粘卡事故、落物事故的原因、预防和处理.docx
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1、粘卡事故、落物事故的原因、预防和处理编写人:王守厚工程技术分公司 二00四年H-月3 .若钻具在井内,从环空中掉入落物,若掉在井径大的地方,留在壁阶上, 则起下钻无妨碍。若掉在井径小的地方则会对钻具的起下形成阻力,严重时会 造成卡钻,若落物正好在钻头以上,往往是上提遇阻,下放不遇阻,在正常情 况下,可以转动钻具,但是上提有阻力,转动也相当艰难。这种落物不一定是 从井口落入的,往往是从井壁掉下的,如坍塌的砾石、水泥块,岩石块等。4 .若有较大的落物落不到井底,而是贴在井眼中部,则下钻时会遇阻,转 动有蹩劲,起出钻头或者其他工具检查,会有明显的伤痕。四、井口落物及落物卡钻的预防1 .严禁将手工具螺
2、丝等杂物放到转盘上。2 .在井口使用手工具时盖好井口,严防工具掉井。3 .起下钻前检查好大钳(液压大钳)、卡瓦、吊卡等工具,有问题及时修好。4 .起下钻严禁违章操作,提升短节大钳紧扣,起下钻铤要卡好安全卡瓦等。5 .起出钻头,要迅速盖好钻头盒,严禁在井口转动钻头。6 .转盘、井架固定螺丝定期检查,带手工具上井架要栓保险绳。7 .凡下井的钻具或者工具必须是经厂内检验合格的产品,在下井以前还要 在井场进行子细检查。8 .尽量减少套管鞋以下的口袋长度(11.5米),同时要保证套管鞋处有 高质量的水泥环,防止水泥块掉落。9 .磨铳井底落物时,宜定期提起钻具活动,一方面防止磨碎的落物冲到磨 鞋上面造成卡
3、钻,一方面再将已经冲到磨鞋上面的碎物压到磨鞋下面去。10 .如果明知是落物阻卡,绝对禁止硬提,应下放钻具在无阻力的情况下 转动,因为井经并非规则的,当落物处于大井经时转动很轻松,甚至可以把钻 具起出。如无下放余地,就在原地转动,以便扩大井眼,当无憋劲时,再上提 12厘米,继续转动,如此耐心地操作,争取把落物磨小或者挤入井壁。11 .在悬重不正常或者泵压不正常的情况下,不可以从钻杆内投入测斜仪、 钢球等物件。12 .在裸眼特殊是在套管内进行磨铳作业,一定要选择好合适的磨铳工具 外经。五、井下落物的处理(一)在钻进中如何处理落物事故在钻井中发生落物事故,当落物小时,应用先慢后快转动钻具方法,将落
4、物挤入井壁,如因落物造成卡钻应根据不同致卡原因采取相应措施解卡。第9页共16页(二)钻过程中发现物体掉井的处理若是小物体掉井,可接方钻杆转动钻具,将落物挤入井壁,当上提下放旋 转无阻卡时,将钻具起完,再根据落物性质决定打捞方法。若钻具掉井,根据 钻具掉落情况打捞。(三)下钻过程中发现物体掉井的处理若是小物体掉井,可接方钻杆转动钻具将落物挤入井壁,当遇阻卡时,将 落物划到井底,若无异常可恢复钻进,若落物在井底,打不成钻,应起钻下打 捞工具打捞。如果是钻具倒扣落井,应接着下钻对扣打捞。(四)井内无钻具时,发现物体落井的处理根据落井物体的大小、形状决定接什么工具下钻探落物,下到井底处理, 如探不到落
5、物,应高速转动转盘把落物挤到井壁,起钻恢复正常。(五)处理井下落物时常用一把抓,反循环打捞篮,磁铁打捞器,磨鞋等。如 电测仪器落井,电缆断,应加工特殊工具处理。六、落物事故实例1、2000年桐21-22井,在准备回接套管前,起钻完把$ 203mm多片卡瓦 掉入井内,在打捞多次失败后,被迫下扶正器采用高转速把卡瓦打到井壁,损 失12小时。2、2001年桐43井,在起钻过程中,由于固定液压大钳的螺丝不紧,大钳 头掉出,使钳头销子落井,被迫下磨鞋处理,损失一天时间。3、2004年安63-43X井,在起钻时发现上提有阻力,而且钻杆有刻痕,后 在套管头处发现有一套液压大钳头,也不知是在什么时候掉进去的,
