井下事故與復雜的預防課件

長慶地區(qū)井下事故

與復雜的預防長慶項目經理部40580隊張連水井下事故與復雜的預防長慶氣田天然氣井特點

長慶氣田天然氣井目的層埋藏深、地層堅硬、可鉆性差、延長及劉家溝組井漏、工藝復雜，導致機械鉆速低、鉆具事故多、鉆井周期長。通過一年來在長慶地區(qū)的施工，簡要介紹一下長慶氣田地區(qū)鉆井井下事故復雜的預防。井下事故與復雜的預防一、表層鉆進防漏、防斜、防跨塌長慶氣田天然氣探區(qū)，點多面廣，地表構造復雜，南有較厚的黃土層，北有沙漠，東有石板層和卵石層，表層鉆進難度較大，針對不同區(qū)塊的特點，要有不同的應對措施。

井下事故與復雜的預防1、完善表層防漏、堵漏工藝

以預防為主，上有較厚黃土層時，配般土漿混入一定量的單封，進行一開鉆進，采用低泵壓、低排量、適當轉速鉆穿黃土層，堅持地面循環(huán)池循環(huán)控制鉆井液密度，以降低井內液柱壓力，及時觀察巖屑返出情況，進入石板層后如果井下不漏失可以適當調整水力參數，快速鉆完一開井深。如遇一開漏失嚴重甚至只進不出的井，可視黃土層厚度，采用φ444.5mm鉆頭擴眼，下如φ426mm導管封隔黃土層，導管下入深度要穿過黃土層厚度1~2m，固井。榆86井一開鉆進發(fā)生嚴重漏失，鉆井液只進不出，補下φ426mm導管60m，雖固井，但未能完全封隔黃土層（設計提示95m），鉆進中漏失繼續(xù)，采用強行鉆進的方法鉆至井深302m下套管。

井下事故與復雜的預防2、優(yōu)化鉆具結構、合理鉆進參數、控制表層井斜

防斜方面采用塔式鉆具組合，既φ346mm鉆頭+φ178mm鉆鋌+φ158mm鉆鋌+φ127鉆桿。針對上部黃土層，鉆頭水眼采用等徑組合的同時減小噴嘴壓降控制水利破巖。根據井下地層實際情況合理優(yōu)化鉆進參數，鉆上部黃土層采用吊打，最大鉆壓不超過100kn，每打完一單根認真劃眼1~2遍，并開鉆前用水平尺測量方鉆桿垂直度。鉆遇黃土與石板層交界時適當減小鉆壓，防止軟硬地層交錯造成井斜增加。加強井身軌跡監(jiān)測，每鉆進100m測斜一次，一旦井斜超標及時采取糾斜措施。井下事故與復雜的預防3、防跨塌北部沙漠和神木錦界地區(qū)，上部存在流沙層、易跨塌，為保證一開的快速、安全工作要下入導管，封隔流沙層，下入導管后最好固井，并且用鋼絲繩把導管拴在底座上，防止導管在鉆進過程中下沉。井下事故與復雜的預防二、井漏的預防處理工作1、井漏的預防井漏應以預防為主，盡可能避免人為的失誤而引起的井漏。

a、盡量降低鉆井液密度，認真搞好鉆井液固控工作，防止鉆井液密度自然增長。穿過高滲透地層時，應提高鉆井液的粘度和切力，降低濾失量，加強造壁作用，減少漏失的可能。

b、在易漏地層中鉆進，選擇合適的排量、泵壓、鉆速，下鉆、接單根時控制下放速度，防止產生激動壓力，壓漏地層。發(fā)現有微小漏失時應減小排量。

c、在鉆井液結構性較強的情況下，下鉆時應分段循環(huán)，開泵時排量由小到大，避開易漏地層開泵，防止憋漏地層。

d、在鉆穿易漏地層前，在鉆井液中加入堵漏劑如云母片、石棉粉、超細碳酸鈣、暫堵劑等，封堵細小裂縫和孔洞。井下事故與復雜的預防2、井漏的處理

發(fā)現井漏以后，要根據井漏的不同情況，采取不同的辦法進行處理。井下事故與復雜的預防1）小漏（滲透性漏失）的處理方法

a、停止鉆進，上提鉆頭至一定高度，最好是進入技術套管，讓下部鉆井液靜止幾個小時，待井口液面不再下降時，再下鉆恢復鉆進。因為鉆井液具有觸變性，漏失到地層的鉆井液，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。

