畢業(yè)設(shè)計(jì)論文—鉆井事故預(yù)防與處理.doc

更多精品論文盡在我主頁(yè) 0808 級(jí)級(jí) 鉆井技術(shù)鉆井技術(shù) 專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題目 鉆井事故預(yù)防與處理 完成時(shí)間 2011 年 5 月 10 日 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 1 摘 要 鉆井工程是勘探開(kāi)發(fā)石油 天然氣的主要手段 而一般鉆井工程講述的是鉆井方 法 井身結(jié)構(gòu)及固井 井身剖面設(shè)計(jì)與控制 鉆柱設(shè)計(jì) 鉆頭使用 鉆井液設(shè)計(jì)與油 氣井壓力控制 鉆井水力學(xué)與鉆進(jìn)參數(shù)的優(yōu)化配合 完井方法 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等各個(gè) 鉆井環(huán)節(jié)必不可少的內(nèi)容 而對(duì)于鉆井事故與復(fù)雜問(wèn)題則涉及不多或論述不深 但是鉆 井事故與復(fù)雜問(wèn)題是客觀(guān)存在 因?yàn)殂@井是一項(xiàng)隱蔽的地下工程 存在著大量的模糊性 隨機(jī)性和不確定性問(wèn)題 由于對(duì)客觀(guān)情況的認(rèn)識(shí)不清或主觀(guān)意識(shí)的決策失誤 會(huì)產(chǎn)生許 多復(fù)雜情況甚至造成嚴(yán)重的事故 輕者耗費(fèi)大量人力物力和時(shí)間 重者導(dǎo)致全井的廢棄 據(jù)近年來(lái)的鉆井資料分析 鉆井過(guò)程中 處理復(fù)雜情況和鉆井事故的時(shí)間 約占施工總時(shí) 間的 6 8 一個(gè)擁有百臺(tái)鉆機(jī)的油田 一年中就有 6 8 臺(tái)鉆機(jī)在做無(wú)功的工作 何況 資金的消耗并不和時(shí)間成比例 而是要大得多 這是多么驚人的浪費(fèi) 任何一個(gè)鉆井工 作者都不愿意和事故打交道 也不樂(lè)意看到諸多復(fù)雜問(wèn)題 但事物是相反相成的 不愿意 看到復(fù)雜問(wèn)題和鉆井事故 這只能是人們的良好愿望 不懂得復(fù)雜問(wèn)題與鉆井事故的預(yù) 防與處理辦法的人 難免不碰到這些問(wèn)題 而且一旦碰到了會(huì)驚慌失措 舉止無(wú)著 把小 病治成大病 大病治成死病 而懂得復(fù)雜問(wèn)題與鉆井事故的預(yù)防和處理辦法的人 一旦 遇到這些問(wèn)題則心中有數(shù) 采取正確的措施 往往可以化險(xiǎn)為夷 轉(zhuǎn)危為安 這才是一個(gè) 成熟的鉆井工作者必須具備的條件 任何事物的發(fā)生與發(fā)展都有其主 客觀(guān)原因 鉆井事故與復(fù)雜問(wèn)題的發(fā)生與 發(fā)展也不例外 因此鉆井工作者必須對(duì)鉆井事故與復(fù)雜問(wèn)題發(fā)生發(fā)展的主要原因要 有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí) 一旦出現(xiàn)異常情況時(shí) 思想上會(huì)有正確的判斷 行動(dòng)上也會(huì)采取 正確的措施 只有這樣 在大多數(shù)情況下 可以避免事故的發(fā)生 把復(fù)雜情況帶來(lái)的損 失降至最低限度 造成井下事故與復(fù)雜情況有諸多因素 關(guān)鍵詞 事故預(yù)防 事故分析 事故處理 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 2 目目 錄錄 1 1 緒緒 論論 1 1 1 1 卡鉆事故卡鉆事故 1 21 2 粘吸卡鉆粘吸卡鉆 1 31 3 砂橋卡鉆砂橋卡鉆 1 4 1 4 縮徑卡鉆縮徑卡鉆 1 51 5 鍵槽卡鉆鍵槽卡鉆 2 2 井下落物事故發(fā)生的原井下落物事故發(fā)生的原 2 12 1 井內(nèi)有落物的象征井內(nèi)有落物的象征 2 22 2 預(yù)防井內(nèi)落物的措施預(yù)防井內(nèi)落物的措施 2 3 2 3 井下落物的處理井下落物的處理 3 3 井漏井漏 3 1 3 1 井漏的原因和機(jī)理井漏的原因和機(jī)理 3 2 3 2 漏失層位的判斷漏失層位的判斷 3 3 3 3 井漏的預(yù)防井漏的預(yù)防 3 4 3 4 井漏的處理井漏的處理 4 4 結(jié)結(jié) 論論 致致 謝謝 參考參考文文獻(xiàn)獻(xiàn) 更多精品論文盡在我主頁(yè) 1 緒 論 鉆井工程是勘探開(kāi)發(fā)石油 天然氣的主要手段 而一般鉆井工程講述的是鉆井方 法 井身結(jié)構(gòu)及固井 井身剖面設(shè)計(jì)與控制 鉆柱設(shè)計(jì) 鉆頭使用 鉆井液設(shè)計(jì)與油 氣井壓力控制 鉆井水力學(xué)與鉆進(jìn)參數(shù)的優(yōu)化配合 完井方法 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等各個(gè) 鉆井環(huán)節(jié)必不可少的內(nèi)容 而對(duì)于鉆井事故與復(fù)雜問(wèn)題則涉及不多或論述不深 但是鉆 井事故與復(fù)雜問(wèn)題是客觀(guān)存在 因?yàn)殂@井是一項(xiàng)隱蔽的地下工程 存在著大量的模糊性 隨機(jī)性和不確定性問(wèn)題 由于對(duì)客觀(guān)情況的認(rèn)識(shí)不清或主觀(guān)意識(shí)的決策失誤 會(huì)產(chǎn)生許 多復(fù)雜情況甚至造成嚴(yán)重的事故 輕者耗費(fèi)大量人力物力和時(shí)間 重者導(dǎo)致全井的廢棄 據(jù)近年來(lái)的鉆井資料分析 鉆井過(guò)程中 處理復(fù)雜情況和鉆井事故的時(shí)間 約占施工總時(shí) 間的 6 8 一個(gè)擁有百臺(tái)鉆機(jī)的油田 一年中就有 6 8 臺(tái)鉆機(jī)在做無(wú)功的工作 何況 資金的消耗并不和時(shí)間成比例 而是要大得多 這是多么驚人的浪費(fèi) 任何一個(gè)鉆井工 作者都不愿意和事故打交道 