钻井事故预防与处理.docx

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钻井事故预防与处理

08级钻井技术专业

毕业设计（论文）

题目：

钻井事故预防与处理

学号：

姓名：

专业：

钻井技术

班级：

08钻井2班

指导教师：

完成时间：

2011年5月10日

摘要

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。

关键词：

事故预防事故分析事故处理

1绪论

1.1…………………………………………………………………………………卡钻事故

1.2…………………………………………………………………………………粘吸卡钻

1.3…………………………………………………………………………………砂桥卡钻

1.4…………………………………………………………………………………缩径卡钻

1.5…………………………………………………………………………………键槽卡钻

2井下落物事故发生的原

2.1………………………………………………………………………井内有落物的象征

2.2……………………………………………………………………预防井内落物的措施

2.3…………………………………………………………………………井下落物的处理

3井漏

3.1………………………………………………………………………井漏的原因和机理

3.2…………………………………………………………………………漏失层位的判断

3.3………………………………………………………………………………井漏的预防

3.4………………………………………………………………………………井漏的处理

4结论

致谢

参考文献

1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。

1.1卡钻事故

卡钻就是钻具失去了活动的自由,既不能转动又不能上下活动,这是钻井过程中常见的井下事故。

卡钻可以由各种原因造成,如粘吸卡钻、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、水泥固结卡钻等。

各种卡钻产生的机理不同,处理的方法也各异,所以当卡钻事故发生后,首先要弄清卡钻的性质,要像中医看病一样,通过各种现象及可能获得的各种信息察出病因,才能对症下药。

卡钻事故中,粘吸卡钻算是最简单的一种。

但在一种卡钻事故发生之后,往往又会诱发另一种卡钻,如在缩径卡钻、键槽卡钻、落物卡钻发生之后,由于钻柱失去了自由运动的能力,又会发生粘吸卡钻。

粘吸卡钻发生之后,由于处理不当,又会诱发坍塌卡钻。

所以在一种卡钻发生之后,要采取适当的措施防止另一种卡钻的发生,不要使其形成复合式卡钻,处理复合式卡钻的难度要大得多。

当卡钻事故发生之后,首先要考虑的问题是为顺利解除事故创造条件:

1必须维持钻井液循环畅通:

要防止钻头水眼或环空堵塞,因为一旦循环失灵,就失去了注解卡剂的可能,也很容易诱发井塌和砂桥的形成,而且要想从钻杆水眼内下爆炸松扣工具也很难下到预定位置。

2要保持钻柱完整:

因为如把钻柱提断或扭断,断点以下的钻柱便失去钻井液循环,由于钻屑和井壁坍塌落物的下沉,有可能堵塞钻头和钻柱水眼,或者在环空形成砂桥。

同时如果鱼顶正好处于大井径位置,打捞钻具时,寻找鱼头也非常困难。

3不能把钻具连接螺纹扭得过紧:

任何卡钻事故的发生,都有可能走到套铣倒扣的那一步,如果扭力过大,一则可能使母螺纹胀大,使钻具从中间脱开,二则扭力过大,造成了倒扣的困难,必然要迫使你去做许多无效的工作,甚至使事故无法继续处理下去。



1.2粘吸卡钻

粘吸卡钻,也叫压差卡钻,是钻井过程中最常见的卡钻事故（图1-1）。

最容易卡住的是钻铤,由于钻具失去了活动的自由,卡点可以逐渐上移,直至套管鞋附近。

一粘吸卡钻的原因:

井壁上有滤饼的存在是造成粘吸卡钻的内在原因,因为大多数钻井液是固、液两相流体,或者是固、液、气三相流体,其中的固相颗粒吸附在井壁上就形成了滤饼。

有人认为滤饼是由于钻井液的滤失造成的,没有滤失量就不会有滤饼,基于这种思维,他们总认为钻井液在砂岩中的滤失量大,才会形成滤饼,粘吸卡钻只能发生在砂岩发育井段。

其实不然,在裸眼井段内,不但砂岩有滤饼,泥页岩也有滤饼,而且要比砂岩井段的滤饼厚得多。

这是因为滤饼的形成有三种原因:

