井下故障案例分析課件

一、附圖是某井的生產(chǎn)管柱圖，下泵底部帶一個電子壓力計，目前用泵生產(chǎn)，正常生產(chǎn)過程中井底壓力約為5.0MPa。1、某一天操作人員在檢測井下壓力時，發(fā)現(xiàn)壓力計讀數(shù)忽高忽低不穩(wěn)定。試分析故障原因及處理辦法。2、這口井生產(chǎn)一段時間后出現(xiàn)欠載，第一次欠載后在井底壓力還有5.0MPa，往后欠載時后井底流壓出現(xiàn)越來越高現(xiàn)象，欠載越來越頻繁，甚至啟泵不到半小時就欠載，請分析原因并提出解決辦法？例題一參考答案（僅供參考）井下壓力出現(xiàn)波動有以下原因：數(shù)據(jù)傳出信號線沒插牢固；井下壓力計接線可能有破損；井下壓力計故障；電泵吸入口異常導(dǎo)致井下壓力波動；井下壓力計可能被砂埋住。處理方法，檢查接線是否接好，檢查壓力計接線的對地絕緣。分析油井油樣是否出砂。2、這口井生產(chǎn)一段時間后出現(xiàn)欠載，第一次欠載后在井底壓力還有5.0MPa，往后欠載時后井底流壓出現(xiàn)越來越高現(xiàn)象，欠載越來越頻繁，甚至啟泵不到半小時就欠載，請分析原因并提出解決辦法？出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能原因有：泵吸入口被堵??；電泵有問題或泵效變差；處理方法：檢查井下壓力計和泵是否正常，如果檢查設(shè)備沒什么問題很可能是泵吸入口被堵??；設(shè)備故障排除后可換上泵生產(chǎn)，看上泵生產(chǎn)是否正常，同時觀察井下流壓變化：如果井下流壓下降很快，且出現(xiàn)供液不足欠載現(xiàn)象，可以初步判斷這口井出砂嚴重，下泵出現(xiàn)砂埋，需要沖砂作業(yè)，下防砂管柱。如果生產(chǎn)比較穩(wěn)定，供液充足，井底流壓平穩(wěn)那么可初步判斷泵的入口堵塞或者泵效變差。解決方法:先洗井看能否把沖洗通，如果洗井后還不行，只能等檢泵作業(yè)處理。附件一：完井?dāng)?shù)據(jù)1）油層數(shù)據(jù)油組小層井段(TVD)m厚度m泥質(zhì)含量％孔隙度％含水飽和度％滲透率10-3μm2Ⅰ差油層892.9~902.46.832.829.053.2228油層902.4~914.011.120.132.344.5632水層917.8~951.327.16.637.187.24760Ⅱ疏松層964.7~972.37.629.633.719.02015上鈣層972.3~980.27.98.520.726.3624下鈣層980.2~999.919.77.121.733.2682致密層999.9~1000.70.803.61000.27水層1000.7~1010.39.6014.588.3271Ⅲ油層1019.8~1023.22.52.828.527.41361水層1030.6~1033.52.9038.510029442）射孔數(shù)據(jù)Ⅱ油組射孔數(shù)據(jù)Ⅱ油組射孔井段m厚度m斜深1097.0~1132.135.1垂深964.7~988.323.6Ⅰ油組上返射孔數(shù)據(jù)Ⅰ油組射孔井段m厚度m電測深度1011~101981002~10108990~9944孔密40孔/米，相位45/135°，發(fā)射率100%。附件二：測試數(shù)據(jù)如下附件三：管柱示意圖電潛泵常見故障分析處理故障內(nèi)容故障原因處理措施1、泵的排量低或等于零1、轉(zhuǎn)向不正確調(diào)整相序，使?jié)撚碗姳谜D(zhuǎn)2、地層供液量不足或不供液測動液面，提高注水井注入量；井下沙堵及時處理；加深泵掛深度；地層能量衰竭，換小排量機組3、地面管線堵塞檢查閥門及回壓，熱洗地面管線4、油管結(jié)蠟堵塞進行清蠟處理5、泵吸入口堵塞起泵進行處理6、管柱有漏失憋壓檢查，起泵處理7、泵或分離器軸斷起泵檢查并更換機組8、泵設(shè)計揚程不夠重新選泵，并更換機組2、運行電流偏高1、機組在彎曲井段上提或下放若干根油管2、電壓過高按需要調(diào)整電壓值3、井液粘度或密度過大校對粘度和密度，重新選泵，起井更換機組4、井液中含有泥沙或其他雜質(zhì)取樣化驗，嚴重的可改其他方式生產(chǎn)3、運行電流不平衡1、井下設(shè)備出現(xiàn)故障從接線盒處將電纜順時針調(diào)整一個位置，如控制柜顯示電流順次移動，則問題在井下電機或電纜；否則不平衡原因在地面2、電源或地面設(shè)備出現(xiàn)故障將變壓器初級繞組引線順次調(diào)整一個位置，如果控制柜顯示電流相應(yīng)移動，則問題在電源，否則故障點在變壓器4、機組不能啟動運轉(zhuǎn)1、電源切斷或沒有連接檢查三相電源、變壓器、控制柜及保險絲；檢查電閘是否合上2、控制柜控制線路發(fā)生故障檢查控制電源是否合適；檢查整流電路二極管是否損壞；檢查控制保險是否損壞3、地面電壓過低根據(jù)電機額定電壓和電纜壓降計算出地面所需電壓，調(diào)整變壓器檔位至正確值4、電纜或電機絕緣破壞或斷路測量井下設(shè)備的三相直流電阻和對地絕緣電阻，起泵更換機組5、砂卡或井下設(shè)備機械故障做方向起泵試驗，起泵進行修理6、油稠粘度大，死油過多，結(jié)蠟嚴重，壓井液未替噴干凈用輕質(zhì)油或水熱洗（溫度控制在電機極限溫度以下），然后再啟動某電泵井進行檢泵作業(yè)，該井為Y管分采井，帶過電纜封隔器和井下安全閥。洗壓井合格后，拆采油樹，裝防噴器組，萬能試壓1500PSIx10min,回接油管掛，解封過電纜封隔器后上提油管掛至鉆臺后發(fā)現(xiàn)井口有溢流，現(xiàn)場監(jiān)督?jīng)Q定啟動二次壓井作業(yè)，但現(xiàn)場泥漿泵卻無法啟動，現(xiàn)場只能接管線放空，經(jīng)緊急搶修后與6小時后啟動，開始壓井作業(yè)。（1）分析造成此次險情的原因（2）提出改進措施例題三某井砂面深度2000米，最大砂粒1.04mm，在水的自由沉降速度為0.094m/s,油井套管內(nèi)徑157.1mm，用2-7/8英寸油管清水正沖砂。求沖砂所需要的最低泵排量；當(dāng)泵排量為20m3/h時，請計算砂粒從井底上升到地面所需要的時間。例題四某井砂面深度2000米，最大砂粒1.04mm，在水的自由沉降速度為0.094m/s,油井套管內(nèi)徑157.1mm，用2-7/8英寸油管清水正沖砂。求沖砂所需要的最低泵排量；當(dāng)泵排量為20m3/h時，請計算砂粒從井底上升到地面所需要的時間。所需要的最低泵排量：

Qmin=3600×F×VminVmin=2×0.094=0.188m/sF=(D2-d2)×3.14/4=(157.12-732)×3.14/4=15190mm2=0.0152m2Qmin=3600×0.0152×0.188=10.15m3/h

當(dāng)泵排量為20m3/h時，液流的上升速度為：

V液=Q/3600/F=20/3600/0.0152=0.365m/s

砂粒從井底上升到地面所需的時間為：

t=2000/(0.365-0.094)=7380s=2小時3分例題四某油田A1井完井后，誘噴不活，試圖打開循環(huán)滑套再誘噴，開完滑套后工具回收到668米時，鋼絲從接近繩帽3-4米處斷開，造成開滑套工具串落井。該井剛完井結(jié)束立即進行注氮、抽吸等各種誘噴仍無法誘噴活，為此下入2.5”盲錘探得管柱液面深度在350米左右；決定開循環(huán)滑套擠柴油并再次注入氮氣的方法進行誘噴作業(yè)；在工具下井之前，已知油、套管液柱壓力不平衡的現(xiàn)象，一旦滑套被打開，環(huán)空的壓力將會突然涌進油管從而造成鋼絲工具串被沖頂，可能會造成井下事故的情況，但如果往油管里面灌液墊或給油管加壓都會使前面的誘噴工作前功盡棄即使打開滑套也難于奏效，因此，為了該井能盡早噴活保持原狀態(tài)打開滑套是最為有效和唯一的選擇。