现代固井技术理论基础及现场经验.ppt

现代固井技术现代固井技术理论基础和现场经验理论基础和现场经验第三部分第三部分现代固井技术现场现代固井技术现场应用的基本保证应用的基本保证 （一）（一）（三）固井工程师如何面对固井应急情况（三）固井工程师如何面对固井应急情况（三）固井工程师如何面对固井应急情况（三）固井工程师如何面对固井应急情况1.1.固井工程师的应急观念固井工程师的应急观念2.2.应急情况的分析和处理应急情况的分析和处理1.1.固井工程师的应急观念固井工程师的应急观念 固井的紧急情况都是突发性的事故固井的紧急情况都是突发性的事故 固井是一次性的综合工程，因此紧固井是一次性的综合工程，因此紧 急情况可能随时发生。急情况可能随时发生。固井的紧急情况多发生在固井固井的紧急情况多发生在固井 过程的关键环节。过程的关键环节。固井工程师固井工程师 只要抓住固井的每一只要抓住固井的每一 个关键环节，是可以避免与处理的。个关键环节，是可以避免与处理的。2.2.五个关键环节五个关键环节2626种应急情况种应急情况的分析和处理的分析和处理1 1）下套管作业。）下套管作业。包括包括下套管速度循环泵速等；下套管速度循环泵速等；2 2）注水泥作业。）注水泥作业。包括注水泥泵速，释放胶塞，替泥浆泵速包括注水泥泵速，释放胶塞，替泥浆泵速 碰压等；碰压等；3 3）新设备的应用与工具问题；）新设备的应用与工具问题；4 4）特殊固井技术应用；）特殊固井技术应用；5 5）工艺技术缺陷及其操作失误等。）工艺技术缺陷及其操作失误等。1.1.下套管突然井漏下套管突然井漏（下套管作业）下套管作业）原因原因：下套管速度失控，激动压力增大下套管速度失控，激动压力增大 如某井如某井 3500m下下11-3/4”尾尾 管，计算速度管，计算速度:5.6min/根失控为根失控为0.5min/根。破裂当量由根。破裂当量由 2.25上升到上升到3.195.井漏发生了。井漏发生了。预防预防：严格执行下套管严格执行下套管 规则，按计算速度下套管规则，按计算速度下套管.2.套管下不到设计井深套管下不到设计井深（下套管作业）下套管作业）原因分析原因分析：沉砂过多，未坚持中途循环措施，正确的套管作业应是每下沉砂过多，未坚持中途循环措施，正确的套管作业应是每下300500m循环一次，清除泥砂。循环一次，清除泥砂。预防与处理预防与处理：1）下套管前适当提高泥浆粘度）下套管前适当提高泥浆粘度 2）问题产生后用低泵速循环问题产生后用低泵速循环 3）活动管柱活动管柱3.3.套管（或尾管）下到井底套管（或尾管）下到井底循环不通循环不通（下套管作业）下套管作业）原因：原因：泥浆结构已经形成；或泥浆结构已经形成；或 循环孔堵塞；或循环孔堵塞；或 管内掉东西。管内掉东西。预防与处理：预防与处理：1)下套管措施要严密下套管措施要严密 2)跟踪下套管，固井工程师不离开钻台跟踪下套管，固井工程师不离开钻台 3)上提下放，重新开泵上提下放，重新开泵 4)处理无效起出套管处理无效起出套管4.固井全过程井漏固井全过程井漏（下套管作业）下套管作业）漏失情况与原因分析：漏失情况与原因分析：1 1）下套管漏泥浆）下套管漏泥浆 泥浆塑性粘度高，下套管产生的激动压力压漏地泥浆塑性粘度高，下套管产生的激动压力压漏地 层层 2 2）循环泥浆漏失循环泥浆漏失 泥浆静切高，形成胶凝，开泵压漏地层泥浆静切高，形成胶凝，开泵压漏地层 3 3）注水泥漏失注水泥漏失 注水泥排量错误注水泥排量错误固井全过程井漏固井全过程井漏（下套管作业）下套管作业）4 4）替泥浆漏失替泥浆漏失 替浆泵速没有控制替浆泵速没有控制 5 5）有回流有回流 浮阀失灵，水泥浆回流浮阀失灵，水泥浆回流5.5.循环过程井漏突然发生循环过程井漏突然发生现象现象：循环漏失循环漏失原因：原因：地层破裂压力梯地层破裂压力梯 度低度低预防与处理预防与处理：掌握地层破裂压力，严格控制固井五大环节：掌握地层破裂压力，严格控制固井五大环节：套管下放速度、多次循环、开泵循环压力、套管下放速度、多次循环、开泵循环压力、注水泥泵速、替浆泵速注水泥泵速、替浆泵速6.6.