钻井事故及处理

钻井事故及处理汇报提纲一、卡钻事故及处理二、井漏及处理三、钻具事故及处理四、落物事故及处理五、钻头事故及处理六、测井事故及处理七、套管事故及处理三、卡钻事故及处理（一）概述（二）井塌卡钻（三）沉砂卡钻（四）粘吸卡钻（五）缩径卡钻（六）键槽卡钻（七）泥包卡钻（八）落物卡钻正常钻进时，井内钻具处于运动状态。当井内条件恶化时，如井斜、缩径、泥包、井漏、井塌、井喷、钻井液性能恶化、岩屑堆积、落物、键槽等情况发生，将阻止管柱在井内正常运动，如起下钻时遇阻，上提绞车负荷增加，转动时转盘负荷增加，钻柱活动范围变小，严重时无法开泵，管柱卡死。由此可见，引起卡钻的原因是很多，后果也很严重。（一）概述卡钻在钻井中很容易发生，任何地区、地层、井段都有可能发生卡钻。不同地区，地质及钻井条件不同，卡钻原因、性质、程度不同。就某口井而言，卡钻有可能是以其中一种原因为主，也有可能是多种原因的综合。（一）概述根据卡钻的原因，卡钻可分为：井塌卡钻沉砂卡钻压差卡钻缩径卡钻键槽卡钻泥包卡钻落物卡钻（一）概述1.井塌原因造成井壁失稳有地质方面、物理化学方面、工艺技术方面的原因。（二）井塌卡钻1）地质方面的原因（1）岩性。如岩石未胶结或胶结不好，破碎带，节理发育等导致井塌。（2）存在原始地应力。井眼钻穿后，原始地应力释放，钻井液液柱压力无法平衡地层侧向压力，导致井塌。（3）存在异常孔隙压力。井内若出现负压差，且连通性较好，超过岩石强度的压差将岩石推入井内。（4）地层构造状态。构造作用使水平沉积岩发生变化，地层出现倾角。倾角增大，地层稳定性变差。（二）井塌卡钻2）物理化学方面的原因（1）水化膨胀。包括表面水化、离子水化、渗透水化。（2）毛细管作用。毛细管水运移削弱颗粒间、岩层面之间的联结力。（3）流体静液压力。滤液在静液压力的作用，进入地层，引起地层层面水化，强度降低，裂缝裂解加剧，从而导致井塌。（二）井塌卡钻3）工艺技术方面的原因（1）钻井液性能不合理，如密度、粘度、切力等。如末胶结地层、应力不稳定地层等。（2）钻井液液面下降，井内液柱压力降低，井壁失去足够的支撑而导致井塌。（3）排量不当。（4）底部钻具组合设计不当，导致环空间隙太小，起下钻易产生压力波动，导致井塌。（5）开泵过猛，管柱提放速度不当。（二）井塌卡钻（6）井段中同时存在水敏性地层及水层，若采用气体钻井，此时因气体对井壁的支撑力不足而产生井塌。（7）井喷引起井塌。（二）井塌卡钻2.井塌征兆1）钻井液的粘度、切力、密度、含砂量皆增高，泵压忽高忽低，有时会突然憋泵。2）井口返出岩屑量增多，砂样混杂，甚至出现大量的剥蚀掉块。3）起钻有遇卡现象，下钻下不到井底。井塌严重时，下钻堵水眼，开泵困难，憋泵甚至卡钻。（二）井塌卡钻2.井塌征兆4）划眼困难，有时发生憋钻、打倒车、接单根困难，反复划眼效果不大，甚至越划越浅，严重时可造成卡钻。5）钻井液性能不稳定，变化快，并且起下钻反喷钻井液。（二）井塌卡钻3．井塌的预防1）井身结构合理。