钻井卡钻事故及处理.ppt

钻井常见事故与复杂 井下事故与复杂的原因 一 地质因素二 工程因素 地质因素 地层孔隙压力 地层破裂压力 地层坍塌压力 特殊地层 盐膏 软泥岩 沥青 的蠕变应力 火成岩 煤层 断层 裂缝 溶洞 特高渗透层 硫化氢 二氧化碳 工程因素 不严格执行设计 钻井液体系和性能不合适 违章操作 设备故障 管理工作薄弱 对于复杂情况处理不及时方法不得当 组织工作不善 停工时间过多 钻井周期过长 处理井下事故与复杂遵循的原则 安全的原则 设备 工具 技术方案 技术措施 人员素质 快速的原则 迅速地决策 迅速地组织 迅速地施工 工序衔接要有条不紊 灵活的原则 随机应变 及时调整方案 经济的原则 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 事故与复杂 复杂 井涌 井漏 轻度井塌 砂桥 泥包 缩径 键槽 钻具刺漏 地层蠕变 地应力引起的井眼变形 钻井液污染及有害气体溢出等 事故 卡钻 井喷 严重井塌 钻具或套管断落 井下落物 钻出新井眼丢失老井眼等 卡钻事故 卡钻是钻井过程中常见的井下事故 卡钻 就是钻头或钻具在井眼内被卡住而不能起下和转动的现象 类型 粘吸 坍塌 砂桥 缩径 键槽 泥包 干钻 落物 水泥固结 卡钻的首要工作 必须维持钻井液循环畅通 保持钻柱完整 不能把钻具连接螺纹扭的过紧 常用钻杆允许扭转系数 圈 m 卡钻事故 粘吸卡钻坍塌卡钻砂桥卡钻缩径卡钻键槽卡钻泥包卡钻落物卡钻干钻卡钻水泥卡钻 粘吸卡钻 只在压差作用下钻具被推向井壁并粘住 而不能活动 也叫压差卡钻 粘吸卡钻 一 粘卡的原因二 粘卡的特征三 粘卡的预防四 粘卡的处理五 处理粘卡的注意事项 一 粘卡的原因 内因 井壁上有滤饼的存在 外因 地层孔隙压力和钻井液液柱压力的压差存在 吸附 钻井液中的固相颗粒吸附在岩石表面 砂岩 泥岩 滤饼形成的原因 沉积 钻井液中的固相颗粒沉积在井壁上 泥页岩井段大于砂岩井段 容易形成厚滤饼 滤失作用 它加速了钻井液中固相颗粒在渗透性岩层表面的沉积 结论 只要有滤饼存在就有粘卡的可能 压差可使粘卡卡的更结实 有正压差存在可将钻柱压向井壁一边 进一步缩小了吸附面间的间隙 增强了吸附力 并进一步扩大了钻柱与井壁的接触面积 压差的存在 泥饼粘吸的发展过程 二 粘卡的特征 1 在钻柱静止状态下才能发生 2 卡点位置一般在钻铤或钻杆部位 3 粘卡前后钻井液循环正常 进出口流量平衡 泵压没有变化 4 粘卡后如活动不及时卡点有可能上移甚至移至套管鞋附近 特点 钻具上下活动困难 泵压正常循环畅通 一般卡在加重钻杆以下钻具 三 粘卡的预防 1 使用中性钻井液2 钻柱静止时间不许超过3 5分钟3 对阴离子钻井液要求有效好的润滑性 较小的滤失量 适当的粘度和切力 必要时加入润滑剂 活性剂 塑料球等减少滤饼的摩阻系数4 搞好固控工作5 没有高压层 坍塌层存在 做到近平衡压力钻进6 钻井液加重时 要用优质的加重材料均匀加入7 设计合理的钻具结构 特别是下部钻柱结构 三 粘卡的预防 8 如果钻头在井底无法上提和转动 将钻柱悬重的1 2 2 3压在钻头上 9 测斜前 最好短起下一次 测斜时 勤活动钻具 10 正常钻进时 决不能将方钻杆座在井口进行维修 11 指重表 泵压表 扭矩表必须灵敏可靠 12 保持良好的井身质量 直井防斜打直 斜井保证井眼轨迹平滑 13 钻柱中要带上随钻震击器 