作的技能。
下面我们就几个方面来分别描述:1.井塌;2.井漏;3.井涌;4.井喷;5.浅层气及浅层气井喷;6.卡钻;7.卡套管;8.卡电缆;9.钻头及钻具泥包;10.钻头不正常损坏。
井下复杂情况预防及处理古生界气藏水平井钻井钻遇延长至山西等多套地层,其中表层钻井穿黄土层与流沙层钻进速度慢,主要是由于黄土层容易发生漏失造成基础塌陷,危机井架;流沙层易垮塌导致表层报废。
延长组易卡钻,纸坊组、和尚沟、刘家沟、石千峰、石盒子组易发生坍塌,山西组易发生井喷事故。
复杂地层的事故预防及处理1.山西、太原及本溪等段煤层和炭质泥岩层钻井预防及事故处理措施:(1)优化设计合理的井身结构,把井壁稳定性较差的地层尽量设计在8"1/2及尺寸更小的井眼中,增强井眼本身的力学稳定性。
(2)在钻到山西、太原及本溪组地层时调整钻井液密度,使钻井液柱静压力有效平衡地层压力,减少钻井液失水量,保证在安全钻进。
(3)在钻遇煤层及碳质泥岩层时要尽量采用复合钻进,避免在煤层造斜。
(4)严格控制起下钻速度,避免由于压力激动引起井壁失稳,导致煤层坍塌。
(5)下钻过程中,如发现井口不返泥浆,或钻杆内反喷泥浆,应立即停止下钻,开泵循环通井或划眼。
正常后再下钻。
(6)起钻过程中,如发现井口液面不降,或钻杆内反喷泥浆,应立即停止起钻,开泵循环。
待泵压正常,井下畅通无阻,管内外压力平衡后,再恢复起钻工作。
(7)无论何时发现有井塌现象,开泵均需小排量顶通。
如顶不通,泵压上升,井口不返泥浆,证明是地层漏失,则不可继续挤入泥浆(其漏速超过5方/小时),应尽最大努力强行起钻。
(8)井塌之后,在软地层中绝不能用钻头划眼,应用领眼通井工具,硬地层则不必担心划出新井眼。
“一通、二冲、三划眼”。
2、刘家沟等易漏地层漏失的预防及处理(1)在钻近刘家沟等易漏地层前要降低机械钻速,减小排量,调整泥浆密度,使泥浆液柱静压力等于或小于地层压力,采用近平衡或欠平衡方法慢速钻进。
(2)在钻近刘家沟地层前要提前在钻井液中加入堵漏剂,提前做好堵漏工作。
(3)严格控制起下钻速度,避免由于压力激动压漏地层。
(4)密切观察泥浆池液面、井口返出量和泵压排量的变化,如发生漏失应立即采取堵漏措施。
钻井故障与井下复杂问题的分析及处理前言在钻井过程中,钻头不断地破碎岩石、新井眼随之生成,新形成的井壁岩石失去了原来的支撑条件,呈现出不稳定状态,如果钻井措施不能适应这些变化,就会造成井下诸多复杂情况和事故。
因此,在钻井施工中正确认识和预防、处理井下事故及复杂情况是至关重要的。
本次毕业设计以此为论文题目对生产中面临相关的钻井故障及井下复杂问题进行细致分析研究,并且结合实际作出相关的预防措施和处理办法,并且在实践中取得相应的效果,为今后的施工和生产积累了宝贵的经验财富。
一、造成井下故障及复杂情况的原因1、地质因素1)异常的地层压力,孔隙压力,破裂压力,坍塌压力,特殊地层的蠕变应力。
2)不稳定的岩性层位:蠕变的盐岩层、膏岩层、沥青层、水软泥岩层、吸水膨胀泥岩层、容易坍塌剥落的泥岩层、煤层、特高渗透岩层、含硫化氢、二氧化碳层。
3)特殊的地质构造:断层,裂缝,溶洞。
2、工程因素1)地质资料的掌握程度;2)工程设计的科学性;3)技术措施的正确性;4)管理、操作人员的素质。
二、处理井下故障及复杂情况的原则1)安全坚持安全第一的原则,根据设备、工具、人员素质确定技术方案和措施,避免事故进一步复杂化。
2)快速决策正确,组织周密,准备充分。
3)灵活详实掌握现场信息,不失有利战机。
4)经济综合考虑技术方案的安全性、可行性、有效性,使事故损失减至最小。