（1）表层套管要封掉松软地层。（2）明显的漏层上部要用套管封住。（3）同一裸眼段，不允许喷漏并存。2）尽量减小套管鞋以下的口袋长度。口袋是下部岩屑的储藏所，易掉块。另排量偏低，易形成砂桥。（二）井塌卡钻3）选用流变参数合适、能与地层相适应的钻井液。（1）未胶结砾石层、砂层，密度适当，粘度及切力较高。（2）钻井液PH值控制在8.5-9.5之间。碱性越高，泥页岩水化能力越强。（3）混油。（4）适当提高钻井液矿化度。（5）促进有利于泥页岩稳定的离子交换作用。（二）井塌卡钻4）使用防塌钻井液。如油基钻井液、油包水乳化钻井液、硅酸盐钻井液、钾基钻井液、低失水高矿化度钻井液、含各种堵塞剂的钻井液等。（二）井塌卡钻5）留意管内外液面高度，保持静液柱压力。（1）起钻、停钻（有渗漏）回灌钻井液。（2）钻柱或套管底部装有回压凡尔时，要定期地向管柱内灌入钻井液。（4）管内外压力不平衡，停泵有立压，不能放回水，不能接单根。6）钻井液静止时间不宜过长。7）负压钻进，液柱压力大于地层坍塌压力。8）开泵不宜过猛，控制起下钻速度，减小压力波动。（二）井塌卡钻4．井塌卡钻的处理井塌以后，可能出现两种情况，一种是可以小排量循环，另一种则无法循环。对于前者，控制好进口流量与出口流量的基本平衡，在循环稳定之后，逐渐提高钻井液的粘度和切力，尽可能降低失水量，补加防塌剂，增强钻井液的携岩能力及防塌能力，把坍塌的岩块携带到地面。对于小排量可以循环但增加排量会漏失及无法循环这两种情况，则应采取套铣倒扣的方法加以解决。（二）井塌卡钻5．套铣倒扣解卡卡钻处理时，套铣倒扣解卡是常见方法之一，故有必要将套铣倒扣做简要介绍。1)作用遇到严重卡钻用其它方法不能解除且不能循环时，现场常用倒扣→套铣→倒扣的方法来取出井内全部或部分钻具。（二）井塌卡钻2)原理倒扣就是使转盘倒转，将井内正扣钻杆倒出。每次倒出钻杆的数量决定于井内被卡钻具丝扣松紧是否一致，通常希望从卡点处倒开。对卡点以下的钻具下套铣筒将钻具外环空中岩屑、落物等铣掉。套铣筒接在钻杆下面下入井内，套住井内钻具后再进行套铣，套铣一个套铣筒的长度后起钻，再下入反扣钻杆及倒扣捞矛或反扣公锥进行倒扣，如此反复，即套铣→倒扣→套铣→……，直到把井内全部钻具倒出。这是一种比较复杂的处理办法，费时较长。（二）井塌卡钻3)操作步骤（1）将卡点以上钻具重量全部提起（并稍大些），使卡点附近钻具既不受拉也不受压，然后倒转转盘，将钻具丝扣倒开提出。（2）若倒出的钻具没有达到卡点处，可在反扣钻杆下接倒扣捞矛或反扣公锥（必要时在公锥上面接安全接头），下到井内被卡钻具处造扣，然后上提，使卡点处钻具不力，再反转转盘倒扣，如此反复，直到将卡点以上钻具全部倒出，再进行套铣。套铣时选择铣鞋、铣筒的外径比井眼稍小，其内径要比钻杆接头外径大，套铣筒的长度根据实际工况而定。（二）井塌卡钻4)套铣倒扣解卡工具（1）铣鞋a.功用用来破碎地层或清除环空堵塞物。b.结构与取心钻头类似，呈环形结构，上有螺纹与铣管连接，下有铣齿，如右图所示。