6、被迫把封 井器拆掉提起,而幸运的是把一套大钳头全部取出,钳牙也没有掉入井内,否 则后果不堪设想。粘吸卡钻、井下落物复习题引起粘吸卡钻的原因?1、壁上有滤饼存在是造成粘吸卡钻的内在原因。2、地层孔隙压力和钻井液柱压力的压差存在是形成粘吸卡钻的外在原因。二、粘吸卡钻的特性是什么?1、粘吸卡钻是在钻柱静止的状态下才干发生。2、粘吸卡钻发生后卡点位置不会是钻头,而是在钻铤或者钻杆部位。3、粘吸卡钻先后,钻井液循环正常,进出口流量平衡,泵压没有变化。4、发生粘吸卡钻后,如活动不及时,卡点有可能上移。三、简述怎样预防粘卡?1、停钻时要有专人活动钻具。2、钻井液性能符号设计要求。3、加强设备的检查、维修及管
7、理,保证在钻进过程中能正常运转。4、定向井、深井、复杂井在钻井液中加入润滑剂以降低摩阻。5、在保证井下安全的前提下,尽量采用低密度的钻井液,做到近平衡压力 钻井。6、使用好固控设备,降低有害固相的含量。四、发生粘卡后,在注入解卡剂前应如何处理?应正常循环,活动钻具,上提拉力应大于卡点以上钻具分量,但必须在钻 机负荷之内,其目的是避免卡点上移,住手活动时,应将卡点以上钻具分量 的一部份或者全部压上,使未卡钻具呈弯曲状态与井壁成点接触。五、怎样预防井口落物事故?1、严禁将手工具螺丝等物放在转盘上。2、井口使用手工具时盖好井口,严防工具掉井。3、起下钻前检查好大钳、卡瓦、吊卡等工具,有问题及时修理。
8、4、起下钻严禁违章操作,提升短节要大钳紧口,起下钻铤卡好安全卡瓦。5、起至钻头,迅速盖好钻头盒,严禁在井口转动钻头。6、转盘、井架固定螺丝要定期检查,带手工具上井架要栓保险绳。章节课题:第七章钻井事故学时:6学时教学目的:通过学习使学生认识到钻井事故给钻井带来的麻烦和损失,掌握各种事故的现象及早期 预防。教学重点:各种事故的现象及早期预防。教学难点:各种事故的现象及早期预防。教学方法:采用讲解法、对照法、举例法、画图。导入新课:钻井是一项隐蔽的地下工程,存在着大量的含糊性、随机性和不确定问题。由于对客观情况的认识不 清或者主观意识的决策失误,往往会产生许多复杂情况甚至造成严重的事故,轻者耗费大
9、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,在钻井过程中,处理复杂情况和钻井事故的时间, 约占施工总时间的6%8%, 一个拥有上百台钻机的油田,一年中就有68台钻机在做无用功。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,一旦碰到了这种问题往往会仓皇失措, 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 到这些问题则会心
10、中有数,采取正确的措施,往往可以化险为夷,转危为安,这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,一旦浮现异常情况时,思想上 会有一个正确的判断,行动上也会采取正确的措施。惟独这样,在大多数情况下,才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。讲授新课:第七章 钻井事故造成井下事故与复杂情况因素1、地质因素钻井的对象是地层,就是要揭穿地层深处的神奇。而地层结构有硬有软,压力系统有高有低,孔隙有 大有小,如果对这些情况没有足够的了解,
11、就难免要发生难以预料的问题。首先我们应该了解设计井的地 层孔隙压力、地层破裂压力、地层坍塌压力及一些特殊地层(盐膏、软泥岩)的蠕变应力,作为井身结构 和钻井液设计的主要依据。普通地说,在同一个裸眼井段内不能让喷、漏层同时存在,不能让蠕变层与漏 层同时存在。如果在井身结构上无法实现上述要求,而且高压层和蠕变层在漏层的下部,那就应对漏层进 行预处理,不能盲目向深部钻进。如果高压层或者蠕变层下部有低压层或者漏失层,那就只好把高压层或 者蠕变层用套管封掉。其次,对一些特殊地层如在一定温度、压力下发生蠕变的盐岩层、膏盐层、富含水 的软泥岩层、吸水膨胀的泥岩层、裂缝发育容易坍塌剥落的泥岩层、煤层及某些火成