也不樂(lè)意看到諸多復(fù)雜問(wèn)題 但事物是相反相成的 不愿意 看到復(fù)雜問(wèn)題和鉆井事故 這只能是人們的良好愿望 不懂得復(fù)雜問(wèn)題與鉆井事故的預(yù) 防與處理辦法的人 難免不碰到這些問(wèn)題 而且一旦碰到了會(huì)驚慌失措 舉止無(wú)著 把小 病治成大病 大病治成死病 而懂得復(fù)雜問(wèn)題與鉆井事故的預(yù)防和處理辦法的人 一旦 遇到這些問(wèn)題則心中有數(shù) 采取正確的措施 往往可以化險(xiǎn)為夷 轉(zhuǎn)危為安 這才是一個(gè) 成熟的鉆井工作者必須具備的條件 任何事物的發(fā)生與發(fā)展都有其主 客觀(guān)原因 鉆井事故與復(fù)雜問(wèn)題的發(fā)生與發(fā)展也不例外 因此 鉆井工作者必須對(duì)鉆井事故與復(fù)雜問(wèn)題發(fā)生發(fā)展的主要原因要有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí) 一旦出現(xiàn)異常情 況時(shí) 思想上會(huì)有正確的判斷 行動(dòng)上也會(huì)采取正確的措施 只有這樣 在大多數(shù)情況下 可以避免事 故的發(fā)生 把復(fù)雜情況帶來(lái)的損失降至最低限度 造成井下事故與復(fù)雜情況有諸多因素 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 4 頁(yè) 1 11 1 卡鉆事故卡鉆事故 卡鉆就是鉆具失去了活動(dòng)的自由 既不能轉(zhuǎn)動(dòng)又不能上下活動(dòng) 這是鉆井過(guò)程中常見(jiàn) 的井下事故 卡鉆可以由各種原因造成 如粘吸卡鉆 坍塌卡鉆 砂橋卡鉆 縮徑卡 鉆 鍵槽卡鉆 泥包卡鉆 干鉆卡鉆 落物卡鉆 水泥固結(jié)卡鉆等 各種卡鉆產(chǎn)生的 機(jī)理不同 處理的方法也各異 所以當(dāng)卡鉆事故發(fā)生后 首先要弄清卡鉆的性質(zhì) 要像中 醫(yī)看病一樣 通過(guò)各種現(xiàn)象及可能獲得的各種信息察出病因 才能對(duì)癥下藥 卡鉆事故中 粘吸卡鉆算是最簡(jiǎn)單的一種 但在一種卡鉆事故發(fā)生之后 往往又會(huì) 誘發(fā)另一種卡鉆 如在縮徑卡鉆 鍵槽卡鉆 落物卡鉆發(fā)生之后 由于鉆柱失去了自由 運(yùn)動(dòng)的能力 又會(huì)發(fā)生粘吸卡鉆 粘吸卡鉆發(fā)生之后 由于處理不當(dāng) 又會(huì)誘發(fā)坍塌卡 鉆 所以在一種卡鉆發(fā)生之后 要采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐沽硪环N卡鉆的發(fā)生 不要使其形 成復(fù)合式卡鉆 處理復(fù)合式卡鉆的難度要大得多 當(dāng)卡鉆事故發(fā)生之后 首先要考慮的問(wèn)題是為順利解除事故創(chuàng)造條件 1 必須維持鉆井液循環(huán)暢通 要防止鉆頭水眼或環(huán)空堵塞 因?yàn)橐坏┭h(huán)失靈 就失 去了注解卡劑的可能 也很容易誘發(fā)井塌和砂橋的形成 而且要想從鉆桿水眼內(nèi)下爆炸 松扣工具也很難下到預(yù)定位置 2 要保持鉆柱完整 因?yàn)槿绨雁@柱提斷或扭斷 斷點(diǎn)以下的鉆柱便失去鉆井液循環(huán) 由于鉆屑和井壁坍塌落物的下沉 有可能堵塞鉆頭和鉆柱水眼 或者在環(huán)空形成砂橋 同時(shí)如果魚(yú)頂正好處于大井徑位置 打撈鉆具時(shí) 尋找魚(yú)頭也非常困難 3 不能把鉆具連接螺紋扭得過(guò)緊 任何卡鉆事故的發(fā)生 都有可能走到套銑倒扣的 那一步 如果扭力過(guò)大 一則可能使母螺紋脹大 使鉆具從中間脫開(kāi) 二則扭力過(guò)大 造 成了倒扣的困難 必然要迫使你去做許多無(wú)效的工作 甚至使事故無(wú)法繼續(xù)處理下去 1 21 2 粘吸卡鉆粘吸卡鉆 粘吸卡鉆 也叫壓差卡鉆 是鉆井過(guò)程中最常見(jiàn)的卡鉆事故 圖 1 1 最容易卡 住的是鉆鋌 由于鉆具失去了活動(dòng)的自由 卡點(diǎn)可以逐漸上移 直至套管鞋附近 一 粘吸卡鉆的原因 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 5 頁(yè) 井壁上有濾餅的存在是造成粘吸卡鉆的內(nèi)在原因 因?yàn)榇蠖鄶?shù)鉆井液是固 液兩相 流體 或者是固 液 氣三相流體 其中的固相顆粒吸附在井壁上就形成了濾餅 有人 認(rèn)為濾餅是由于鉆井液的濾失造成的 沒(méi)有濾失量就不會(huì)有濾餅 基于這種思維 他們總 認(rèn)為鉆井液在砂巖中的濾失量大 才會(huì)形成濾餅 粘吸卡鉆只能發(fā)生在砂巖發(fā)育井段 其實(shí)不然 在裸眼井段內(nèi) 不但砂巖有濾餅 泥頁(yè)巖也有濾餅 而且要比砂巖井段的濾餅 厚得多 這是因?yàn)闉V餅的形成有三種原因 第一是吸附 鉆井液中的固相顆粒吸附在巖 石表面 無(wú)論砂巖 泥巖都有這種特性 第二是沉積 鉆井液在流動(dòng)過(guò)程中 靠近井壁 的流速幾乎等于零 鉆井液中的固相顆粒便沉積在井壁上 泥頁(yè)巖井段的井徑要比砂 巖井段的井徑大得多 沉積作用更為顯著 所以泥頁(yè)巖井段容易形成厚濾餅 第三是濾 失作用 它加速了鉆井液中固相顆粒在滲透性巖層表面的沉積 同時(shí)我們也注意到 泥頁(yè)巖也有濾失性 而且是親水物質(zhì) 可以被水浸潤(rùn) 只要是水基鉆井液 即使濾失量等 于零 這個(gè)浸潤(rùn)過(guò)程也無(wú)法停止 1 21 2 砂橋卡鉆砂橋卡鉆 文本文砂橋卡鉆也叫沉砂卡鉆 如圖 1 16 所示 其性質(zhì)和坍塌卡鉆差不多 其為害較粘吸 卡鉆更甚 一砂橋形成的原因 1 在軟地層中用清水鉆進(jìn)時(shí)極易發(fā)生 因?yàn)檐?