b、如漏失量不大，可繼續(xù)鉆進，穿過漏層，利用鉆屑堵漏。

c、調整鉆井液性能，降低密度，提高粘度和切力，以減少或停止漏失。

d、在鉆井液中加如小顆粒及纖維質物質如云母片、石棉灰、石灰粉、暫堵劑等堵漏材料，在漏失的過程中進行堵漏。井下事故與復雜的預防2）大漏的處理方法大漏時鉆井液只進不出，遇到這種情況，如果裸眼井段很長，很可能會發(fā)生井塌，或在局部井段形成砂橋，在沒有井噴危險的情況下，首先應考慮的是鉆具的安全，此時應立即停鉆停泵，上提鉆具至套管內，如沒有套管，應一直起完，中間不可停頓，更不可試圖開泵循環(huán)。在上起的同時，要不間斷地從環(huán)空灌入鉆井液（在沒有鉆井液的情況下也可以灌入清水），以維持必要的液柱壓力，防止井壁過早的坍塌。常用的堵漏方法有井下事故與復雜的預防a、靜止堵漏：有些漏失，雖然只進不出，但并非大的裂縫、溶洞造成的，是由于壓差較大造成。當鉆井液漏入微細裂縫和孔隙之后，由于地層中粘土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堵住漏層。

b、單向壓力封閉劑堵漏：單向壓力封閉劑是采用短棉纖維或將某種木質纖維經化學和機械加工而制成的自由流動粉末，表面可被水潤濕，但不溶于水。在鉆井液中加入該劑（加量不低于３％）在正壓差的作用下，能有效地封堵砂巖、礫石層、破碎煤層及其他地層的微細裂縫和孔隙。但在負壓差的作用下，能自動解堵。

c、復合堵漏劑：即將不同粒徑的剛性顆粒、柔性顆粒、纖維物質、片狀物質按以定比例混合，加入高粘切高失水的鉆井液中，泵送到漏層位置堵漏。因為一般井漏后我們很難確定漏層的性質，若是裂縫性漏失，其裂縫寬度絕對不會失一致的，而混合型堵漏劑的適用范圍失比較廣泛的。

d、水泥漿堵漏：主要有自然平衡法和加壓擠入法。井下事故與復雜的預防

自然平衡法就是注人水泥漿后，井筒的液柱壓力大于漏層壓力，使水泥漿的２／３或３／４進入漏層，隨后井筒的液柱壓力與漏層達到平衡，在此平衡狀態(tài)下候凝以實現堵漏的目的。加壓擠入法就是如水泥漿不易進入漏層，可以增加環(huán)空壓力，促使水泥進入漏層?？梢杂醚h(huán)加壓法，注完水泥漿后，把鉆具提離水泥面５０m以上，然后循環(huán)鉆井液，利用循環(huán)時的環(huán)空壓耗把水泥擠入漏層縫隙。還可使用直接加壓法，注完水泥漿后關井口憋壓，把預計的水泥量擠入漏層，然后起鉆候凝，這種方法容易把水泥擠入漏層，但也容易發(fā)生卡鉆事故。間接加壓法，注完水泥漿后，首先把鉆具提離水泥漿面５０m以上，然后再關井擠水泥，這種方法比較安全，但水泥漿在井內靜止時間較長，有可能稠化，而難以擠入地層。井下事故與復雜的預防長慶地區(qū)劉家溝組地層壓力低，可鉆性差，為區(qū)域性大漏層，尤其是在子洲地區(qū)漏失嚴重，漏失層位在劉家溝組的中下部，屬于裂縫性漏失。榆65井鉆至井深1959m發(fā)生井漏，采用靜止堵漏，復合堵漏劑堵漏、水泥堵漏多次雖未能完全將漏層封堵住，但有效的減少了漏速，從開始每小時十幾方減少到每小時2方，順利完鉆。井下事故與復雜的預防三、各類卡鉆事故的預防