其结构有多种形式，根据套铣对象来确定。（二）井塌卡钻（2）铣管a.功用用以容纳井内钻具。b.分类铣管按有无接箍可分为有接箍铣管和无接箍铣管，有接箍铣管又可分为内接箍铣管和外接箍铣管。c.结构各种铣管结构如下图所示。（二）井塌卡钻（二）井塌卡钻（3）倒扣捞矛a.功用倒扣捞矛是对井下被卡钻具进行倒扣作业的一种专用工具。在倒扣打捞作业中使用该工具时，钻具可以不带安全接头，通过井上操作，可实现安全退扣。使用该工具打捞，比采用反扣公锥倒扣打捞成本低，不会引起像公锥断裂等复杂事故。（二）井塌卡钻（3）倒扣捞矛b.结构ZDM型钻具倒扣捞矛由矛体、胀心轴和胀扣套三部分构成，如右图所示。（二）井塌卡钻（3）倒扣捞矛c.工作原理矛体上部为反扣钻杆接头螺纹，矛体与胀心轴由螺纹联接，胀扣套就装配在胀心轴的外锥体上，胀心轴下部有引导锥，便于胀扣套与落鱼接头螺纹对扣，另外胀扣套在上提拉力作用下，可牢牢地抓住落鱼。若上部钻具为正扣，则工具上部也应为正扣。（二）井塌卡钻（3）倒扣捞矛d.操作方法（a）在倒扣打捞作业时，ZDM型钻具倒扣捞矛由反扣钻杆送入井下，若是双正扣钻具倒扣捞矛则与正扣钻杆联接。当引锥插入落鱼水眼之后，正转5～6转，使胀扣套与落鱼上部接头螺纹旋合。（b）上提钻具，胀扣套被胀心轴撑大，紧紧地与落鱼接头螺纹配合。上提拉力大小以要倒开钻具重量与打捞钻具重量之和为宜。（二）井塌卡钻（三）沉砂卡钻沉砂卡钻也叫砂桥卡钻，如右图所示。当井筒直径大小不规则时，钻井液往往在扩径处产生涡流而使所携带的钻屑下沉，在下面的缩径处聚集而形成的桥堵。（三）沉砂卡钻1.沉砂原因1）清水钻进时，钻井液悬浮岩屑能力差，岩屑下沉，形成砂桥。2）钻井液体系或性能发生了改变。原有平衡被破坏，井壁上的滤饼剥落，井壁上的岩屑滑移。3）絮凝剂加入过量。4）井内钻井液静止时间过长。5）井壁存在大肚子井段。（三）沉砂卡钻6）机械钻速与排量不匹配。7）气体钻井遇含水地层，岩屑在环空中形成泥球或泥环。8）循环解卡剂时，开泵过猛，泵量过大，易将解卡剂中的岩石颗粒（井壁泡松泡垮后溶解于解卡剂中）与滤饼挤在一起，形成砂桥。9）大斜度定向井在使用井下动力钻具时，在井眼低边易形成岩屑床，停泵时形成砂桥。10）钻柱在上部折断，造成钻井液循环短路。（三）沉砂卡钻11）钻井液被盐水污染后，极易破坏井壁滤饼而形成砂桥。（三）沉砂卡钻2.沉砂征兆1）下钻时井口不返钻井液或者钻杆内反喷钻井液。钻头进入砂桥以下，由于砂桥堵死了循环通路，钻井液不能从井口返出，而只能被迫进入钻头水眼从钻杆内返出或者被挤入松软地层中。2）起钻时环空液面不下降，但钻具内的液面下降很快。3）在钻进时，钻井液流量小或携砂能力不好，钻具上下活动、转动均无阻力，一旦停泵则钻具无法提出。（三）沉砂卡钻2.沉砂征兆4）气体钻井时，返出钻屑中有湿泥团，泵压升高，返出气体量减少甚至不返，起下钻具有阻力。5）开泵循环，则泵压升高，悬重下降，井口返出钻井液很少，甚至不返出钻井液。