根据特殊井段选用 长期使用可能失效 出现负面影响 14 钻进 起下钻过程中要详细记录与钻头或扶正器相对应的高扭矩大摩阻的井段 并分析所在地层的岩性 四 粘卡的处理 强力活动钻具震击解卡浸泡解卡剂爆炸松扣套铣解卡填眼侧钻 浸泡解卡剂的施工步骤 求卡点位置 现场根据钻柱在一定的拉力下的弹性伸长来计算 依虎克定律 自由钻柱的伸长和拉力及钻柱的长度成正比 和钻柱的横截面积及钢材的弹性系数成反比 则公式表示为 移项得 式中L 卡点位置m F 上提拉力kN S 横截面积cm2 拉力作用下的伸长cm E 钢材的弹性系数2 1 105MPa 求卡点位置 一定的钻柱 S E均为定值 则上式改写为 式中K ES 称为计算系数常用钻杆 钻铤的计算系数可查工具手册 127mm的钻杆K 7150复合钻柱求卡点 根据钻具的外径和壁厚的不同 将钻柱分若干段 长度分别为L1 L2 L3 在一定的拉力下 伸长值分别为1 2 3 利用此式可分别求出1 2 3 求解卡剂用量 Q Q1 Q2 Q3 0 785 D2 d12 HK 0 785d22H Q3式中Q 解卡剂总用量m3Q1 粘卡段环空容量m3Q2 粘卡段管内容量m3Q3 预留顶替量m3K 附加系数 一般取1 2H 粘卡井段钻柱长度mD 钻头直径md1 钻铤或钻杆外径md2 钻铤或钻杆内径m 计算注入井内时的最高泵压 如果解卡剂密度与井浆相近 可不必计算如果解卡剂密度低于井浆密度 在顶替时有压差存在 即 p p1 p2 p1 0 01 1 2 h式中p 最高泵压MPap1 循环泵压MPap2 解卡剂与钻井液的液柱压差MPa 1 井浆密度g cm3 2 解卡剂密度g cm3h 解卡剂在钻柱内的液柱高度m 安全校核 使用与井浆密度相近的解卡剂 或确信井下没有较高的压力层及浅气层存在 则不必进行安全校核 若井下有较高的压力层及浅气层存在 且使用低密度的解卡剂 则必须进行安全校核 五 处理粘卡的注意事项 要使用可调整密度的油基解卡剂 注入解卡剂前 做一次钻井液循环周试验 确证钻具无刺漏 注入解卡剂前 必须在钻柱上或方钻杆上接回压凡尔或旋塞 浮阀 保持钻头水眼和环空畅通 如果一次浸泡 解卡剂用量过大 有引起井涌 井喷的危险时 可分段浸泡 浸泡解卡后 要不断活动钻具 断钻具后易形成粘卡 下打捞工具应能密封鱼头部位 粘卡的处理程序图 粘卡实例 基础资料表套 339 7 下深84m 技套 244 5 下深1970m裸眼 钻头直径 215 9 钻深2994 14m事故经过钻至井深2994 14m 接一档链条 将钻具提起21m 未及时下放活动 链条接好后 上提钻具由原悬重840kN提至1200kN 下放到零 循环过程发现泵压由16MPa降至8MPa 事故处理过程 1 注入解卡剂40m3 替钻井液时 泵压由12MPa降至10MPa 15分钟后发现井口有解卡剂返出 判断是钻具刺漏 循环短路经测试刺漏位置在1530m 2 原钻具倒扣 一次倒出钻杆1651 80m 将刺漏钻杆倒出 3 下 127mm公锥打捞三次 匀未成功 4 下 114mm公锥打捞 造扣后上提到1100kN 停3min 悬重下降到1000kN 活动数次后 恢复到原悬重840kN 开泵循环 泵压正常 事故解除 分析意见 钻具刺漏情况下不应注解卡剂 应测一个循环周确定刺漏位置 然后倒扣或爆炸松扣 将刺漏钻具提出 一次倒出钻杆1651 80m将刺漏钻杆倒出 