地層機(jī)械鉆速快 鉆屑多 而清水的懸浮能力 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 6 頁(yè) 差 巖屑下沉快 尤其是用刮刀鉆頭鉆進(jìn)時(shí) 形成的鉆屑粒徑大 大者如鵝卵 小者如核 桃 一旦停止循環(huán)時(shí)間較長(zhǎng) 極易形成砂橋 2 表層套管下得太少 松軟地層暴露太多 套管鞋下部的井徑 太大 在平時(shí)循環(huán)時(shí)即積存了不少的巖屑 如果井內(nèi)壓力有波動(dòng) 這些 陳砂失去了支持力 就要下滑而形成砂橋 測(cè)井作業(yè)經(jīng)常在套管鞋附 近遇阻 就是這個(gè)道理 3 在鉆井液中加入絮凝劑過(guò)量 細(xì)碎的砂粒和混入鉆井液中的 粘土絮凝成團(tuán) 停止循環(huán)三 五分鐘 即形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 搭成砂橋 4 有些井機(jī)械鉆速快 鉆井液排量跟不上 鉆井液中的巖屑濃 度過(guò)大 一部分巖屑附于井壁 排不出來(lái) 一旦停泵 就容易形成砂橋 在推廣高壓噴射鉆井技術(shù)的過(guò)程中 有些人主張高泵壓低返速 在 理論上是講得通的 但在實(shí)際施工中 卻吃了不少苦頭 在勝利油田 以現(xiàn)有的鉆井液 技術(shù) 在東營(yíng)組以上地層中鉆進(jìn) 215 9mm 鉆頭 鉆井液排量小于 28L s 220mm 三 刮刀鉆頭 鉆井液排量小于 32L s 要想起出鉆具來(lái) 是非常因難的 5 改變井內(nèi)原有的鉆井液體系 或急劇地改變鉆井液性能時(shí) 破壞井內(nèi)原已形成的 平衡關(guān)系 會(huì)導(dǎo)致井壁濾餅的剝落和原已粘附在井壁上的巖屑的滑移 而形成砂橋 6 井內(nèi)鉆井液長(zhǎng)期靜止之后 由于切力太小 鉆屑向下滑落 有的滑落速度快 有的 滑落速度慢 有某一特定井段 巖屑濃度變得極大 但尚未形成具有一定抗壓強(qiáng)度的砂橋 因 此 鉆頭可以毫不費(fèi)力的通過(guò) 但是 鉆井液卻返不上來(lái) 遇到這種情況 如果鉆具下入 過(guò)多 開(kāi)泵過(guò)猛 就幫助巖屑擠壓在一起 泵壓越高 擠壓得越緊 鉆具活動(dòng)就越困難 7 有些井 施工時(shí)間很長(zhǎng) 鉆井液性能不足以抑制地層的坍塌 使泥頁(yè)巖井段的井 徑變得很大 而砂巖井段卻保持鉆頭直徑 鉆井液上返至大直徑井段 返速變小 靠近 井壁的返 速接近于零 大量巖屑就在此處沉積下來(lái) 但這些堆集起來(lái)的巖屑 沒(méi)有 粘合性 在自然傾斜角以?xún)?nèi) 處于穩(wěn)定狀態(tài) 對(duì)于鉆進(jìn)和起下鉆毫無(wú)妨礙 可是此處的 巖屑 越集越多 當(dāng)達(dá)到自然傾斜角以上時(shí) 稍有觸動(dòng) 即可垮塌 像雪崩一樣 將下部井 眼埋住 這些巖屑和鉆井液混合在一起 結(jié)構(gòu)很疏松 所以下鉆時(shí)可能遇阻 也可能不遇 阻 但開(kāi)泵循環(huán)時(shí) 把巖屑擠壓在一起 形成砂橋 鉆井液返不上來(lái) 憋漏地層 泵壓越 高 形成的砂橋越結(jié)實(shí) 8 用解卡劑浸泡解除粘吸卡鉆時(shí) 容易把井壁濾餅泡松泡垮 增加了解卡劑中的固 體含量 排解卡劑時(shí) 如開(kāi)泵過(guò)猛 泵量過(guò)大 極易將巖屑與濾餅擠壓在一起 形成砂橋 9 鉆井液被鹽水污染后 極易破壞井壁濾餅而形成砂橋 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 7 頁(yè) 10 氣體 空氣 氮?dú)?天然氣 廢氣 欠平衡鉆井時(shí) 遇到地層水 會(huì)發(fā)生鉆屑潤(rùn)濕 泡包 當(dāng)濕鉆屑填充了環(huán)空時(shí) 形成泥環(huán) 會(huì)切斷氣流 嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生卡鉆 1 1 3 3 縮徑卡鉆縮徑卡鉆 縮徑卡鉆 說(shuō)通俗一點(diǎn) 就是小井徑卡鉆 無(wú)論何種原因 鉆頭通過(guò)的井段 其直徑 小于鉆頭直徑 均可造成卡鉆 這些小于鉆頭的井徑 有些是縮徑造成的 有些是原本就 存在的 縮徑卡鉆也是鉆井工程中常見(jiàn)的事故 處理起來(lái)比坍塌卡鉆容易一些 但比粘 吸卡鉆要困難得多 一 縮徑卡鉆的原因 1 砂礫巖的縮徑 砂巖 礫巖 砂礫混 層 如果膠結(jié)不好或甚至沒(méi)有膠結(jié)物 在井眼 形成之后 由于其濾失量大 在井壁上形成一層 厚的濾餅 而縮小了原已形成的井眼 如圖 1 20 所示 2 泥頁(yè)巖縮徑 泥頁(yè)巖井段一般表現(xiàn)為井 徑擴(kuò)大 但有些泥頁(yè)巖吸水后膨脹 也可使井徑 縮小 如 1 表層泥頁(yè)巖 主要成分為鈉蒙脫 石 具有較高的含水量 在鉆進(jìn)中易出現(xiàn)塑性變形 2 未固結(jié)的粘土 內(nèi)摩擦角為零 一 旦剪切應(yīng)力大于膠結(jié)強(qiáng)度 便發(fā)生塑性變形 3 在壓力異常帶的泥頁(yè)巖 因其含水量和 孔隙壓都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常值 也就容易發(fā)生塑性變形 3 鹽膏層縮徑 所謂鹽膏層是指主要由鹽巖 NaCl 和石膏 CaSO4或 CaSO4 2H2O 組成的巖層 在鹽膏層中 鹽巖和石膏的含量不等 而且還含有大量的其它礦物 除常見(jiàn)的石英 SiO2 長(zhǎng)石 碳酸鹽巖等礦物外 還常會(huì)有各種不同的粘土礦物 根據(jù)純鹽層厚度 鹽膏層特點(diǎn)及夾層情況 可將鹽膏層分為兩大類(lèi) 即純鹽巖層和鹽 膏 泥復(fù)合層 4 深部沉積的石膏層 一般認(rèn)為在上覆巖層壓力下把結(jié)晶水?dāng)D掉 成為無(wú)水石膏 當(dāng)鉆開(kāi)時(shí) 石膏又吸水膨脹 減弱強(qiáng)度 縮小井徑 無(wú)水石膏密度為 2 9g cm3 含水石膏 密度為 2 3g cm3 即無(wú)水石膏變?yōu)楹鄷r(shí)體積要膨脹 26 其他鹽類(lèi)如芒硝 氯化 鎂 氯化鈣等也具有類(lèi)似性質(zhì) 5 原已存在的小井眼 鉆頭使用后期 外徑磨小 形成一段小井眼 刮刀鉆頭尤為顯 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 8 頁(yè) 著 有些取心鉆頭 其外徑小于正常鉆進(jìn)的鉆頭 或者在使用后期外徑磨小 也會(huì)形成 一段小井眼 如圖 1 25 所示 如下鉆不注意 