鋼絲作業(yè)前把套壓降至零，檢查并關(guān)閉采油樹的翼閥和放噴管匯。在開滑套時格外小心（已考慮到油、套管壓力不平衡的影響），在向下震擊第二次時工具懸重突然降低，此時意識到了工具串已被沖頂，上提時工具懸重過提了150LBS，繼續(xù)上提工具串至668米懸重突然從300LBS降到80LBS。初步判斷鋼絲被拉斷，工具串落入井中。起出檢查鋼絲已落入井中，還有兩處鋼絲被管壁磨傷的痕跡。斷口是被磨斷的，通過深度計數(shù)器的讀數(shù)判斷工具串上帶有大約3-4米鋼絲落入井里。（1） 請分析事故原因。（2）事故處理方案。（3） 類似事故預(yù)防措施。例題五（1） 請分析事故原因。油、套管液柱壓力不平衡，當(dāng)井下滑套被打開瞬間，環(huán)空的液柱壓力突然涌進油管，從而造成鋼絲工具串被沖頂，造成鋼絲打扭，強度變?nèi)?，上提鋼絲工具串時造成井下事故。（2）事故處理方案。1）下鉛模取資料，以確認魚頂情況；2）下盲錘砸鋼絲；3）撈落魚鋼絲；4）撈落魚工具串。（3） 類似事故預(yù)防措施。1）在鋼絲入井前檢查確認鋼絲合格。2）開滑套前平衡油、套管之間的壓力。3）開滑套時每次震擊的間隔時間適當(dāng)長些,以便滑套處于平衡位置時有充分的時間進行平衡。4）在不能確認油、套管之間的壓力平衡的情況下選擇下入防沖頂工具。例題五某電泵井泵的排量150方，楊程1500米，機功率91.5HP，額定電流45A,額定電壓1290V。欠載電流設(shè)置26A，過載電流54A這口從2011年1月份開始出現(xiàn)欠載，生產(chǎn)幾天左右就會出現(xiàn)欠載一次，為搞清楚欠載原因進行了產(chǎn)能測試。（見測試數(shù)據(jù)表）2011年1月22日12:30壓力計順利下至3056m，上提至3053m，17:16套壓恢復(fù)至1050psi，打開套管閥卸套壓，19:31以26/64"油嘴，開手動翼閥，19:48啟泵進行產(chǎn)能測試，電泵頻率為50Hz，中控開始記錄相關(guān)產(chǎn)能數(shù)據(jù)，并每四小時從測試管匯取樣分析含水。分析計算：1、 計算這口井的地層壓力系數(shù)？2、 計算產(chǎn)液指數(shù)？3、 在產(chǎn)能測試結(jié)束時泵的沉沒度大約多少？（在井底條件下密度按0.790算）？例題六某油田A3井是一口生產(chǎn)井，9-5/8〞套管完井的單層生產(chǎn)的油井，電潛泵生產(chǎn)井，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：① 套管：9-5/8”，47lb/ft② 油管：31/2”FOX，9.3lb/ft③ 油層及泵掛垂深：4593ft（1399.9m）④ 要求下泵后的日產(chǎn)液量（校正后的）999.45BPD（159方/天）⑤ 井底流壓：695Psi（48.65大氣壓）⑥ 地層液體密度略為1⑦ 井口壓力忽略不計⑧ g=10N/kg計算動液面高度：例題七某油田A3井是一口生產(chǎn)井，9-5/8〞套管完井的單層生產(chǎn)的油井，電潛泵生產(chǎn)井，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：① 套管：9-5/8”，47lb/ft② 油管：31/2”FOX，9.3lb/ft③ 油層及泵掛垂深：4593ft（1399.9m）④ 要求下泵后的日產(chǎn)液量（校正后的）999.45BPD（159方/天）⑤ 井底流壓：695Psi（48.65大氣壓）⑥ 地層液體密度略為1⑦ 井口壓力忽略不計⑧ g=10N/kg計算動液面高度：油管液柱壓力＝動液面液柱壓力+井底流壓即：H動＝H油-H井底H動＝1399.9－（48.65×10）＝913.4m（約等于900米）例題七某氣井在系統(tǒng)試井過程中，采用逐級縮小油嘴的方法進行測試，在完成最后一個工作制度的梯度測試后，上提工具串發(fā)現(xiàn)張力劇烈波動，最大至600lbs，當(dāng)拉力增至700lbs時，鋼絲被井下安全閥切斷（井下安全閥控制管線考克從接井時一直處于關(guān)閉狀態(tài)），測壓工具串及800余米鋼絲落井。