三、卡钻处理通则1、顺利解除事故的必要条件1)力求钻井液循环畅通;2)尽量保持钻柱完整;3)防止钻具连接螺纹扭转过紧;4)建立专业化的队伍。
2、分类按卡钻产生的原因可分粘吸卡钻、坍塌卡钻、砂桥卡钻、缩径卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、干钻卡钻、落物卡钻等各种类型。
(一)、粘吸卡钻1、原因:(1)井壁因吸附、沉积形成滤饼;(2)地层孔隙压力与泥浆柱压力形成的压差。
2、特征:(1)钻柱有处于静止状态的过程;(2)卡点位置在钻柱部分;(3)卡钻前后泥浆循环正常;(4)卡点可随时间增长而上移。
第六章定向井、水平井复杂情况及事故预防处理第一节定向井(水平井)特点一、由垂直井眼变成倾斜(水平)井眼带来的特性1、钻具贴井壁,受力状况发生变化从造斜段开始,钻具受力状况相对直井发生了根本的变化。
①造斜段:由于斜井段钻具的斜向拉力造成此处钻具被"拉向"上井壁。
造斜点较高的井可明显在井口出现钻具向定向方向的"偏移"。
随着井深增加,造斜点以下钻具重量随着造斜率的增大,在造斜段出现的侧向力F侧随之增大、起下的摩阻增大,随着时间的延长,起下钻和转动在此处形成键槽。
图1②斜井段:由于钻具自重,钻具"躺在"下井壁,对井壁侧压力的增大,带来磨阻(起下)和扭矩的增大(旋转)。
图2③钻头的受力变化出现侧向分力,当使用增斜钻具结构时,由于近钻头扶正器的"支点"作用而产生向高边的侧向力;使用降斜组合时,由于"钟摆力"作用而向低边产生侧向力;由于下部钻具结构和钻头重力作用,始终产生"降斜趋势,需用刚性组合来保持井斜的稳定或大于此趋势产生增斜力。
2、偏心环空和岩屑床国外专家和"七五"攻关项目中刘希圣教授等专家研究表明,由于斜井钻具偏向下井壁而形成了"偏心环空",岩屑的沉降,运移与直井相比发生了根本的变化,岩屑出现向井壁径向沉降的趋势,由于偏心环空流速的不均匀,在下井壁形成岩屑床,在一定条件下还会发生岩屑床的滑移、堆积。
给大斜度、水平井施工带来威胁,如何正确认识此特点和采取相应的措施是定向井,尤其是大斜度井、水平井成功与否的关键。
图5研究的主要结论有:①偏心环空场中,大环隙处流速大,小环隙处流速小,促使岩屑床的产生。
②岩屑床厚度随流速的减少和井眼斜度的增加而增加,但倾角大于一定值后,其岩屑床厚度基本保持不变。
③环空岩屑浓度在临界角(30°≤θ≤60°)范围内最大。
环空岩屑浓度随流速的增加而降低。
注:对临界角的界限,有人认为35°~70°,但总的范围是相近的。
③当井眼倾角处于临界倾角范围内时,由于岩屑床的形成及滑移,岩屑势必下滑堆积。
容易造成钻具的阻卡。
④各倾角都存在一个"临界流速"。
当环空流速大于该临界流速时,理论认为不会产生岩屑床。
⑤流体粘度升高导致岩屑床厚度降低,岩屑浓度降低,提高了岩屑输送效果。
下面就斜井几种状态下的井屑运动方式做一分析:以临界角为界把斜井分为三种类型:第一种:小于临界角的范围(<30°),只有垂直沉降,而无径向沉降。
vs为垂直沉降速度,vsr为径向沉降速度,vsa为轴向沉降速度。
Vs图6-1Vs≈0 Vsa≈Vsθ升高则Vsa越大,•该范围最易形成岩屑床,越接近上界越易产生岩屑床下滑堆集,是大斜度井、水平井施工中主要清除岩屑床的井段。
该种情况可近似为直井状态,不易形成岩屑床。
第二种:临界范围内(>30°,>60°)图6-2Vsa=Vs*COSθ、Vsr≈Vs*SINθθ升高则Vsa越大,•该范围最易形成岩屑床,越接近上界越易产生岩屑床下滑堆集,是大斜度井、水平井施工中主要清除岩屑床的井段。