或擴(kuò) 劃眼過(guò)程中發(fā)生溜鉆 也會(huì)造成卡 鉆 其性質(zhì)和縮徑卡鉆一樣 6 彎曲井眼 有些井由于下部鉆具結(jié)構(gòu)剛性不夠 形成如圖 1 26 所示的彎曲井眼 當(dāng)下部鉆具結(jié)構(gòu)改變 剛性增強(qiáng) 或 者下入外徑較大長(zhǎng)度較長(zhǎng)的套銑工具或打撈工具時(shí) 在彎曲 井眼處容易卡住 7 地層錯(cuò)動(dòng) 造成井眼 橫向位移 如圖 1 27 所 示 由于所鉆地層有斷層和節(jié) 理存在 當(dāng)鉆井液濾液浸入斷 層面或節(jié)理面后 引起孔隙 壓力的升高 產(chǎn)生了沿?cái)鄬用婊蚬?jié)理面的滑動(dòng) 導(dǎo)致了 井眼 的橫向錯(cuò)動(dòng) 如這一現(xiàn)象發(fā)生在下鉆之前 則下鉆時(shí)將會(huì)在錯(cuò)動(dòng)處遇阻 如這一現(xiàn)象發(fā) 生在下鉆之后 則在起鉆至錯(cuò)動(dòng)位置時(shí)會(huì)發(fā)生遇阻遇卡 其情形就和縮徑差不多 但卻 不是縮徑 嚴(yán)重的錯(cuò)動(dòng)將會(huì)立即把鉆具卡住 8 將大一級(jí)的鉆頭下入小一級(jí)的井眼中 這本來(lái)是不應(yīng)該發(fā)生的事 但由于工作人 員的疏忽 不仔細(xì)檢查 如將 215 9mm 鉆頭下入 212 7mm 的井眼中 將 247 65mm 鉆頭下 入 244 5mm 的井眼中 這些事聽(tīng)起來(lái)是笑話(huà) 但確是實(shí)實(shí)在在發(fā)生過(guò)的事 9 鉆井液性能發(fā)生了較大的變化 如鉆遇石膏層 鹽巖層 高壓鹽水層 濾失量增 加 粘度 切力增加 濾餅增厚 或者為了堵漏 大幅度地調(diào)整鉆井液性能 都很容易形 成假濾餅 使某些井段的井徑縮小 1 41 4 鍵槽卡鉆鍵槽卡鉆 一 鍵槽的形成 鍵槽形成的主要條件是井身軌跡不是一條直線(xiàn) 斜直或垂直 而產(chǎn)生了局部彎曲 形 成了狗腿 如圖 1 32 所示 由于井眼處于三維空間 不能用一個(gè)簡(jiǎn)單的視圖表示出來(lái) 為了方便起見(jiàn) 我們把狗腿分為兩種 由傾斜角變化產(chǎn)生的狗腿叫傾斜狗腿 由方位角 變化產(chǎn)生的狗腿叫方位狗腿 而實(shí)際井眼中的狗腿往往是這兩種狗腿的綜合體 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 9 頁(yè) 實(shí)際井眼由垂直段 增斜段 穩(wěn)斜 段 減斜段 水平段五種類(lèi)型組 成 在井斜變化的井段 都會(huì)產(chǎn)生 狗腿 在增斜井段產(chǎn)生的狗腿叫增斜 狗腿 在減斜井段產(chǎn)生的狗腿叫減斜 狗腿 這些情況在井斜垂面圖上可以 看得很清楚 另外 井斜雖然沒(méi)變化 而 井斜方位發(fā)生了變化 也會(huì)產(chǎn)生狗腿 叫 方位狗腿 這在井斜方位圖上可以看 得很清楚 還有一種鍵槽叫壁階式鍵槽 是在以下的特定情況下產(chǎn)生的 如 1 33 所示 在大 段的易坍塌的泥頁(yè)巖中夾有薄層砂巖 當(dāng)泥頁(yè)巖坍塌井徑擴(kuò)大之后 薄層砂巖仍保持著 鉆頭井徑 任何直井都有一定的斜度 即使井斜及 方位不發(fā)生任何變化 鉆柱由于自身的重量也總是 靠向井眼低邊的 只有這部分較硬砂層的壁階支持 著鉆柱的側(cè)向力 當(dāng)大部分井徑擴(kuò)大至鉆頭直徑與 鉆桿接頭直徑之和以上時(shí) 在此種壁階上也會(huì)產(chǎn)生 鍵槽 這種情況 好多人都未注意到 如圖 1 34 a 所示 當(dāng)鉆桿位于傾斜角為 的 井眼中時(shí) 由于自身重量的作用必然緊靠井眼低邊 在通常情況下 只有鉆桿接頭與井眼低邊接觸 每個(gè) 接頭與井壁接觸處都有一個(gè)與井眼軸線(xiàn)垂直的側(cè)向力 F1 其總側(cè)向力將如圖 1 34 b 所 示為 F1 設(shè)鉆具總拉力為 T 總重量為 Q 則有如下關(guān)系 F1 Qsin 1 30 T Qcos 1 31 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 10 頁(yè) 2 2 井下落物事故發(fā)生的原因井下落物事故發(fā)生的原因 井下落物各種各樣 有的落物形狀很規(guī)則且有可供打撈的部位 在井中經(jīng)常處于和井眼 軸線(xiàn)呈平行的狀態(tài) 如鉆桿 鉆鋌 套管 油管等 我們放在鉆具斷落一章中論述 有 的落物雖然形狀規(guī)則但無(wú)可供打撈的部位 在井中經(jīng)常處于斜立的狀態(tài) 如橇杠 測(cè)斜 儀等 有的落物形狀既不規(guī)則也無(wú)可供打撈的部位 在井中所處的狀態(tài)是隨遇而安 如 牙輪 刮刀片 井口工具 繩索等 落物的來(lái)源也不同 有的從井口落入 如井口工具 手工具等 有的從井下落入 如鉆頭 牙輪 刮刀片 電測(cè)儀器等 有的從井壁落入 如礫石 巖塊 水泥塊及原來(lái) 附在井壁上的其它落物 落在井底的落物 雖然妨礙鉆進(jìn) 但一般的不會(huì)造成 卡鉆 我們放在落物事故一章中論述 能造成卡鉆的是處 于鉆頭或扶正器以上的落物 由于井眼與鉆柱之間的環(huán) 形空間有限 較大的落物會(huì)像楔鐵一樣嵌在鉆具與井壁 中間 較小的落物嵌在鉆頭 磨鞋或扶正器與井壁 的中間 使鉆具失去活動(dòng)能力 造成卡鉆 如圖 1 44 所 示 2 12 1 井內(nèi)有落物的象征井內(nèi)有落物的象征 1 在鉆進(jìn)中有落物落在環(huán)空會(huì)有別鉆現(xiàn)象發(fā)生 上提鉆具有阻力 小落物尚有可能 提脫 大落物則越提越死 2 起鉆過(guò)程遇有落物則會(huì)突然遇阻 只要上提力量不大 下放比較容易 若落物所 處的位置固定 則阻卡點(diǎn)也固定 若落物隨鉆具上下移動(dòng) 則鉆具只能下放不能上提 阻 卡點(diǎn)隨鉆頭的下移而下移 在下放無(wú)阻力時(shí)鉆具可以轉(zhuǎn)動(dòng) 而上提有阻力時(shí)則很難轉(zhuǎn)動(dòng) 3 落物卡鉆的卡點(diǎn)一般在鉆頭或扶正器位置 較大的東西也可能卡在鉆桿接頭位置 4 在因有落物造成遇阻遇卡的情況下 