纯属运气 同是 127mm钻杆其接头水眼是不同的 下井时应逐根丈量 记录在案 下什么打捞工具才心中有数 坍塌卡钻 坍塌卡钻是卡钻事故中性质最为恶劣的一种事故 处理这种事故的工序最复杂 耗费时间最多 风险性最大 甚至有全井或部分井眼报废的可能 在钻井过程中应尽量避免这种事故的发生 坍塌卡钻示意图 坍塌卡钻 一 地层坍塌原因二 井壁坍塌特征三 井壁坍塌预防四 井塌问题的处理五 坍塌卡钻处理 一 地层坍塌的原因 地质方面的原因物理化学方面的原因工艺方面的原因 地质方面的原因 原始地应力 地层的构造状态 岩石本身性质 砂岩 砾岩 砂砾岩 凝灰岩 玄武岩 泥页岩 流砂 淤泥 煤层等 泥页岩孔隙压力异常高压油气层的影响 原始地应力示意图 物理化学方面的原因 水化膨胀 表面水化 离子水化 渗透水化 毛细管作用流体静压力 工艺方面的原因 钻井液液柱压力钻井液的性能和流变性井斜与方位的影响钻具组合钻井液液面下降压力激动井喷引起井塌 二 井壁坍塌的特征 1 在钻进过程中发生的坍塌2 起钻时发生井塌3 下钻前发生井塌4 划眼情况不同 在钻进过程中发生的坍塌 轻微的坍塌 返出的岩屑增多 有许多棱角分明的片状岩屑 正钻地层坍塌 钻进困难 泵压上升 扭矩增大 钻头提起后 泵压下降至正常值 但钻头放不到井底 正钻层以上的坍塌 泵压升高 钻头提离井底后泵压不降 上提下放均遇阻 井口返出流量减少或不返 起钻时发生井塌 上起遇阻 下放也遇阻 且阻力越来越大 但不稳定 忽大忽小 钻具也可以转动 但扭矩增加 开泵时泵压上升 悬重下降 井口流量减少甚至不返 停泵时有回压 钻杆内反喷钻井液 下钻前发生井塌 塌落的碎屑没有集中 下钻时可能不遇阻 但井口不返钻井液 或钻杆内反喷钻井液 碎屑集中 则下钻遇阻 钻头进入塌层前 开泵正常 进入塌层后 则泵压升高 悬重下降 反出流量减少或不返 钻头提离塌层 则恢复正常 下划眼时 阻力 扭矩不大 但泵压忽大忽小 有时会突然升高 悬重随之下降 返出流量呈忽大忽小状态 有时断流 可以发现新塌落的带棱角的岩块 划眼情况不同 缩径造成的遇阻 岩层蠕动除外 经一次划眼即恢复正常 坍塌造成的遇阻 划眼时经常憋泵 别钻 钻头提起后放不到原来的位置 甚至越划越浅 比正常钻进困难的多 可能会划出一个新井眼 丢失老井眼 三 井壁坍塌的预防 1 采取适当的工艺措施2 使用具有防塌性能的钻井液 采取适当的工艺措施 设计合理的井身结构减少套管鞋以下的大井眼预留长度调整钻井液性能使其适应钻进地层保持钻井液液柱压力减少激动压力 设计合理的井身结构 表层套管应封掉上部的松软地层明显的漏层上部应用套管封隔同一裸眼井段内不能让喷 漏层并存 调整钻井液性能使其适应钻进地层 对于未胶结的砂层 砾岩层应使用钻井液有适当的密度和较高的粘度和切力对于应力不稳定的裂缝发育的泥页岩 煤层 泥煤混层 应使用钻井液有较高的密度和适当的粘度和切力 并尽量减少滤失量要控制钻井液的pH值在8 5 9 5之间可以减弱高碱性对泥页岩的强水化作用适当提高钻井液的矿化度 使之与泥页岩矿化度相当或稍高 减少渗透压 降低井壁周围泥页岩的含水量和孔隙压力 保持钻井液液柱压力 起钻时要连续的或定时的向进内灌注钻井液 保持井口液面不降或下降不超过5m停工时因有渗透性漏失 必须定时向井内补充钻井液钻柱或套管下部装有回压阀 要定期向管柱内灌入钻井液 每次必须灌满若管柱内外压力不平衡 停泵后立管有回压 不能放回水 