鋼絲落井原因分析：在試井過程中，在大油嘴狀態(tài)下油井產(chǎn)量高、井口溫度高，隨著油嘴的縮小，產(chǎn)量及井口溫度隨之降低。由于井下安全閥控制管線上考克處于關(guān)閉狀態(tài)，井內(nèi)控制管線及井下安全閥中的液壓油體積收縮，使安全閥關(guān)閉，在沒有確認井下安全閥打開的情況下盲目增大拉力，導(dǎo)致鋼絲被閥板切斷，造成工具落井事故。如何避免：1、交接井后對液控管線上的閥門要進行開關(guān)確認；2、上提工具串遇阻時不要盲目增大拉力，先檢查井下安全閥是否打開；3、在作業(yè)期間縮短巡檢時間間隔，發(fā)現(xiàn)控制井下安全閥液控壓力降低，及時補壓。例題八某電泵井進行檢泵作業(yè)，該井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為：斜深：2301m；垂深：1197.32m；造斜段：360m~858m；最大井斜：74°；套管：7”；生產(chǎn)油管：2-7/8”EUEN80；過電纜封隔器斜深800m。洗壓井合格后，拆采油樹，裝防噴器組，萬能試壓1500PSIx10min,回接油管掛，解封過電纜封隔器，在36T-45T之間活動2Hrs，不能解封過電纜封隔器，繼續(xù)上提管柱至54T，指重表穩(wěn)住，管柱上移，有解封跡象，反復(fù)多次，上提懸重升至60.8T，此時，油管掛在萬能防噴器位置（現(xiàn)場分析封隔器已經(jīng)解封），為防止井噴后無法控制，上提至67.5T，提出油管掛，發(fā)現(xiàn)控制管線仍在油管掛上，但電纜已經(jīng)脫落，井口可看見電纜護罩,綁帶及電纜在下一根油管上。為防止電纜落井，造成復(fù)雜化，繼續(xù)起油管，取出井內(nèi)電纜，此時上提懸重為72T。停止起管柱，反擠壓井液憋壓，證明環(huán)空與地層不連通。停止作業(yè)，向陸地匯報現(xiàn)場情況，等待下步作業(yè)指令。正確的做法是怎樣？例題九某電泵井進行檢泵作業(yè)，該井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為：斜深：2301m；垂深：1197.32m；造斜段：360m~858m；最大井斜：74°；套管：7”；生產(chǎn)油管：2-7/8”EUEN80；過電纜封隔器斜深800m。洗壓井合格后，拆采油樹，裝防噴器組，萬能試壓1500PSIx10min,回接油管掛，解封過電纜封隔器，在36T-45T之間活動2Hrs，不能解封過電纜封隔器，繼續(xù)上提管柱至54T，指重表穩(wěn)住，管柱上移，有解封跡象，反復(fù)多次，上提懸重升至60.8T，此時，油管掛在萬能防噴器位置（現(xiàn)場分析封隔器已經(jīng)解封），為防止井噴后無法控制，上提至67.5T，提出油管掛，發(fā)現(xiàn)控制管線仍在油管掛上，但電纜已經(jīng)脫落，井口可看見電纜護罩,綁帶及電纜在下一根油管上。為防止電纜落井，造成復(fù)雜化，繼續(xù)起油管，取出井內(nèi)電纜，此時上提懸重為72T。停止起管柱，反擠壓井液憋壓，證明環(huán)空與地層不連通。停止作業(yè)，向陸地匯報現(xiàn)場情況，等待下步作業(yè)指令。正確的做法：1）緩慢逐級上提管柱，每增加5T，觀察3min；2）解封后，靜待15mins等膠筒恢復(fù)；3）緩慢將油管掛提至轉(zhuǎn)盤面進行觀察15mins，進一步檢查油井是否壓好；4）若出現(xiàn)井涌、溢流、氣泡現(xiàn)象等可打開井下安全閥進行正循環(huán)壓井。