開(kāi)泵循環(huán)正常 泵壓 排量 鉆井液性能均無(wú)變化 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 11 頁(yè) 2 22 2 預(yù)防井內(nèi)落物的措施預(yù)防井內(nèi)落物的措施 1 定時(shí)檢查所有的井口工具 尤其是大鉗 卡瓦和吊卡 2 在起下鉆 接單根時(shí)防止井口落物 鉆具在井內(nèi) 井口不使用橇杠 榔頭等足以 引起卡鉆的大型工具 要使用時(shí)必須把井口圍蓋好 3 凡下井的鉆具和工具必須是經(jīng)廠(chǎng)內(nèi)檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品 在下井以前還要在井場(chǎng)進(jìn)行 仔細(xì)檢查 4 盡量減少套管鞋以下的口袋長(zhǎng)度 1 1 5m 較好 同時(shí)要保證套管鞋處有高質(zhì)量 的水泥封固 防止水泥塊破落 5 如果明知是落物阻卡 絕對(duì)禁止硬提 應(yīng)下放鉆具在無(wú)阻力的情況下轉(zhuǎn)動(dòng) 因?yàn)?井徑并不是規(guī)則的 當(dāng)落物處于大井徑井段時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)很輕松 甚至可以把鉆具起出 如無(wú) 下放余地 就在原地轉(zhuǎn)動(dòng) 以便擴(kuò)大井眼 當(dāng)無(wú)別勁時(shí) 再上提 1 2cm 繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 如此耐 心地操作 爭(zhēng)取把落物磨小或擠入井壁或帶至上部的大井徑中 6 磨銑井底落物時(shí) 宜定期提起鉆具活動(dòng) 一方面防止磨碎的落物翻到磨鞋上面 一方面再將已經(jīng)翻到磨鞋上面的碎物壓到磨鞋下面去 7 在懸重不正常或泵壓不正常的情況下 不可從鉆桿內(nèi)投入測(cè)斜儀 鋼球等物件 8 在裸眼中磨銑 人們往往用比鉆頭小 10 20mm 的磨鞋 認(rèn)為周?chē)幕顒?dòng)余地較大 返到大井眼中的碎物不容易造成卡鉆 但在套管中磨銑 這種認(rèn)識(shí)就不一定正確 一切 事物都有必然的內(nèi)在聯(lián)系 磨鞋與套管內(nèi)壁之間的間隙越大 則允許返到磨鞋以上的碎 物的體積也越大 間隙越小 則允許返到磨鞋以上的碎物的體積也越小 一塊鉗牙在裸 眼中不會(huì)造成卡鉆 因?yàn)閹r層是容易破碎的 一個(gè)螺絲釘在套管內(nèi)可以造成卡鉆 因?yàn)?鋼鐵是不容易破碎的 9 落物沒(méi)有落在井底 而是坐落在井眼中途的大井徑井段 有的橫梗在井 眼中 妨礙下鉆 那只有磨銑或打撈了 有的坐落在井壁臺(tái)階上 不妨礙下鉆 但在井 壁不穩(wěn)定或在鉆具的撞擊下而滑落下來(lái) 這才是要命 的事 2 32 3 井下落物的處理井下落物的處理 鉆頭在井底時(shí)發(fā)生的落物卡鉆 1 爭(zhēng)取轉(zhuǎn)動(dòng)解卡 首先是用較大扭力正轉(zhuǎn) 如正轉(zhuǎn) 不行則倒轉(zhuǎn) 因?yàn)槁湮锵褚粋€(gè)橫向的楔子楔在鉆頭上 當(dāng)正轉(zhuǎn) 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 12 頁(yè) 越擠越死時(shí) 倒轉(zhuǎn)卻可以松動(dòng)開(kāi) 許多事例都證明了這是一個(gè)有效的解卡方法 但是也 有危險(xiǎn)性 容易把鉆頭倒入井底 那也沒(méi)有什么關(guān)系 比鉆具卡死要好得多 2 在安全的條件下 盡最大力量上提 因向下無(wú)路 轉(zhuǎn)又轉(zhuǎn)不開(kāi) 只有這一條路可 走了 3 用震擊器向上震擊 可能震擊開(kāi) 也可能使鉆頭與落物一同上移但不能解卡 不過(guò) 只要有了一段活動(dòng)距離 事情就好辦了 反過(guò)來(lái)再下壓或下?lián)?就可以解卡了 2 在起鉆過(guò)程中發(fā)生落物卡鉆 1 猛力下壓 可以把全部鉆具的重量壓上去 但是不許多提 必要時(shí)可以多提 100kN 左右 然后快速下壓 形成來(lái)回錯(cuò)動(dòng)的作用 這種錯(cuò)動(dòng)在地面上是很難察覺(jué)的 但 活動(dòng)次數(shù)多了 會(huì)逐漸擴(kuò)大范圍 最終促成解卡 2 用震擊器下?lián)?如鉆柱中帶有隨鉆震擊器 應(yīng)立即啟動(dòng)下?lián)羝飨聯(lián)?如無(wú) 可接 地面震擊器下?lián)?地面震擊器的滑脫力要調(diào)至與井內(nèi)鉆具在鉆井液中的重量相同 或者 在倒扣或爆松倒扣后 將震擊器接到距卡點(diǎn)最近的位置向下震擊 3 倒扣 如下壓 震擊均不起作用 應(yīng)立即用原鉆具倒扣 一方面利用倒轉(zhuǎn)的力量 有可能解卡 一方面有可能倒出盡可能多的鉆具 為下一步的處理創(chuàng)造了良好的條件 4 如果是水泥塊造成的卡鉆 可考慮泵入抑制性鹽酸來(lái)溶解水泥塊 并配合震擊 器震擊來(lái)破碎水泥塊 5 套銑 如果是地層塌塊或水泥塊造成的卡鉆 套銑是很容易解卡的 如果是鋼 鐵等碎物造成的卡鉆 因環(huán)形井底不平 極易發(fā)生別鉆 宜輕壓慢銑 不可性急 如果加 壓大了 在磨銑工具上形成一個(gè)縱向力偶 如圖 1 46 所示 破壞連接螺紋 有可能使銑 鞋脫落 更有甚者 迫使銑鞋銑入被卡鉆具 這就完全失去了套銑的意義 如果銑至鉆 頭仍不能解卡 可以再接震擊器震擊解卡 3 3 井漏井漏 井漏 是指在油氣鉆井工程作業(yè)中鉆井液漏入地層的一種井下復(fù)雜情況 井漏 的直觀(guān)表現(xiàn)是地面鉆井液罐液面的下降 或井口無(wú)鉆井液返出 或井口鉆井液返出量 小于注入量 井漏對(duì)油氣勘探 開(kāi)發(fā)和鉆井作業(yè)造成的危害極大 歸納起來(lái)有如下幾 個(gè)方面 1 損失大量的鉆井液 甚至使鉆井作業(yè)無(wú)法進(jìn)行 井漏的嚴(yán)重程度不同 損失的鉆井液量也不一樣 少則十幾立方米 多則幾千甚至上萬(wàn)立方米 2 消耗大 量的堵漏材料 堵漏是處理井漏的主要手下段 往往一次很難見(jiàn)效 