第一是吸附,钻井液中的固相颗粒吸附在岩石表面,无论砂岩、泥岩都有这种特性。

第二是沉积,钻井液在流动过程中,靠近井壁的流速几乎等于零,钻井液中的固相颗粒便沉积在井壁上。

泥页岩井段的井径要比砂岩井段的井径大得多,沉积作用更为显著,所以泥页岩井段容易形成厚滤饼。

第三是滤失作用,它加速了钻井液中固相颗粒在渗透性岩层表面的沉积。

同时我们也注意到,泥页岩也有滤失性,而且是亲水物质,可以被水浸润,只要是水基钻井液,即使滤失量等于零,这个浸润过程也无法停止。



1.2砂桥卡钻

文本文砂桥卡钻也叫沉砂卡钻,如图1-16所示,其性质和坍塌卡钻差不多,其为害较粘吸卡钻更甚。

一砂桥形成的原因

1.在软地层中用清水钻进时极易发生,因为软地层机械钻速快,钻屑多,而清水的悬浮能力差,岩屑下沉快。

尤其是用刮刀钻头钻进时,形成的钻屑粒径大,大者如鹅卵,小者如核桃,一旦停止循环时间较长,极易形成砂桥。

2.表层套管下得太少,松软地层暴露太多,套管鞋下部的井径太大,在平时循环时即积存了不少的岩屑,如果井内压力有波动,这些陈砂失去了支持力,就要下滑而形成砂桥。

测井作业经常在套管鞋附近遇阻,就是这个道理。

3.在钻井液中加入絮凝剂过量,细碎的砂粒和混入钻井液中的粘土絮凝成团,停止循环三、五分钟,即形成网状结构,搭成砂桥。

4.有些井机械钻速快,钻井液排量跟不上,钻井液中的岩屑浓度过大,一部分岩屑附于井壁,排不出来,一旦停泵,就容易形成砂桥。

在推广高压喷射钻井技术的过程中,有些人主张高泵压低返速,在理论上是讲得通的,但在实际施工中,却吃了不少苦头。

在胜利油田,以现有的钻井液技术,在东营组以上地层中钻进,Φ215.9mm钻头,钻井液排量小于28L/s,Φ220mm三刮刀钻头,钻井液排量小于32L/s,要想起出钻具来,是非常因难的。

5.改变井内原有的钻井液体系,或急剧地改变钻井液性能时,破坏井内原已形成的平衡关系,会导致井壁滤饼的剥落和原已粘附在井壁上的岩屑的滑移,而形成砂桥。

6.井内钻井液长期静止之后,由于切力太小,钻屑向下滑落,有的滑落速度快,有的滑落速度慢,有某一特定井段,岩屑浓度变得极大,但尚未形成具有一定抗压强度的砂桥,因此,钻头可以毫不费力的通过,但是,钻井液却返不上来。

遇到这种情况,如果钻具下入过多,开泵过猛,就帮助岩屑挤压在一起。

泵压越高,挤压得越紧,钻具活动就越困难。

7.有些井,施工时间很长,钻井液性能不足以抑制地层的坍塌,使泥页岩井段的井径变得很大,而砂岩井段却保持钻头直径。

钻井液上返至大直径井段,返速变小,靠近井壁的返速接近于零,大量岩屑就在此处沉积下来。

但这些堆集起来的岩屑,没有粘合性,在自然倾斜角以内,处于稳定状态,对于钻进和起下钻毫无妨碍。

可是此处的岩屑越集越多,当达到自然倾斜角以上时,稍有触动,即可垮塌,像雪崩一样,将下部井眼埋住。

这些岩屑和钻井液混合在一起,结构很疏松,所以下钻时可能遇阻,也可能不遇阻。

但开泵循环时,把岩屑挤压在一起,形成砂桥,钻井液返不上来,憋漏地层。

泵压越高,形成的砂桥越结实。

8.用解卡剂浸泡解除粘吸卡钻时,容易把井壁滤饼泡松泡垮,增加了解卡剂中的固体含量。

排解卡剂时,如开泵过猛,泵量过大,极易将岩屑与滤饼挤压在一起,形成砂桥。

9.钻井液被盐水污染后,极易破坏井壁滤饼而形成砂桥。

10.气体（空气、氮气、天然气、废气）欠平衡钻井时，遇到地层水，会发生钻屑润湿、泡包，当湿钻屑填充了环空时，形成泥环，会切断气流，严重时会发生卡钻。

1.3缩径卡钻

缩径卡钻,说通俗一点,就是小井径卡钻。

无论何种原因,钻头通过的井段,其直径小于钻头直径,均可造成卡钻。

这些小于钻头的井径,有些是缩径造成的,有些是原本就存在的。

缩径卡钻也是钻井工程中常见的事故