循环过程井漏，出口泥浆气泡增多循环过程井漏，出口泥浆气泡增多现象现象：窜漏同时发生：窜漏同时发生 原因原因：地层空隙压力与破裂压力很接近。：地层空隙压力与破裂压力很接近。预防与处理预防与处理：1)下完套管后重新计算循环排量，或用低泵速循环。下完套管后重新计算循环排量，或用低泵速循环。2)紧急处理泥浆如固井前加防漏材料等紧急处理泥浆如固井前加防漏材料等7.7.开泵循环突然井漏开泵循环突然井漏（下套管作业）下套管作业）原因分析原因分析：下完套管后未用安全泵速循环泥浆量，下完套管后未用安全泵速循环泥浆量，循环泵速过高，产生激动压力压漏地层循环泵速过高，产生激动压力压漏地层。预防与处理：预防与处理：(1)低泵速开泵低泵速开泵 （2）下完套管后重新计算排量下完套管后重新计算排量 (3)永远不忘记循环泵压，用循环泵压控制永远不忘记循环泵压，用循环泵压控制 泵速泵速8.8.一开泵就堵漏斗一开泵就堵漏斗（注水泥作业）注水泥作业）原因分析原因分析：未按科学程序配制混合水。如果配方中的表面未按科学程序配制混合水。如果配方中的表面活性材料或分散剂加在粘稠材料之后，未能发活性材料或分散剂加在粘稠材料之后，未能发挥作用造成混合水不能使用，等等。挥作用造成混合水不能使用，等等。预防：预防：应使用科学混拌程序。应使用科学混拌程序。9.9.重复实验与中心化验室数据差别太大。重复实验与中心化验室数据差别太大。（注水泥作业）（注水泥作业）原因分析原因分析：1 1）现场材料与设计材料批号不一致）现场材料与设计材料批号不一致2 2）中心化验室所进行的设计未从现场取样）中心化验室所进行的设计未从现场取样10.固井刚开始固井刚开始,却发现混合水不能用却发现混合水不能用（注水泥作业）注水泥作业）原因分析原因分析:混合水受污染混合水受污染 混合水循环不均匀混合水循环不均匀 混合水延迟使用失效混合水延迟使用失效预防与处理：预防与处理：1 1）混合水一定要循环均匀）混合水一定要循环均匀 2 2）控制配完混合水到使用混合水的时间）控制配完混合水到使用混合水的时间 3)3)如果超过如果超过8hr8hr的混合水必须做老化试验的混合水必须做老化试验 4 4）出现这种情况，只有恢复套管循环）出现这种情况，只有恢复套管循环,重配混合水重配混合水.11.11.注水泥中停泵抢修后开不了泵注水泥中停泵抢修后开不了泵（注水泥作业）注水泥作业）原因分析：原因分析：1 1）井壁垮塌）井壁垮塌 2 2）管内外水泥堵塞）管内外水泥堵塞 3 3）管内水泥沉淀）管内水泥沉淀 4 4）大约）大约3030分钟后泵压上升分钟后泵压上升 处理方法：处理方法：1 1）水泥浆要做停泵安全试验，）水泥浆要做停泵安全试验，2 2）可通过活动套管，开泵循环）可通过活动套管，开泵循环 12.12.替完补空量替完补空量,突然井漏突然井漏（注水泥作业）（注水泥作业）原因分析：原因分析：替泥浆一开始井口无压力替泥浆一开始井口无压力(实际为负压实际为负压),随意提随意提高泵速，水泥快速下沉，替完补空量高泵速，水泥快速下沉，替完补空量,地层受到地层受到过大的激动压力而井漏。过大的激动压力而井漏。预防与处理：预防与处理：不能随意改变顶替计划。出现情况不能随意改变顶替计划。出现情况后及时调后及时调整泵速。整泵速。13.13.替泥浆刚开始，泵压直线上升，替泥浆刚开始，泵压直线上升，以至无法继续替泥浆以至无法继续替泥浆原因分析：原因分析：1）环空堵塞。注水泥后短暂停泵造成井壁跨塌环空堵塞。注水泥后短暂停泵造成井壁跨塌。2）下完套管后未循环或循环时间过短下完套管后未循环或循环时间过短，注完水泥一停，注完水泥一停泵，泥沙下沉，环空被堵塞。泵，泥沙下沉，环空被堵塞。2)替泥浆刚开始泵压直线上升，意味着替完补空量，替泥浆刚开始泵压直线上升，意味着替完补空量，而且补空量不多。而且补空量不多。