需要進(jìn)行多次 會(huì)消耗大量的堵漏材料 3 損失大量的鉆井時(shí)間 井漏到了一定程度 無(wú)法繼續(xù)鉆 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 13 頁(yè) 進(jìn) 必須停鉆處理 少則幾十小時(shí) 多則十幾天甚至數(shù)月之久 4 影響地質(zhì)工作的 正常進(jìn)行 井漏發(fā)生后 尤其是失返井漏 鉆屑返不到地面 取不到隨鉆砂樣 對(duì)地 層無(wú)法鑒別 若鉆遇的正好是油氣層 就會(huì)影響對(duì)油氣層資料的分析 5 可能造成 井塌 卡鉆 井噴等其它井下復(fù)雜情況或事故 井漏后 井內(nèi)液面下降 液柱壓力降 低 使得井內(nèi)液柱壓力不能平衡地層壓力 造成較高地層壓力中的油氣進(jìn)入井筒 發(fā) 生溢流或井噴 由于液柱壓力的降低 不能抗衡井壁應(yīng)力 導(dǎo)致井塌甚至卡鉆 如果 處理失當(dāng) 還會(huì)導(dǎo)致部分井段或全井段的報(bào)廢 6 造成儲(chǔ)層的嚴(yán)重傷害 如果漏層 就是儲(chǔ)層 由于大量鉆井液的漏入及大量堵漏材料的進(jìn)入 肯定會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成嚴(yán)重的 傷害 所以及時(shí)的處理井漏恢復(fù)正常鉆進(jìn)是非常重要的工作 3 13 1 井漏的原因和機(jī)理井漏的原因和機(jī)理 凡是發(fā)生鉆井液漏失的地層 必須具備下列條件 1 地層中有孔隙 裂縫或溶洞 使鉆 井液有通行的條件 2 地層孔隙中的流體壓力小于鉆井液液柱壓力 在正壓差的作用 下 才能發(fā)生漏失 3 地層破裂壓力小于鉆井液液柱壓力和環(huán)空壓耗或激動(dòng)壓力之和 把地層壓裂 產(chǎn)生漏失 形成這些漏失的原因 有些是天然的 即在沉積過(guò)程中 或地下水溶蝕過(guò)程中 或構(gòu)造 活動(dòng)過(guò)程中形成的 同一構(gòu)造的相同層位在橫向分布上具有相近的性質(zhì) 這種漏失有兩 種 類(lèi) 型 1 滲 透 性 漏 失 如 圖 6 1 a 所示 這種漏失多發(fā)生在粗顆粒未膠結(jié)或膠結(jié)很差的地層如粗砂巖 礫巖 含礫砂 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 14 頁(yè) 巖等 只要它的滲透率超過(guò) 14 達(dá)西 或者它的平均粒徑大于鉆井液中數(shù)量最多的大顆粒 粒徑的三倍時(shí) 在鉆井液液柱壓力大于地層孔隙壓力時(shí) 就會(huì)發(fā)生漏失 2 天然裂縫 溶洞性漏失 如圖 6 1 b d 所示 如石灰?guī)r 白云巖的裂縫 溶洞及不 整合侵蝕面 斷層 地應(yīng)力破碎帶 火成巖侵入體等都有大量的裂縫和孔洞 在鉆井 液液柱壓力大于地層壓力時(shí)會(huì)發(fā)生漏失 而且漏失量大 漏失速度快 3 孔隙 裂縫性漏失 即前兩者因素都具備的綜合性漏失 3 23 2 漏失層位的判斷漏失層位的判斷 漏后往往采取堵漏的辦法以恢復(fù)生產(chǎn) 但要堵漏必須首先了解漏層的位置 才能有的放 矢 否則 便是盲人騎瞎馬 夜半臨深池 究竟如何判斷漏失層位呢 以下給出一些判斷 的方法 一 鉆井液密度沒(méi)有增加時(shí)產(chǎn)生的漏失 1 如果鉆井液性能沒(méi)有發(fā)生什么變化 在正常鉆進(jìn)中發(fā)生了井漏 則漏失層即鉆頭剛鉆 達(dá)的位置 2 如果鉆進(jìn)中有放空現(xiàn)象 放空后即發(fā)生井漏 則漏失層即放空井段 3 下鉆時(shí)如果鉆頭進(jìn)入砂橋 或進(jìn)入坍塌井段 開(kāi)泵時(shí)泵壓上升 地層憋漏 則漏層即在 砂橋或坍塌井段 4 下鉆時(shí)觀(guān)察鉆井液返出動(dòng)態(tài) 每下一立柱 井內(nèi)應(yīng)返出與一柱鉆具體積相同的鉆井液 量 但鉆井液的返出與鉆具的下入并不同時(shí)出現(xiàn) 有一個(gè)滯后時(shí)間 可能鉆柱下完了 鉆 井液才開(kāi)始從井口返出 鉆具下入越深 這個(gè)滯后時(shí)間越長(zhǎng) 如果沒(méi)有漏層 鉆井液總是 會(huì)返出來(lái)的 當(dāng)鉆具下入后 井口沒(méi)有鉆井液返出時(shí) 說(shuō)明鉆頭已到達(dá)或穿過(guò)漏層 以此 可以推算漏層的深度 5 在原始狀態(tài)下 漏層位置在平面上的分布往往是具有同一性 所以應(yīng)分析鄰井過(guò)去的 鉆井資料 橫向?qū)Ρ仍搶釉诒揪纳疃?則此點(diǎn)發(fā)生漏失的可能性最大 6 如果在鉆井過(guò)程中某層曾發(fā)生過(guò)漏失 以后在鉆井過(guò)程中又發(fā)生了漏失 則該層應(yīng)是 首先考慮的敏感區(qū) 7 根據(jù)地層壓力和破裂壓力的資料對(duì)比 最低壓力點(diǎn)是首先要考慮的地方 特別是已 鉆過(guò)的油 氣 水層及套管鞋附近 8 根據(jù)地質(zhì)剖面圖和巖性對(duì)比 漏層往往在裂縫發(fā)育的地方 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 15 頁(yè) 3 33 3 井漏的預(yù)防井漏的預(yù)防 對(duì)付井漏應(yīng)以預(yù)防為主 盡可能避免因人為的失誤而引起的井漏 凡是能搜集到的資料 都搜集齊全 凡是能做的工作都做到井漏以前 1 根據(jù)地層孔隙壓力 破裂壓力 坍塌壓力和漏失壓力曲線(xiàn) 正確進(jìn)行井身結(jié)構(gòu)和套 管程序設(shè)計(jì) 同一裸眼井段內(nèi) 不允許有噴 漏并存的地層存在 2 在疏松的表層中鉆進(jìn) 最好不用清水而用鉆井液 表層套管要下到適當(dāng)?shù)纳疃?