長慶地區(qū)地層堅硬、可鉆性差，卡鉆往往是坍塌卡鉆、砂橋卡鉆、縮徑卡鉆。井下事故與復雜的預防1、延長組與和尚溝組的沉砂卡鉆

榆65井，井深1352m，泥漿性能1.02g/cm334s15ml0/0.50.5%PH7，正常泵壓11Mpa，懸重54t，快速劃眼一次接單根，時間約5min，開2#泵正常，泵壓11Mpa，下放方鉆桿至轉盤面下2m時泵壓突然上升至20Mpa，同時將保險閥頂壞，副司鉆立即倒換閘門，使用1#泵，司鉆上提鉆具此時鉆具拉力逐漸增大，將單根卸掉，接上方鉆桿再開泵，憋泵20Mpa不降仍無效，反復活動鉆具，下放至0t，上提100t，施加扭矩7圈，無效，鉆具卡死，此時128#單根離轉盤面約5m，計算卡點1300m，此時泥漿性能為：1.03g/cm，34s，屬于清水聚合物鉆井液。經測卡點在井深1327m，僅鉆頭和一根鉆鋌被卡。井下事故與復雜的預防事故原因分析：泥漿屬于清水聚合物鉆井液體系，性能不達標，粘切不夠，不能有效的懸浮巖屑，致使巖屑不能完全帶出井底。從劃眼時返出的巖屑看，均為大掉塊，以紅色泥巖，灰色泥巖為主，且劃眼井段為延長組與和尚溝組交界處，此處劃眼困難，井徑擴大率大，此處發(fā)生跨塌并形成砂橋，也是造成沉砂卡鉆的一主要原因。司鉆操作不細心，開泵過猛，沒有及時發(fā)現泵壓異常，導致沉砂在泵壓和上提的雙重作用下壓實，鉆具卡死。井下事故與復雜的預防經驗教訓：做好泥漿性能監(jiān)測，監(jiān)督泥漿搞好日常維護，保證性能達標，有效攜砂。日常專人觀察巖屑返出情況，如返出不正常不允許盲目接單根、測單點和起鉆作業(yè)，及時通知泥漿做好處理工作，保證井下正常。要求班組人員每次接單根認真記錄懸重、泵壓及上提拉力變化，一有異常及時采取措施，防止事故發(fā)生。接單根要求上下劃眼1~2次，必要時充分循環(huán)后再接單根，接單根時晚停泵、早開泵，使巖屑充分懸浮，嚴禁一次將泵氣門合死，要緩慢開泵，密切注意泵壓變化，防止憋泵。延長組地層卡鉆到不用擔心粘吸卡鉆，主要因為鉆井液體系是物固相或低固相鉆井液，形成不了泥餅，在鉆進時搞好粘切，接單根多劃幾次眼，延長循環(huán)時間，就可以避免卡鉆。井下事故與復雜的預防2、取心井段及馬家溝地層防小井眼、縮徑卡鉆長慶地區(qū)氣探井多，取心多，取心多用φ215.9mm取心鉆頭，而井眼多為φ241.3mm，取心后的井眼與上部井眼尺寸不一至，如果下鉆忽視此問題很容易造成φ241.3mm鉆頭塞入φ215.9mm井眼中造成小井眼卡鉆。要杜絕這類事故的發(fā)生就要認真計算好取心進尺，凡是取心井段，不論鉆頭直徑如何，都應提前劃眼或擴眼，不能直接把鉆頭下入。井下事故與復雜的預防

雙八井鉆進到2396m，地層為馬家溝組，進行取心作業(yè)，之前使用φ215.9mmHA537G鉆頭鉆到2396m，起鉆正常，鉆頭磨損0.5mm。下入取心鉆具組合，取心鉆頭為φ215.9mm8441FQ202G，在下鉆至2390m遇阻，司鉆下壓20噸未通過，上提鉆具遇卡，最大拉力110噸，施加扭距5圈無效，懸重80噸，接方鉆桿循環(huán)正常，大力活動鉆具上提120噸解卡，后劃眼到底。鉆具被卡而能夠循環(huán)，這是典型的縮徑卡鉆，馬家溝地層巖性為褐灰色白云巖及泥質白云巖，易吸水膨脹，容易造成縮徑。而司鉆貿然下壓20噸也是犯了嚴重的錯誤，因為阻卡力和解卡力是不成比例的，更不是對稱的。建議以后進入馬家溝組應優(yōu)選有保徑的HAT537型鉆頭，并在起鉆前反復劃眼，保證井眼尺寸。井下事故與復雜的預防四、合理使用鉆具、減少鉆具疲勞破壞氣井由于井深、鉆具在工作中同時受到拉、壓、旋轉扭距、多種交變應力等的作用，鉆井施工中斷鉆具事故現象較頻繁。榆43-02井設計井身結構為：φ346mmx500m+φ273.1mmx500m+φ241.3mmx3180m+φ177.8mmx3175mm在本井的二開施工中鉆具組合采用：φ241.3mmBIT+φ178mmDC+φ127DP的組合方式，在施工中發(fā)生斷鉆具事故兩次，一次在φ178mmDC距母扣端6cm處斷裂，且鉆具刺壞嚴重，曾經一趟鉆檢查出壞鉆鋌9根。在以后的工作中由于φ178mmDC數量不足使用了φ158mmDC，具體鉆具組合為：φ241.3mmBIT+φ178mmDC+φ158mmDC+φ127DP此種鉆具組合刺斷鉆具情況仍未解決，但刺斷位置從φ178mm鉆鋌的母扣部位，移到φ158mmDC的公扣根部，說明這兩種鉆具組合均不能有效解決鉆具疲勞破壞問題。

井下事故與復雜的預防解決鉆具疲勞破壞問題主要有以下措施：堅持每口井開鉆前、中后期對使用的鉆鋌進行整體探傷，另外在鉆進過程中堅持密切觀察泵壓，發(fā)現泵壓下降，首先考慮鉆具問題，第一時間起鉆檢查鉆具，將壞鉆具排除，杜絕斷鉆具。在鉆具組合方面，可以考慮增加下部鉆具外徑，縮小下部鉆具與井眼的間隙，制約鉆具在旋轉過程中的擺動幅度，同時下部鉆具改變后，鉆具截面積大，剛度