第三种:大于临界角(α〉60°或有的认为α〉65°)Vs图6-3Vsa≈0、Vsr≈Vs该情况可近似视为水平井段的状况,岩屑床受洗井液的冲刷厚度不再增加,也不产生滑移,聚集,此井段的岩屑往往被洗井液带到临界角附近聚集(60°~70°范围)。
大斜度井和水平井的实践证实了以上理论是正确的,解决的办法是:①一般的定向井井斜角度尽量选择在30°~35°,不易形成岩屑床,施工较安全。
② •对已经形成岩屑床的井或大井斜角度的井采用以下三种方法减少岩屑床厚度,清洁井眼、保证施工安全。
A、•在条件允许的情况下,尽可能提高循环排量,使其接近临界返速而消弱岩屑床,但要注意防止井径扩大。
B、提高泥浆的屈服值(YP),增强携岩能力,减缓岩屑的径向沉积,也是减少岩屑床厚度的有效办法。
C、由于以上两种办法的限制,最有效的办法则是利用机械办法除砂:有顶部驱动手段的可利用边起钻边转动钻具的办法搅动岩屑床。
同时循环泥浆,清除岩屑床;在没有顶部驱动条件的施工中,则采用定时定井段的短起下钻手段,起一段,循环一段的办法清除大斜度井段(或水平段)的岩屑床。
随着井斜的增大,大斜度井段的增长,短起下的时间间隙缩短。
现在施工中,可从振动筛返出岩屑量的减少和扭矩、摩阻的增加来判断,是否需要短起下。
3、被钻开的岩层受力状况发生变化:在地层倾角较小的直井,被钻开的岩层层面与井眼轴线是垂直的。
由于岩层纵向的压实程度较高,钻开的井眼部分相对较稳定。
随着井斜角的增大,岩层层面与井眼轴线夹角变小,不稳定岩层(如易吸水膨胀的泥岩层)暴露面积增大,受垂直压力影响,容易吸水膨胀,剥蚀掉块,造成井壁不稳定;对于水平井来说,水平段则完全在油层中延伸,其稳定性大为值得重视,这就提出了比直井更为严格的要求钻井液防塌性要好,失水要小。
4、椭圆井眼的形成和键槽的产生①由于斜井段钻具靠井壁,起下钻和旋转使下井壁逐渐掏大,形成椭圆井眼:左右井壁基本保持近钻头的井眼R1,而上下方向则形成了长轴R2,在双井径测井曲线上可以明显的看到长短轴的存在,往往在下井壁还存在钻具旋转磨出的直径与钻杆接头接近的槽沟R3,井眼倾角越大,施工时间越长形成的椭圆井眼越严重。
在大斜度井段,由于地层软硬交错和泥岩井径的扩大,还容易在下井壁被旋转的钻具磨出硬地层凸出处的键槽。
这些"键槽"与扩大的泥岩井径形成"台阶",造成起钻时,稍大于钻杆接头的7″、8″钻铤迂阻;严重时起不出钻(特点是定深迂阻,能下放单上体不过)。
椭圆井眼带来的影响有:A、井径扩大,循环上返速度降低,不利于洗井。
B、形成"键槽"和"台阶",造成复杂情况和事故。
C、影响固井质量。
②造斜点附近在上井壁提出"键槽"图7图8图9如前所述,造斜段由于下部钻具拉力作用,使钻具靠向"上井壁",产生侧向力,在钻具旋转和起下钻的刮削作用下,逐渐形成直径与钻杆接头外径相近的"键槽",起钻时,易使稍大于钻杆接头尺寸的7"、8"钻铤被拉入槽内而卡钻。
一般在槽深大于被卡钻具半径后发生。
键槽形成的程度与以下因素有关:①造斜率(即造斜段狗腿度)越大,形成键槽越快、越严重。
②造斜点以下井段越长,钻具越重,形成键槽越严重。
③斜井段井斜角越大,侧向拉力越大,形成键槽越严重。
④随钻井作业时间而加深。
5、对悬重和钻压的影响:①躺在下井壁的钻具使得悬重变"轻",上提钻具摩阻使得悬重大于钻具总重,下放则小于悬重。
对正常井眼来说,悬重的增减是有规律的,超过正常增减范围,则是有了阻卡。
②同样,"钻压"的确定也要考虑摩阻的影响。
二、由井身轨迹控制需要带来的特性1、由于定向和方位角调整的需要,增加定向作业①使用动力马达定向、调方位时,钻柱不旋转,定向测量时钻具相对静止时间长,则要求泥浆性能稳定、携岩性和润滑性良好。
这就是为什么在定向前要调整好泥浆和适当混油的理由。
②由于弯接头或弯外壳动力钻具的使用,使得下部钻具弯曲。