也不能卸方钻杆接单根 减少激动压力 控制起钻速度 减少抽吸作用对于结构薄弱或有裂缝的地层 钻进时要限制循环压力 以免压漏地层严格控制通过裂缝地层的起 下钻速度 减少对地层的外力干扰下钻后及接单根后 开泵不易过猛 应先小排量开通 在泵压正常后再逐渐增加排量 若地层漏失 漏失量不可超过5m3 使用具有防塌性能的钻井液 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滤失高矿化度钻井液含有各种堵塞剂的钻井液阳离子和部分水解聚丙烯酰胺 四 井塌问题的处理 下钻过程 发现井塌应立即停止下钻 开泵循环通井或划眼 待井下情况正常后再恢复下钻起钻过程 发现井塌应立即停止起钻 开泵循环钻井液 待泵压正常 井下畅通无阻 管柱内外压力平衡后 再恢复起钻无论任何时候发现有井塌现象 开泵时均需用小排量顶通 然后逐渐增加排量 中间不可停泵井塌后必须通井划眼 在软地层中绝不能用钻头划眼 否则划出新井眼 循环时岩屑带不出来应采取如下办法 起钻前在坍塌井段注入一段高粘 高切钻井液 进行封闭 延缓坍塌 并使塌块不能积结成砂桥 加大钻头水眼 提高钻井液排量 洗井时可加入一段高粘 高切钻井液 清扫井底和井筒 使用高屈服值 高动塑比钻井液洗井 使环空保持平板层流状态 使用高浓度的携砂液洗井 五 坍塌卡钻的处理 可以小排量循环 必须控制进出口流量的基本平衡 稳定后逐渐提高粘度和切力 提高携砂能力 然后逐渐提高排量不能建立循环 则套洗倒扣 倒扣前最好先炸掉钻头或炸裂钻铤 在松软地层易采用长筒套洗 或采用带公锥或打捞矛的长筒套洗 使套洗与倒扣一次完成 较硬地层 宜减少套洗筒长度 套洗至扶正器时 下震击器震击解卡 坍塌卡钻 能循环钻井液 提粘切增排量 活动解卡 震击解卡 注解卡剂解卡 爆松套铣解卡 套铣倒扣解卡 侧钻 结束作业 坍塌卡钻处理程序图 憋泵 循环畅通 降排量提粘切 井下漏失 N N Y Y Y N N N N N Y Y Y Y N 坍塌卡钻实例 基础资料表套 外径 339 7mm 下深246 57m 裸眼钻头直径 215 9mm 钻深3307 62m 钻具结构 215 9mm钻头 177 8mm打捞杯 177 8mm回压凡尔 1778 mm钻铤129 83m 127mm3016 91m 事故发生经过 带回压凡尔下钻 未及时灌钻井液 下深3149m时回压凡尔挤毁 钻井液倒流 环空强烈抽吸 造成井壁坍塌 开泵泵压10MPa 井口不返钻井液 后改用小排量开泵 泵压5MPa井口仍然不返钻井液 测求卡点为井深500m 事故处理过程 用反螺纹钻杆倒扣至井深324 29m 倒扣困难 下外径 193 67mm套铣筒209m 套铣 倒出钻杆161 97m 鱼顶504 26m 下外径 193 67mm套铣筒209m 套完209m后发现鱼顶下移1m 铣鞋位置为714 26m下钻杆对扣 测卡点为1700m 小排量开泵 泵压由5MPa降至3 5MPa 井口返出 增大排量 泵压升至10MPa 又降至5MPa 排量增至30l s 泵压6MPa 卡点下移至3150m接地面震击器 震击12次 无效 泡解卡剂8m3 经4h 上提到1400kN 解卡 分析意见 如装有回压凡尔 必须定深向管柱内灌入钻井液回压凡尔挤毁 钻杆内有大量的气体和液体喷出 应开双泵向环空灌钻井液下部钻铤被粘卡 泡解卡剂是正确的 本井判断正确 发现鱼顶下移 