12、岩侵人层都应有较详 细的了解,因为这些地层是造成井下复杂的主要源。同时对一些地质现象如断层、裂缝、溶洞、特高渗透 层的位置及硫化氢、二氧化碳的存在和含量也应有所了解。以上这些资料对打成一口井来说至关重要。但 地质部门所提供的比较详细的资料是油气层资料,而对工程上所需要的重要资料则提供不多,或者不够详 细,甚至有些数据与实际情况相距甚远,即使是已经开辟的油田,由于注水开辟的结果,地下的压力系统 变化很大,也很难以邻井的资料作为主要依据。这就使钻井过程往往不得不打遭遇战,于是复杂情且况 屡屡发生。2、工程因素由于钻井作业的隐蔽性、复杂性,所以“安全第一应作为钻井作业的主导思想。但是由于有些人思想
13、认识的含糊或者为某种片面的局部的利益所驱动,或者明知故犯,或者挺而走险,为钻井事故和复杂问题 的发生创造了条件。由于地质资料掌握不全不许,或者虽有可靠地质资料而未严格地按科学方法进行井 身结构设计,使同一段裸眼中喷、漏层并存,治喷则漏,治漏则喷。虽然下了套管但不装并控设备,或者 虽然装了井控设备但不讲求质量,一旦钻遇高压层,应急使用时,到处刺漏,甚至造成井喷失控。钻井液 体系和性能与地层特性不相适应,甚至片面强调节约钻井液处理剂,使钻井液性能恶化,造成裸眼井段中某些 地层的缩径或者坍塌。或者钻井液密度不合适,也会造成井喷、井漏或者井塌。操作不适当,下钻速度过 快会产生很大的激动压力,易将地层憋
14、漏。起钻速度过快会产生很大的抽吸力,易将油气层抽喷或者将结 构松软的地层抽塌,特殊是在钻头或者扶正器泥包的情况下更为严重。钻井设备发生故障,被迫住手钻具 的活动或者钻井液的循环,是发生井下事故的最普通最常见的因素。管理工作薄弱,有章不循,有表(指 重表、泵压表、扭矩表)不看,遇事不思,盲目决断,但求省力,不顾后果,起钻猛提,下钻猛压,遇 卡硬转,遇漏硬憋,这是造成井下事故的常见原因。处理井下事故与复杂情况原则:1 .安全的原则井下事故与复杂情况多种多样,处理的手段和使用的工具也多种多样。但这些工具和方法在正常钻井 过程中接触不多也不很熟悉。而且往往要采取一些强化措施如处理井下事故中拉、压、扭转
15、都要比正常钻 进时所用的力量要大得多。这些措施往往又强化到设备和工具所能承受的极限强度,稍有不慎就会造成新 的事故,甚至由井下事故引起设备事故或者人身事故。处理事故过程中,工序复杂,起下钻具次数频繁, 也增加了发生新事故的机会。如果造成事故套事故的局面,处理的难度就更大了,甚至无法继续进行处理, 导致前功尽弃。所以在处理井下事故与复杂情况的过程中,必须从设备、工具、技术方案、技术措施、人 员素质各个方面进行综合考虑,非但要考虑如何进攻,而且要考虑如何退守,凡事要留有余地,留有后路。2 .快速的原则一旦发生井下事故或者复杂问题,其情况会随着时间的推移而更趋恶化。所以在安全第一的原则下,必 须抓紧
16、时间进行处理,要迅速地决策,迅速地组织,迅速的施工,工序衔接要有条不紊。须知抓住了时机 就会化难为易,做到事半功倍;丧失了时机就会变易为难,只能落得个事倍功半,甚至劳而无功。但是, 随着井下情况的变化及人们认识的加深,部份修改或者全部修改原定方案的事是常有的,所以在确定第一 方案的同时要有第二甚至第三方案的考虑,早作准备。“凡事预则立,不预则废。”要争取以最快的速度见 到实际的效果。同时对从事作业的人员来说,旷日持久,劳师无功,必然会影响工作情绪,一个士气低落 的队伍是难以打攻坚战的。时间就是金钱,时间就是制胜的法宝,可惜这一点往往被人们所忽视。3 .灵便的原则处理井下事故和复杂情况是一个多变
17、的过程,很难有一个一成不变的方案。有时井下情况变了,人们的 思想认识也要随着改变。灵便机动,捕捉战机非常重要。要做到这一点最关键的是实时地掌握现场的第一 手信息,特殊是关键时刻的关键信息,有些信息稍纵即逝,很难捕捉到,有些信息普通人认为无所谓,而 聪明的工作者却可据此得出符合实际的认识,及时地调整方案,加速了处理过程。所以我们既要重视过去 的经验,又不拘泥于过去的经验;既要灵便机动,又不违反客观规律;既要斗胆思量,又要符合逻辑思维 程序。4 .经济的原则由于井下事故的复杂性,处理的难易程度相差很大,在目前技术水平下,有的事故没有处理成功的可 能性;有的事故虽有处理成功的可能性,但难度很大,需要