固井 質(zhì)量要有保證 這是一口井的基礎(chǔ)工作 千萬(wàn)不可忽視 3 在松軟地層中鉆進(jìn) 鉆速很快 鉆井液排量跟不上 會(huì)使巖屑濃度過(guò)大 憋漏地層 應(yīng)控 制鉆速 或者每打完一單根 劃眼 1 2 次 延長(zhǎng)鉆井液攜砂時(shí)間 4 在沒(méi)有高壓層存在的條件下 應(yīng)盡量降低鉆井液密度 認(rèn)真搞好鉆井液固控工作 防 止鉆井液密度自然增長(zhǎng) 穿過(guò)高滲透地層時(shí) 應(yīng)提高鉆井液的粘度和切力 降低濾失量 加強(qiáng)造壁作用 減少漏失的可能 在鉆開(kāi)高壓層時(shí) 應(yīng)嚴(yán)格控制鉆井液密度 做到近平衡 壓力鉆進(jìn) 既不噴 又不漏 5 在易漏地層中鉆進(jìn) 排量要適當(dāng) 泵壓要適當(dāng) 鉆速要適當(dāng) 起下鉆 接單根時(shí)下放速 度要適當(dāng) 防止產(chǎn)生激動(dòng)壓力 壓漏地層 發(fā)現(xiàn)有微小漏失時(shí) 應(yīng)減小排量 降低泵壓 同時(shí)應(yīng)控制鉆速 減少鉆井液中的鉆屑濃度 并防止鉆頭泥包 這是一個(gè)互相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題 不 能顧此失彼 如果發(fā)現(xiàn)鉆頭或扶正器泥包 應(yīng)設(shè)法消除 6 在易縮徑地層中鉆進(jìn)時(shí) 應(yīng)采用抑制性鉆井液 防止井徑縮小而增加環(huán)空流動(dòng)阻力 7 如下部有高壓層 而上部有低壓層 又不可能用套管封隔時(shí) 在鉆開(kāi)高壓層之前 應(yīng)對(duì) 裸眼井段進(jìn)行破裂壓力試驗(yàn) 找準(zhǔn)漏失層位 先行堵漏 待承壓能力達(dá)到預(yù)期值時(shí) 再鉆 開(kāi)高壓層 8 在已開(kāi)發(fā)區(qū)鉆調(diào)整井 可以調(diào)整地層壓力 即降低高壓層壓力或提高低壓層壓力 降 低高壓層壓力的方法是 1 停止注水 2 老井排液泄壓 3 在高壓區(qū)先打泄壓井 對(duì) 高壓層排液泄壓 提高低壓層壓力的方法是 1 加強(qiáng)低壓層注水 2 停止采油井生產(chǎn) 9 對(duì)鉆井液密度敏感性很高的油氣層如石灰?guī)r裂縫 溶洞 鉆井液密度稍高則漏 稍低 則噴 最好是不堵 應(yīng)調(diào)整鉆井液性能使鉆井液液柱壓力與地層壓力達(dá)到平衡 把目的層 鉆穿 下套管完井 如勝利油田 GB 10 井 鉆達(dá) 3647m 時(shí)放空 0 3m 鉆井液密度高于 1 06g cm3就漏 低于 1 04g cm3就噴 堵漏四十多天無(wú)效 最后維持密度 1 06g cm3的鉆 井液打鉆 鉆進(jìn) 86m 鉆遇一個(gè) 2 8m 和一個(gè) 1 2m 的溶洞 完井后 日噴油 3600 噸 成了中 國(guó)的第一個(gè)高產(chǎn)井 10 加重鉆井液時(shí)應(yīng)首先把基漿處理好 要加足夠量的降失水劑 把濾失量降到 8ml 以下 粘 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 16 頁(yè) 度保持在 20s 以上 然后梯次增加鉆井液密度 使易漏層井壁對(duì)鉆井液液柱壓力有一個(gè) 逐漸適應(yīng)的過(guò)程 11 使用高密度鉆井液在小井眼中鉆進(jìn)時(shí) 在保證懸浮加重劑的前提下 應(yīng)盡可能降低 鉆井液的動(dòng)切力和靜切力 以減少環(huán)空流動(dòng)阻力 12 在鉆井液結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)的情況下 下鉆時(shí)應(yīng)分段循環(huán) 破壞鉆井液的膠凝結(jié)構(gòu) 鉆井 液在井內(nèi)靜止時(shí)間較長(zhǎng)時(shí) 膠凝結(jié)構(gòu)增強(qiáng) 而且由于巖屑的下沉 局部井段巖屑濃度增加 下 鉆時(shí)也要分段循環(huán) 每次開(kāi)泵都要先小排量后大排量 先低泵壓后高泵壓 同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)鉆 具破壞鉆井液結(jié)構(gòu)力 防止把地層憋漏 13 如果沒(méi)有高壓層 而且又沒(méi)有地層坍塌的可能 可以用泡沫鉆井液 充氣鉆井液甚至 空氣進(jìn)行鉆井 14 在鉆穿易漏失地層時(shí) 在鉆井液中加入適當(dāng)顆粒尺寸的堵漏劑如云母片 石棉粉 超細(xì)碳酸鈣 暫堵劑等 一般加量為 8 14kg m3 封堵細(xì)小裂縫和孔洞 15 如下鉆過(guò)多 開(kāi)泵有困難 應(yīng)起出部分鉆具再開(kāi)泵 特別是不能憋漏 如發(fā)現(xiàn)憋漏 要嚴(yán)格控制漏失量不能超過(guò) 5m3 立即起過(guò)危險(xiǎn)井段再開(kāi)泵 如開(kāi)不通 再起 再開(kāi) 直至 能順利開(kāi)泵循環(huán)為止 然后再分段下鉆循環(huán) 16 下鉆時(shí)不要在已知的漏層位置開(kāi)泵 17 下鉆時(shí)如發(fā)現(xiàn)連下三柱鉆桿井口不返鉆井液 應(yīng)立即開(kāi)泵循環(huán) 18 下鉆遇阻 必須循環(huán)鉆井液劃眼 19 起鉆時(shí)如發(fā)現(xiàn)連起三柱鉆桿環(huán)空液面不降 或鉆桿內(nèi)有反噴現(xiàn)象 應(yīng)立即開(kāi)泵循環(huán) 待井下情況恢復(fù)正常后再起 20 起鉆時(shí)井口應(yīng)灌滿(mǎn)鉆井液 一則是為了防止溢流 二則是為了防止井塌 而井塌不僅 會(huì)導(dǎo)致井漏 還會(huì)造成惡性卡鉆 21 鉆遇高壓層發(fā)生溢流時(shí) 要按照防噴規(guī)程 進(jìn)行合理的套壓控制 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 17 頁(yè) 3 43 4 井漏的處理井漏的處理 發(fā)現(xiàn)井漏以后 首先要判斷漏層的性質(zhì) 一般地 漏速越大 漏失越嚴(yán)重 漏失通道的 開(kāi)口尺寸也越大 漏層如為膠結(jié)疏松的砂巖 漏失通道多為孔隙 漏層如為膠結(jié)致密 的碳酸鹽鹽 泥巖 則漏失通道多為裂縫 鉆井過(guò)程中如出現(xiàn)放空 則漏層通道為溶 洞 漏層位置越深 裂縫傾角越大 即淺部地層多為橫向裂縫 深部地層多為縱向裂 縫 根據(jù)漏速可以大致判斷漏失通道的性質(zhì) 