6）在砂桥未完全形成以前，下钻时可能不遇阻或者阻力很小，随着钻具的不断下入，阻力逐渐增加，出现钻具下入但大钩悬重不增加的现象。（三）沉砂卡钻3.沉砂的预防1）尽可能不用清水钻进。2）综合考虑喷射钻井、携屑、稳定井壁等，优化钻井液设计，形成坚韧低渗滤饼，以巩固井壁。3）维持钻井液体系及性能稳定。4）裸眼井段，钻井液静止时间不宜过长。5）松软地层机械钻速较快时，应适当延长钻井液循环时间。接单根的速度要快。开泵排量先小后大。6）胶结不好的井段不要划眼。7）控制井径扩大率(10%-15%)。（三）沉砂卡钻8）泵量要适当，既能保持井眼清洁，又不冲蚀井壁。9）含水地层，不宜用气体钻进。10）排解卡剂时，排量要先小后大，中途不要停泵。11）起下钻出现砂桥卡钻征兆时(下钻井口不返钻井液或钻杆水眼内反喷，起钻液面不降)，应停止起下钻，立即接方钻杆开泵循环，开泵时采用小排量顶通，然后逐渐增加排量，待环空畅通、钻柱内外压力平衡后，方可继续进行起下钻作业，以免砂桥被憋得越来越紧，卡死钻具。12）用解卡剂浸泡解卡，先小排量，再大排量。（三）沉砂卡钻4.沉砂的处理1）若用小排量可循环，应慢慢增加粘度、切力，再逐步增加排量，把循环通道打开。2）开泵时，若钻井液只进不出，钻具无法活动，应算准卡点位置，从卡点附近倒开，以免砂桥卡钻发展成粘吸卡钻。（三）沉砂卡钻4.沉砂的处理3）若砂桥在上部，最好先炸掉钻头或炸裂钻铤，然后进行倒扣、套铣，将砂桥解除，再下钻具对扣，恢复循环。如果砂桥在下部，应采用爆松倒扣的办法，一次将未卡钻具倒出，卡点以下钻具通过套铣倒扣、切割方法加以解决。4）沉砂卡钻若发生在起下钻过程中，此时钻头不在井底，若套铣，则落鱼可能下落。为此应立即对扣，活动钻具，尽可能在活动中解卡。（三）沉砂卡钻5.爆炸倒扣卡钻处理时，爆松倒扣、套铣解卡是常见方法之一，故有必要将其做简要介绍。1）作用用于处理卡钻事故。（三）沉砂卡钻5.爆炸倒扣2）原理首先测出卡点的位置，然后用电缆将导爆索从钻具内孔送到卡点以上第一个接头丝扣处，在导爆索中部对准接头的同时，将钻具卡点以上的全部重量提起，并给钻具施加一定的倒扣力矩，点燃爆索使其爆炸。导爆索爆炸时产生剧烈的冲击波及强大的震动力，足以使接头部分发生弹性变形，及时把扣倒开。同时，由于导爆索爆炸产生大量的热，使钻杆接头处受热，熔化其中的丝扣油，并产生塑性变形，也有助于卸开丝扣。倒扣后套铣、打捞。（三）沉砂卡钻5.爆炸倒扣爆炸倒扣方法具有安全、可靠、速度快、钻具一般不易破坏，不需要反扣钻具和打捞工具等优点，同时加快处理卡钻的速度，但要严格控制炸药量，并合理操作。1.粘吸卡钻原因粘吸卡钻也叫粘附卡钻、压差卡钻、泥饼卡钻。在正常的情况下，井壁上虽有泥饼，但只要钻柱同井壁接触面积小，机会少，时间短，钻柱所受径向压力几乎相等，不会压在泥饼上。由于实际井眼不会绝对垂直和规则，总有一部分钻柱与井壁接触，如下图所示。（三）粘吸卡钻（四）粘吸卡钻在接触处没有钻井液，没有钻井液