3)预防与处理：预防与处理：4)1）要有足够的循环时间要有足够的循环时间5)2）如果使用清水作预冲洗液必须考虑地层的性质，如果使用清水作预冲洗液必须考虑地层的性质，可能导致井壁跨塌；对固相含量过大的泥浆不宜用可能导致井壁跨塌；对固相含量过大的泥浆不宜用过多的清水作预冲洗液。过多的清水作预冲洗液。14.14.替泥浆尚未碰压，现场试验替泥浆尚未碰压，现场试验早已到达稠化时间早已到达稠化时间（注水泥作业）注水泥作业）原因分析及处理原因分析及处理：混合水不均匀，造成个别水泥浆段稠化时间不一致，取样混合水不均匀，造成个别水泥浆段稠化时间不一致，取样做稠化时间时恰好取到这段水泥浆。但不是全段水泥浆不均做稠化时间时恰好取到这段水泥浆。但不是全段水泥浆不均匀，固井工程师不必过分当心，但替浆不许中断，实践证明匀，固井工程师不必过分当心，但替浆不许中断，实践证明一般水泥浆在流动过程不易出现闪凝。但已做过重复试验的一般水泥浆在流动过程不易出现闪凝。但已做过重复试验的水泥浆配方配制出来的混合水一定要循环均匀才能固井。水泥浆配方配制出来的混合水一定要循环均匀才能固井。15.15.注完水泥替不动注完水泥替不动此现象称为此现象称为“灌香肠灌香肠”可能原因：可能原因：1.混合水老化；混合水老化；2.钻井水氯根含量过高；钻井水氯根含量过高；3.混合水受污染；混合水受污染；4.环空堵塞；环空堵塞；5.注水泥前无循环泥浆或循环时间不够长。注水泥前无循环泥浆或循环时间不够长。预防与处理：预防与处理：1.排除上述问题排除上述问题2.如有条件立即组织套洗如有条件立即组织套洗16.起钻时发现起钻时发现钻杆突然刺漏钻杆突然刺漏（设备与工具）设备与工具）原因分析：原因分析：下套管前未检查钻杆质量；下套管前未检查钻杆质量；注、替泵压较高；注、替泵压较高；碰压过高；碰压过高；碰压后又增加压力对套管试压，造成钻杆疲劳损坏。碰压后又增加压力对套管试压，造成钻杆疲劳损坏。预防方法预防方法：下套管前检查钻杆质量下套管前检查钻杆质量,必要时，钻杆要探伤。必要时，钻杆要探伤。17.内管柱、常规套管固井后回流不止内管柱、常规套管固井后回流不止（设备与工具）设备与工具）原因分析原因分析：回压阀失灵回压阀失灵处理方法处理方法：蹩压候凝方法蹩压候凝方法 但必须掌握碰压前的最大压力，加压到但必须掌握碰压前的最大压力，加压到 碰压前的最大压力，不得超过，否则套碰压前的最大压力，不得超过，否则套 管鞋处无水泥。管鞋处无水泥。18.泥浆已超过设计替量仍碰不了压泥浆已超过设计替量仍碰不了压（设备与工具）（设备与工具）原因分析：原因分析：1）胶塞可能未释放胶塞可能未释放2）套管可能替空套管可能替空 预防与处理预防与处理1)释放胶塞，工程师一定要在场指挥。释放胶塞，工程师一定要在场指挥。2)替浆中途要落实水泥泵压力和记录仪有无显示，检替浆中途要落实水泥泵压力和记录仪有无显示，检 查挡销有无压紧感，如果判断不清可将泵效看作查挡销有无压紧感，如果判断不清可将泵效看作 100%宁可多留水泥塞而绝宁可多留水泥塞而绝 对不许替空。对不许替空。19.19.水泥头管汇断裂水泥头管汇断裂（设备与工具）（设备与工具）原因分析原因分析：1 1）碰压过高；）碰压过高；2 2）送井前水泥头未试压；）送井前水泥头未试压；3 3）管汇使用期过长，疲劳破坏）管汇使用期过长，疲劳破坏预防方法：预防方法：送井前水泥头要有试压记录送井前水泥头要有试压记录20.20.尾管悬挂器坐挂时，井口管汇断裂尾管悬挂器坐挂时，井口管汇断裂（特殊固井技术）特殊固井技术）原因分析：原因分析：液压式尾管悬挂器坐挂接头球座泵出压液压式尾管悬挂器坐挂接头球座泵出压 力严重超标。力严重超标。预防于处理：预防于处理：立即更换管汇，重新开泵完成作业程序立即更换管汇，重新开泵完成作业程序21.21.固井后固井后(大约大约1hr1hr)井口喷泥浆井口喷泥浆（工艺技术问题）（工艺技术问题）原因：原因：1 1）水泥候凝方法错误）水泥候凝方法错误 水泥浆初凝结构形成，静压降低较大，一小时左右，正是水泥浆水泥浆初凝结构形成，静压降低较大，一小时左右，正是水泥浆 柱静压降到水柱压力。