一般的砂泥巖地層漏失 漏速每小時(shí)達(dá) 幾立方米至失返 則是孔隙性漏失 泥巖地層漏失在 30m3 h 以?xún)?nèi) 則為孔隙或微小裂 縫性漏失 裂縫開(kāi)度在 1mm 以?xún)?nèi) 碳酸鹽地層漏失 漏速 30m3 h 以?xún)?nèi) 則為微小裂縫 性漏失 裂縫開(kāi)度在 1mm 以?xún)?nèi) 碳酸鹽地層漏失 漏速 30 60m3 h 則為中等裂縫性 漏失 裂縫開(kāi)度在 2 5mm 在碳酸鹽巖地層鉆進(jìn)過(guò)程中 出現(xiàn)鉆時(shí)快 鉆具別跳 發(fā) 生井漏 且井口很快失返 則屬大裂縫性漏失 裂縫開(kāi)度大于 5mm 在碳酸鹽巖地層鉆 進(jìn)過(guò)程中 出現(xiàn)鉆具放空 井口突然失返 則屬溶洞性漏失 溶洞大小由幾分米到好 幾米 處理井漏的基本思路有三條 一是封堵漏失通道 即堵漏 二是消除或降低井筒與漏 層之間存在的正壓差 三是提高鉆井液在漏失通道中的流動(dòng)阻力 所有這些都可以結(jié)合鉆井地質(zhì)資料進(jìn)行分析研究 要根據(jù)井漏的不同情況 采取不同的 辦法進(jìn)行處理 對(duì)于井下壓力系統(tǒng)比較復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的井只能采取堵漏的辦 法進(jìn)行處理 對(duì)于壓力系統(tǒng)單一地層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大的井可以采用降低井底壓力的辦法進(jìn) 行處理 一 小漏的處理方法 小漏指進(jìn)多出少而未失去循環(huán)的滲透性漏失 遇到這種情況 應(yīng)采取如下辦法 一 起鉆靜置 當(dāng)出現(xiàn)這種誘導(dǎo)性裂縫漏失時(shí) 應(yīng)停止鉆進(jìn)和循環(huán) 上提鉆頭至一定 高度 最好是進(jìn)入技術(shù)套管 讓下部鉆井液靜止幾個(gè)或幾十個(gè)小時(shí) 待井口液面不再下降 時(shí) 再下鉆恢復(fù)鉆進(jìn) 因?yàn)殂@井液具有觸變性 漏失到地層中的鉆井液 隨著靜切力的增 加 起到了封堵裂縫的作用 而且地層中的粘土遇水膨脹也可起封堵作用 采用此法 不用找漏和堵漏 省工省時(shí) 在好多情況下 都取得了滿(mǎn)意的效果 二 如漏失量不大 可繼續(xù)鉆進(jìn) 穿過(guò)漏層 利用鉆屑堵漏 有可能在漏失一定鉆井液量 之后不再漏失 如果還繼續(xù)漏失 可提起鉆頭至安全位置 靜止堵漏 三 調(diào)整鉆井液性能 降低密度 提高粘度 切力和摩擦系數(shù) 以降低井筒液柱壓力 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 18 頁(yè) 循環(huán)壓力和激動(dòng)壓力 以減少或停止漏失 對(duì)壓差造成的井漏 減小鉆井液密度 井 漏自然停止 對(duì)自然縫洞漏失 提高粘度 切力 以增加其流動(dòng)阻力 漏失會(huì)得到抑 制 調(diào)低屈服值可減少激動(dòng)壓力 減小摩阻系數(shù)可降低循環(huán)壓力 都對(duì)防漏有效 四 在鉆井液中加入小顆粒及纖維質(zhì)物質(zhì)如云母片 石棉灰 石灰粉 暫堵劑等堵漏 材料 在漏失的過(guò)程中進(jìn)行堵漏 采用此法時(shí) 應(yīng)根據(jù)不同的漏層性質(zhì) 選擇堵漏材料 的級(jí)配和濃度 一般配比為 纖維狀 顆粒狀 片狀 3 6 1 具體使用時(shí)按實(shí)際需 要調(diào)整 采用這種方法堵漏 應(yīng)盡量下光鉆桿 以防堵塞水眼 堵漏成功后 要立即 循環(huán)出剩余在井筒中的橋接材料 二 大漏的處理方法 大漏時(shí)鉆井液只進(jìn)不出 遇到這種情況 如果裸眼井段很長(zhǎng) 很可能會(huì)發(fā)生井塌 或在局 部井段形成砂橋 在沒(méi)有井噴危險(xiǎn)的情況下 首先應(yīng)考慮的是鉆具的安全 此時(shí)應(yīng)立即 停鉆停泵 上提鉆頭至技術(shù)套管內(nèi) 如未下技術(shù)套管 應(yīng)一直起完 中間不可停頓 更不可 試圖開(kāi)泵循環(huán) 在上起的同時(shí) 要不間斷地從環(huán)空灌入鉆井液 在沒(méi)有鉆井液的時(shí)候也 可以灌入清水 以維持必要的液柱壓力 防止井壁過(guò)早地坍塌 此時(shí)可能鉆具內(nèi)出現(xiàn)反 噴 上提阻力也可能越來(lái)越大 這正是井塌或發(fā)生砂橋的象征 越是出現(xiàn)這種情況 甚至 這種情況越來(lái)越嚴(yán)重 更要加快速度上起 更要加大井口的灌入量 只要在設(shè)備和鉆具的 安全限度以?xún)?nèi) 必須盡最大可能上起 一般情況下 只要中間不要停頓 不要反復(fù)開(kāi)泵 是可以把鉆具起完的 既使起不完 能多起一柱 也少一柱倒扣的工作量 只要鉆具不 卡 就可以從容處理井漏了 處理大漏的方法 大致有以下幾種 一 靜止堵漏 有些漏失 雖然只進(jìn)不出 但并非大的裂縫 溶洞所造成 是由于壓差較大所造成 當(dāng) 鉆井液漏入微細(xì)裂縫和孔隙之后 由于地層中粘土吸水膨脹和鉆井液中固體顆粒的沉淀 及漏失鉆井液靜切力的增加也會(huì)堵住漏層 如勝利油田郝科一井從 2623m 4976m 井段 在鉆井液密度 1 91g cm3的情況下共發(fā)生大漏 18 次 其中有 15 次是靜止 14 24 小時(shí)后 恢復(fù)正常鉆進(jìn)的 此后做壓力試驗(yàn) 竟能達(dá)到當(dāng)量密度 2 22g cm3而不漏 二 微細(xì)顆粒和纖維物質(zhì)堵漏 一些裂縫 孔隙的開(kāi)口直徑小于 150 m 較大的顆粒進(jìn)入不了 只有用微細(xì)物質(zhì)如云母 片 石棉粉 超細(xì)碳酸鈣 氧化瀝青粉等進(jìn)行堵漏 在壓差的作用下 隨著漏失過(guò)程的 進(jìn)行 纖維物質(zhì)在漏失點(diǎn)聚結(jié) 加之鉆井液中各種粒子的充填 在裂縫中及井壁表面上形 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 鉆井事故預(yù)防與處理 第 19 頁(yè) 成非常致密的骨