立即对扣开泵 争取时间 顺利处理完事故 砂桥卡钻 沉砂 一 砂桥形成的原因二 砂桥的特征三 砂桥卡钻的预防四 砂桥卡钻的处理五 砂桥卡外的实例 软地层用清水钻进时 及易发生表层套管下的太少 松软地层暴露太多钻井液中加入絮凝剂过量机械钻速快 钻井液排量跟不上改变井内原有钻井液体系或急剧地改变钻井液性能时 破坏井内原已形成的平衡关系 井内钻井液长期静止施工时间长 钻井液不能抑制地层的坍塌 泥页岩井段的井径变大用解卡剂浸泡解除粘卡时 容易把井壁泥饼泡松泡垮 排解卡剂时 开泵过猛 泵量过大 一 砂桥形成的原因 大井径积砂成桥的过程 二 砂桥的特征 下钻时井口不返钻井液或钻杆内返喷钻井液在砂桥未完全形成以前 下钻时阻力逐渐增加 有时发生钻具下入而悬重不增加的现象起钻时环空液面不降 钻具水眼内的液面下降很快钻具进入砂桥后 在未开泵以前 上下活动与转动自如 开泵循环则泵压升高悬重下降 井口不返钻井液或返出很少钻进时 如钻井液排量小 或携砂能力不好 开泵循环时 钻具上下转动均无阻力 一旦停泵则钻具提不起来 三 砂桥卡钻的预防 最好不用清水钻进 无法循环则立即起钻 并连续向井内灌入钻井液 设备或钻头发生故障不能钻进时 将清水转换成泥浆 尽可能多的清除钻屑 然后才能起钻优化钻井液设计 满足巩固井壁携带岩屑钻进时 根据地层特性选用适当的泵量 起钻前要彻底循环 清洗井眼在胶结不好的地层井段不要划眼 起下钻循环钻井液时 钻头或扶正器处于该井段时不要转动钻具 以保护已经形成的泥饼 三 砂桥卡钻的预防 下钻时 发现井口不返钻井液或者钻杆水眼内返喷 应停止下钻 起钻时发现环空液面不降或钻杆水眼内返喷 则停止起钻 立即接方钻杆开泵循环 开泵时应用小排量顶通 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 如泵压升高应改变钻头位置后再开泵井径扩大率应控制在10 15 缩短钻井周期 三 砂桥卡钻的预防 在地层松软 机械钻速较快的时候 应适当延长循环时间 待钻屑举升到一定的高度并均匀分布后 再停泵接单根 接单根速度要快 开泵时应先小排量后大排量平稳开通要维持钻井液体系和性能的稳定排解卡剂时先用小排量开通 再逐步增加排量 未完全排出井口前 不能随意停泵 倒泵 裸眼井段钻井液静止时间不能过长 四 砂桥卡钻的处理 维持小排量循环 逐步增加粘度 切力 待情况稳定后再逐步增加排量 力争把循环通路打开若开泵时钻井液只进不出 钻具遇卡无法活动 应算准卡点位置 尽快从卡点附近倒开 在倒开以前 应下炸弹将钻头炸掉或将钻铤炸裂 砂桥在上部原钻具倒扣 砂桥在下部应用爆松倒扣的办法 一次将未卡钻具倒完 套铣倒扣解卡 套铣到扶正器后可接震击器震击解卡 砂桥卡钻处理程序图 五 砂桥卡外的实例 井深2395 56m事故经过 完钻电测后下钻通井 至870m时有软遇阻显示活动钻具后消除 下至2374 63m接方钻杆循环钻井液 钻具活动正常 但井口不返 憋漏钻井液80m3 决定起钻起至935 16m上提拉力达1200kN钻具卡死 事故处理经过 套铣倒扣 套铣四次倒扣十三次 共倒出钻杆582 28m 鱼长353 33m继续套铣至井深636 45m倒扣四次 倒出钻杆104 98m 计算鱼顶687 13m 鱼长248 35m 即从未套铣井段倒出50 68m 从井深636 45m套铣至687 13m 没有任何显示 继续套铣至710m 但速度很慢 