要求定向前井眼畅通,•而且对弯接头的度数有限制(一般不大于3°),避免钻头偏离井眼轴线太大而下不去。
③由于弯曲钻具的方向性(工具面方向),决定了动力钻具在井内不得随意开泵和使用动力马达划眼。
若中途遇阻,必须起出换转盘钻具通井。
④动力马达的工作排量一般较小,又不允许长时间停在一处循环,所以定向完后,通井是十分必要的。
2、增加测量工作量:除定向(或方位调整时)要频繁单点测斜(随钻则每根起下电缆)外,转盘钻也需定点测斜监控。
一般测量间隔不超过50米。
为了保证测量的安全,规定每次测量前要充分循环泥浆除砂(一般一周以上)。
3、•轨迹控制需要带来了比直井更多的起下钻更换钻具组合。
往往钻头用不到家,定向井比直井多发生起下钻作业、多消耗钻头。
4、使用满眼扶正器(稳定器)的下部结构带来的"满眼"问题:①下钻易发生遇阻,螺旋稳定器还会在小井眼段造成钻柱的"旋转"。
不严重的阻卡往往可以通过有控制的"下砸"和"提放"通过。
②起钻易带来抽吸(拔活塞)问题:由于"满眼",在易吸水膨胀井段起钻拔活塞,胜利油田曾发生在斜井中拔活塞引起的气层井喷失控,教训是惨痛的。
正因为这样,要求斜井泥浆抑制性要好,井壁泥饼要薄,操作中要十分小心拔活塞的发生,并正确处理。
③弯曲井眼对钻具刚度变化的敏感问题:已钻过的弯曲井眼曲率是一定的。
当钻具组合因轨迹控制需要刚性变大时(增加扶正器只数和缩短扶正器间隔),易遇阻遇卡,下钻要格外小心,划眼是必要的。
特别值得提醒注意的是,定向或调整完方位后,先用较"软"的转盘钻具组合通井,十分必要。
第二节影响定向井(水平井)安全的因素一、合理的剖面设计:1、剖面类型的选择:除了多目标井和开发有特殊要求的定向井(如限定造斜点深度、要求垂直进入油层等)外,剖面越简单,越安全易打。
常常采用的是"三段制"剖面。
•获得的位移大,相对摩阻小,而"S"形井眼(四、五段制)的摩阻较大,一般尽量避免。
国外有人认为变造斜率打出的"悬链式"剖面使钻具受力最小、摩阻最小,但这种"变造斜率"在实施过程中难以实现,并使施工变得十分复杂。
2、造斜点和造斜率的选择:①造斜点高使得定向容易(起下钻和测量快,容易定准,进尺快,动力钻具工作时间短);上部地层软,形成的键槽软,易破坏掉;用较小的井斜获得的位移大。
其缺点是轨迹控制井段变长,后面井段长,钻具重,更容易形成键槽。
通常达到稳斜段后,下一层技套封固造斜段可避免键槽带来的麻烦。
②造斜点低则定向困难,需要的造斜率和最大井斜相对要大。
但需要控制的井段大大缩短,为了准确,往往采用随钻测量工具定向。
③造斜率的选择:高造斜点选用高造斜率是十分危险的。
形成的狗腿角大,很容易在下部(长井段)钻具重量作用下形成严重的键槽,造成卡钻。
相反,为了减少轨迹控制的工作量,提高定向井建井速度,在位移条件允许情况下,可采用低造斜点高造斜率施工,全井的磨阻也会因斜井段减少而变小。
同样,需要随钻测量的手段保证定向的准确。
3、最大井斜的选择根据实际位移的需要,尽可能把井斜角选在大于15°和小于35°之间,井斜过小,方位不易控制,井斜过大则带来岩屑床沉积,增大不安全性。
4、有关的约束条件目的层深度,现有的工具造斜能力;测量手段;安全性;经济性都是定向井设计的约束条件,应综合考虑使得设计出的定向井切实可行,安全经济。
二、井身结构的选择:1、套管层次和井眼尺寸的选择原则(1)•尽可能下技套封住造斜段和增斜段,有利于保护上部松软地层和造斜狗腿。
(2) 避免斜井裸眼段过长(尤其是大斜度和水平井)。
(3)•避免 17-1/2″以上井眼尺寸中定向造斜(尤其是大斜度井和水平井)过大的扭矩会带来钻具事故。