只要环空静压小于地层压力，气窜就会形柱静压降到水柱压力。只要环空静压小于地层压力，气窜就会形 成井喷。成井喷。2）水泥浆类型不符合气层固井）水泥浆类型不符合气层固井预防预防：1）计算水泥浆失重效率）计算水泥浆失重效率，按程序加回压；按程序加回压；2）应选择防窜水泥浆体系；）应选择防窜水泥浆体系；3)立即关封井器。立即关封井器。22.22.双级注水泥工具双级注水泥工具 循环孔打不开循环孔打不开原因：原因：工具有缺陷工具有缺陷现象现象：泵压不上升。泵压不上升。处理：处理：可以通过射孔注水泥。注水泥时特可以通过射孔注水泥。注水泥时特 别要保证水泥浆密度，封住孔眼。别要保证水泥浆密度，封住孔眼。23.23.双级注水泥工具双级注水泥工具 关不住。关不住。原因：原因：工具缺陷操作失误工具缺陷操作失误 胶塞可能受损，泵压不稳定胶塞可能受损，泵压不稳定处理方法处理方法：1）超压关闭）超压关闭，一般双级注水闭压力比顶替压一般双级注水闭压力比顶替压 力高力高500psi;比工具额定工作压力高比工具额定工作压力高 500800psi.2）蹩压候凝）蹩压候凝24.24.尾管坐挂不成功尾管坐挂不成功原因：原因：1.井斜度过大，泥包划套井斜度过大，泥包划套2.悬挂器未认真检查，可能存在出厂缺陷悬挂器未认真检查，可能存在出厂缺陷。预防与处理：预防与处理：1.对悬挂器组装是否按后面对悬挂器组装是否按后面3要点组装要点组装2.或者将尾管坐到井底释放尾管下入工具或者将尾管坐到井底释放尾管下入工具3.或者起出尾管或者起出尾管尾管悬挂器组装三要害尾管悬挂器组装三要害（1 1）卡瓦条被岩屑卡死，可能使悬挂器坐挂不成功。卡瓦条被岩屑卡死，可能使悬挂器坐挂不成功。（预防的做法是用高温高压黄油包住卡瓦条）（预防的做法是用高温高压黄油包住卡瓦条）（2 2）下入工具与释放环的反扣接头扭矩过大可能使下入下入工具与释放环的反扣接头扭矩过大可能使下入 工具不能倒开。工具不能倒开。（成功的经验是人工并且是一人紧扣）（成功的经验是人工并且是一人紧扣）（3 3）回接套积砂，可能是下入工具不能释放的另一个主回接套积砂，可能是下入工具不能释放的另一个主 要原因。要原因。（有效的方法是对回接套灌些丝扣油）（有效的方法是对回接套灌些丝扣油）尾管固井成功的奥妙尾管固井成功的奥妙1.心中牢记尾管心中牢记尾管悬挂器组装悬挂器组装3 3要点要点;2.尾管专家尾管专家(操作工程师操作工程师)随时跟踪尾管作业下套管起就随时跟踪尾管作业下套管起就不离开钻台不离开钻台,直到处理完候凝直到处理完候凝;3.不论直井还是定向井不论直井还是定向井,坐挂前要使尾管处于坐挂前要使尾管处于 “活活”的状态，因为坐悬挂器是在此状态下进行的的状态，因为坐悬挂器是在此状态下进行的;4.掌握尾管上提和下放悬重数据便于使用。掌握尾管上提和下放悬重数据便于使用。25.25.尾管下入工具倒不开尾管下入工具倒不开原因：原因：工具组装扭矩过紧工具组装扭矩过紧泥沙进入回接套泥沙进入回接套操作不当操作不当预防：预防：反扣接头手紧（管钳单人上紧后倒松约半扣合适）反扣接头手紧（管钳单人上紧后倒松约半扣合适）弹簧室要塞满丝扣油或高压黄油弹簧室要塞满丝扣油或高压黄油 检查丝扣是否损坏检查丝扣是否损坏处理：处理：起出尾管起出尾管26.26.打完水泥塞探不到水泥打完水泥塞探不到水泥原因分析原因分析：1）可能过早探水泥塞）可能过早探水泥塞2）尾随水太多，未平衡水泥塞）尾随水太多，未平衡水泥塞3）受气侵）受气侵预防与处理预防与处理1 1）要有足够的候凝时间）要有足够的候凝时间2 2）要有防窜措施）要有防窜措施固井应急情况知多少固井应急情况知多少面对的态度应是：面对的态度应是：冷静、沉着、当机立断冷静、沉着、当机立断还有高度责任感。还有高度责任感。应急情况处理成功与否应急情况处理成功与否是对固井工程师心理素是对固井工程师心理素质的最好检验。质的最好检验。祝固井工程师成功地祝固井工程师成功地 解决固井应急问题解决固井应急问题谢谢谢谢 大家！大家！