决定起出套铣筒 下公锥找到鱼头 下弯钻杆带 220mm三刮刀钻头 仍然找不到鱼头 经电测证实 井深710m 井斜3度已套铣出新井眼决定停止处理 分析意见 1 下钻有软遇阻 应循环钻井液2 下钻一直到底是盲目的 开泵后 井口不返钻井液 应立即起钻 憋入80m3后起钻 为时已晚 3 在渤海弯地区明化镇 馆陶组地层中划眼 最容易划出新眼 而失去了老井眼4 找到老眼是完全可能的 贸然放弃是决策的失误5 用不超过60m的短筒套铣 延误了事故处理时间6 从未套铣段倒出51m钻杆后 应开泵循环 若循环不通 则上部仍有砂桥 起钻后决不能下套铣筒 缩径卡钻 小井眼 钻遇塑性流动地层及渗透好易形成厚泥饼的地层 使井径缩小 钻头通过困难而造成的卡钻 缩径卡钻是钻井工程中常见事故 比坍塌卡钻容易处理 缩径卡钻 缩径卡钻原因缩径卡钻特征缩径卡钻预防缩径卡钻处理缩径卡钻实例 缩径卡钻原因 砂砾岩缩径 泥页岩缩径 盐岩缩径 深部的石膏层 弯曲井眼 原已存在的小井眼 地层错动造成井眼横向位移 将大一级的钻头下入小一级的井中 钻井液性能发生了较大的变化 缩径卡钻特征 单向遇阻 卡点固定多数卡钻是在钻具运行中造成的 只有少数卡钻是在钻进时造成的开泵循环时泵压正常 进出口流量平衡 钻遇蠕动速率较大甚至是塑流状态的盐岩 沥青层 含水软泥岩时 泵压逐渐升高 甚至失去循环离开遇阻点则上下活动 转动正常 阻力稍大则转动困难下钻距井底附近遇阻有二种情况 一是沉砂引起 另一种是钻头在使用后期形成了小井眼 缩径卡钻特征 钻遇蠕变性地层 机械钻速加快 转盘扭矩增大 并有别钻现象 提起钻头后 放不到原位 划眼比钻进还困难 若蠕变速率较小 泵压没有多大变化 若蠕变速率较大 则泵压逐渐上升直至憋泵卡点是钻头或大直径工具 不可能是钻杆和钻铤 缩径卡钻预防 下钻头 扶正器或其它直径较大的工具时 应仔细丈量其外径 不能把大于正常井眼的钻头或钻具下入井内 使用打捞工具时 其外径应比井眼小10 25mm下入新钻头进入欠尺寸井眼时 应提前若干米划眼 不能一次下钻到底 一般划1 3个单根 下放钻具时不允许有30KN以上的遇阻 既使无遇阻显示 最后一个单根也必须划眼下放用牙轮钻头钻进的井段 下入金钢石 PDC及足尺寸的取心钻头时 遇阻不许超过50KN 缩径卡钻预防 取芯井段必须用常规钻头扩眼或划眼 连续取心井段 每取心50m左右 用常规钻头扩 划眼一次 下入外径较大的套铣工具和打捞工具时应控制速度慢下 决不允许阻力超过50KN强行下入 起 下钻时 切忌硬拔硬压 下钻划眼通过 起钻应倒划眼通过 扩眼钻进时 钻具下放速度要慢 防止插入小井眼而卡钻 针对研磨性地层 应选用保径钻头 而且钻头使用时间不能过长 缩径卡钻预防 控制钻井液滤失量及固相含量 钻遇特殊岩层 必须提高钻井液密度增大液柱压力 以抗衡围岩的蠕动或塑流 上提遇阻 倒划眼无效 起出钻具超过井一半可接扩孔器于钻柱中间 下钻至遇阻位置消除阻卡后再起钻 在钻柱中接随钻震击器 在复杂井段钻进 要简化钻具结构 钻进过程中定期的进行短起下 缩径卡钻的处理 下钻过程中遇卡应在钻具和设备的安全负荷限度以内大力上提 但决不能多压起钻过程中遇卡应大力下压甚至将全部钻具的重量压上去 但决不能多提钻进过程中遇卡只能多提或强扭用震击器震击解卡 缩径卡钻的处理 如果发现是缩径与粘吸的复合式卡钻 应先浸泡解卡剂 然后再进行震击缩径是盐层造成的 可以泵入淡水至缩径井段 