分析造成目前狀況的原因:1）違反過電纜封隔器解封操作規(guī)程（按正常操作規(guī)程進行電纜封隔器解封，應(yīng)該在每次提高噸位時靜止觀察3-5min，等待膠筒恢復(fù)。上提解封時最高提升拉力不能超過2-7/8”EUEN80油管的安全拉力65.75T。）2）封隔器未解封或解封后膠筒未恢復(fù)3）油管上提時超過安全拉力被拉長變形4）電纜老化或質(zhì)量問題例題九某井在修井作業(yè)時，壓井作業(yè)結(jié)束后，在起舊的生產(chǎn)管柱時，出現(xiàn)了井涌。修井前鋼絲測壓得本井油組壓力系數(shù)為1.01（6個月之前），使用油田注入水（SG1.03）壓井合格后，在后續(xù)作業(yè)過程中多次出現(xiàn)井筒不穩(wěn)定，井口“開鍋”，且井筒存在漏失，靜漏失速度0.5m3/h，循環(huán)井筒半周后上述現(xiàn)象仍未好轉(zhuǎn)，開始起鉆，每起5根油管后灌漿1次，起出150米管柱后泥漿回流槽出現(xiàn)溢流，司鉆發(fā)出井涌警報，井隊最終采取相應(yīng)措施后控制住局面，現(xiàn)場有15m3PRD暫堵劑及可配制SG1.08壓井液150m3。1、分析該井出現(xiàn)井涌的原因。出現(xiàn)井涌條件:1）井內(nèi)環(huán)形空間泥漿靜液壓力小于地層壓力;2） 井涌地層具有必要的滲透率以允許液體流入井內(nèi)。該井出現(xiàn)井涌的原因：1）起鉆時井內(nèi)沒灌滿泥漿;2）過大的抽汲壓力;3）泥漿比重不夠;4）循環(huán)漏失;2、處理和預(yù)防措施1）當(dāng)壓井液灌滿井筒從出口開始返出時，絕不能認為井已經(jīng)被壓住，還應(yīng)繼續(xù)循環(huán)；2）直到井口壓力和泵壓平衡，進口與出口液體排量相當(dāng)，比重幾乎不變，返出液體內(nèi)無氣泡；3）停泵觀察30分鐘以上，井口沒有壓井液外溢現(xiàn)象時，才能認為井被壓住了，否則不能急于抬井口進行起下作業(yè)；4）起鉆過程中應(yīng)保持井筒灌滿，起鉆速度不宜太快，避免發(fā)生抽汲壓力；5）如果情況持續(xù)惡化，根據(jù)現(xiàn)場材料向地層擠入一定量的暫堵劑和使用SG1.08壓井液重新壓井。某油田D17井在設(shè)計生產(chǎn)管柱時，下入Y型電泵生產(chǎn)管柱，以便于氣竄時卡氣。2001年初，該井套壓升高（為3.6MPa），且套壓閥長期開啟，已有氣竄征兆。該井由機采停泵后直接轉(zhuǎn)自噴生產(chǎn)，日產(chǎn)氣2萬方，氣油比120m3/m3。2001年4月份某天因油田關(guān)停該井關(guān)井，恢復(fù)生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)人員發(fā)現(xiàn)在清蠟閥和翼閥之間有間斷的金屬撞擊聲。D17井生產(chǎn)管柱圖（14#工作筒的堵塞器不帶鎖鍵）

分析是何物被沖到了井口：如何處理：例題十一分析是何物被沖到了井口：從管柱圖分析，因該井出氣量大，壓力高，可能將Y堵頭沖到了井口，撞擊采油樹壓蓋或翼閥和清蠟閥。Y堵頭只是下定位，即通過堵頭的臺階坐落在Y堵坐落接頭的臺階上，防止Y堵頭下行，但不能防止上行。電泵生產(chǎn)時泵出口（即Y堵頭以上）壓力高于泵入口（即Y堵頭以下）壓力，Y堵頭密封并不移位。當(dāng)轉(zhuǎn)自噴生產(chǎn)以后，由于該井地層壓力較高，泵出口（即Y堵頭以上）壓力低于泵入口（即Y堵頭以下）壓力，在此壓力作用下Y堵頭被沖到井口。如何處理：1）鋼絲作業(yè)鋼絲作業(yè)確認為Y堵頭脫落，并將其撈起2)隔離采油樹將其取出例題十一某井為電潛泵生產(chǎn)井，因電潛泵故障躺井，需要進行檢泵修井。在電潛泵修井時，需要進行壓井作業(yè)，該井躺井前下入1000m3/1500m電泵，生產(chǎn)平穩(wěn)后測試日產(chǎn)液944m3/d，產(chǎn)油345m3/d，含水63.5％，氣油比為180m3/m3，泵