18、耗费相当多的物资和时间;有的事故初期看来 处理难度不大,但在处理过程中,井下情况却变得越来越复杂;有的事故用不同的方案进行处理会有不同 的经济效果。因此面对不同的情况,从各种处理方案的安全性、有效性、工艺的难易程度、工具材料费用、 占用钻机时间、环境影响等方面进行综合评估,在经济上合得来则干,合不来则止。此路不通,另走他路。 发生事故本已造成为了经济损失,处理事故的原则是把这种损失降到最低限度。钻井复杂情况主要有:井涌、 井漏、轻度井塌、砂桥、泥包、缩径、键槽、地层蠕变、地应力引起的井眼变形、钻井液污染及有害气体 的溢出等。钻井事故主要有卡钻、井喷,严重井塌、钻具或者套管断落、井下落物及钻出新
19、井眼丢失老井 眼等。一、井喷地层流体侵入井眼发生井涌,旦失去控制的现象。井喷的原因与溢流的原因相同。井喷的处理:地面灭火压井;打救援井压井。二、井漏及处理1、井漏的原因及类型(1)井漏原因井内钻井液液柱压力加大于地层破裂压力。地层破裂压力异常低,岩层孔隙度大、渗透性好,或者有裂缝、溶洞等;钻井工艺措施不当。如钻井液密度大、压力过高,或者开泵过猛以及下钻速度过快而造成井下压力 激动等。(2)井漏易浮现的地层松散的或者高渗透率的地层;天然裂缝性地层;诱导性的裂缝性地层;洞穴性地层。(3)井漏类型渗透性漏失:浅井段胶结疏松的砂、砾岩层。漏速不大,普通在10 m3 / h以内。裂缝性漏失:自然裂缝发育
20、的地层。有井下蹩跳、钻速加快等现象。漏速普通为20 100 m3 / h不等。溶洞性漏失:石灰岩地层(长期溶蚀有大溶洞存在)。会浮现钻具放空,钻井液只进不出。漏速普通在100 iw / h以上,属最严重的井漏。2、井漏的处理(1)渗透性井漏的处理。降低井下压差;降低钻井液密度,采用平衡钻井。适当提高钻井液粘度和切力,以增大钻井液流入地层空隙的阻力。在钻井液中加入桥堵剂。(2)裂缝性漏失的处理。注谷壳、锯末稠钻井液堵漏。对非油气层中的裂缝性漏失,注入水泥或者胶质水泥堵漏。对油、气层中发生的裂缝性漏失,采用注石灰乳钻井液对裂缝性油、气层进行暂时性封堵。(3)溶洞性漏失的处理。直接从井口投入大体积和
21、长纤维封堵物。采用欠平衡压力钻井技术。三、卡钻及处理卡钻:钻具陷在井内不能自由活动的现象。1、卡钻类型(1)沉砂卡钻接单根或者起钻卸开立柱后,钻井液倒返甚至喷势很大;开泵循环时,泵压很高或者憋泵;钻具上提遇卡、下放遇阻,旦上提下放越来越艰难,转动时阻力很大甚至不能转动。(2)井塌卡钻大块泥饼和小块地层脱落,换钻头后下钻不能到底;钻井液中携带有大块未切削的上部岩石;钻进中蓦地发生蹩钻,上提遇阻,泵压上升,憋泵甚至钻具不能转动等现象。(3)压差卡钻(泥饼粘附卡钻)当井下钻具静止不动时,在井下压差作用下,钻柱的一部份会贴于井壁,与井壁泥饼粘合在一起,静止 时间越长则钻具与泥饼的接触面积越大,由此而产
22、生的卡钻称为压差卡钻,也称为粘附卡钻或者泥饼卡钻。钻具无法上下活动或者转动,但能够开泵循环,且泵压正常稳定。原因:钻井液密度过大;失水量大,泥饼厚而疏松;泥饼粘滞系数大。过程:(图12a)表示钻柱接触井壁滤饼,发生吸附作用,此时有一个较小的接触面积。(图12b)表示在压差作用下,进一步将钻柱压向井壁,扩大了与滤饼接触的面积,吸附力量进一步 加强。(图12c)表示在钻柱不能活动的情况下,除已接触的滤饼面积外,在接触面的两边形成为了一部份 钻井液不能循环到的死区,随着时间的延长,大量岩屑和钻井液中的固相颗粒沉淀于此,又形成新的滤饼, 进一步扩大了钻柱与滤饼接触的面积。(图12d)表示,由于井径不规
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