以溶化盐层同时配合震击器震击泥页岩缩径卡钻 可以泵入油类和清洗剂或润滑剂 并配合震击器震击大力活动钻具与震击无效 则爆松倒扣和套铣倒扣 落鱼较少时 争取一次套铣到卡点位置 落鱼较长时 可分段套铣倒扣填眼侧钻 缩径卡钻处理程序图 缩径卡钻实例 基础资料表套 外径 339 7mm 下深645m裸眼 钻头直径 215 9mm 钻深3115m钻具结构 215 9mm钻头 203mm钻铤53 02m 177 8mm钻铤52 89m 127mm钻杆 正常起钻至1760 55m时突然遇阻 因多提而卡死 事故发生经过 事故处理过程 注原油15 6m3 柴油15m3 快T400Kg 配合地面震击 无效 注原油21 2m3 柴油12 5m3 快T400Kg 配合地面震击 仍无效 爆松倒扣 鱼顶1640 76m 鱼长125 79m 接入下击器对扣震击 仍无效 把震击器退出下入 311 1mm钻头扩眼到鱼顶位置 下 244 5mm套铣筒 套铣至钻头位置 下入下击器对扣 震击解卡 分析意见 钻具组合不合理容易遇卡缩径卡钻浸泡解卡剂无用起钻遇阻不能多提 一般限制不超过50 100KN可用带防掉矛的套铣筒 一次铣过钻头 不套铣钻头是不应该的 键槽卡钻 当井身质量差 出现全角变化率大时 钻杆接头靠着井壁旋转及起下钻刮拉下形成的键槽 起钻遇到大于钻杆接头尺寸的钻铤或钻头时就会发生卡钻 键槽卡钻 一 键槽的形成二 键槽卡钻的特征三 键槽卡钻预防四 键槽卡钻处理五 键槽卡钻实例 一 键槽的形成 键槽形成的主要条件是井身轨迹不是一条直线而产生了局部弯曲形成了狗腿 倾斜狗腿 方位狗腿 增斜狗腿 减斜狗腿 壁阶式键槽 键槽的形成过程 二 键槽卡钻的特征 一般发生在井身质量差 全角变化率大的井段只发生在起钻过程 钻杆接头偏磨严重 卡点固定 开泵循环正常 启动转盘困难 但只要下放钻柱脱离键槽则转动自如 三 键槽卡钻预防 钻直井时 要防斜打直 防狗腿 钻定向井时 尽量简化井身轨迹 多增斜 少减斜 保持井眼轨迹平滑 用套管封易产生键槽井段 套管鞋下少留口袋 起钻遇阻 绝不能强提 应反复上下活动 转动方向 活动无效 应倒划眼 井身质量不好 接键槽破坏器接随钻震击器 四 键槽卡钻处理 大力下压 或在全压的情况下 用泵压产生脉动 使钻具产生抖动 用下击器下击套铣解卡如果是石灰岩 白云岩地层 可用抑制性盐酸解卡 键槽卡钻处理程序图 五 键槽卡钻实例 基础资料表套 外径 339 7mm 下深204 53m裸眼 钻头 311 1mm 钻深2446 74m事故经过 钻至井深2446 74m起钻 起到1037 54m时突然遇阻 由悬重430KN提至900KN 反复上下活动无效钻具卡死 处理过程 注入原油10m3 浸泡24h无效 注入原油8m3 柴油5m3 浸泡27h无效原钻具倒扣一次 反螺纹钻杆倒扣两次 倒至井深856 23m扣紧难倒下外径 244 5mm套铣筒 在鱼顶部位无显示 误认为顺利套入 一直套铣至892m时有别劲 起钻检查 发现铣鞋外刃有擦痕内刃完好无损 证明铣筒是从落鱼旁边下去下光钻杆探鱼顶 证明落鱼在原地未动下外径 244 5mm套铣筒带开口引鞋试套 仍然找不到鱼顶填眼侧钻 分析意见 这是一次典型的键槽卡钻由430KN提到900KN无论什么原因都会卡死填眼侧钻方法欠妥 首先可以接下击器对扣下击 其次可在鱼顶上栽一截钻杆将鱼头引出键槽 套铣 泥包卡钻 就是软泥 泥饼 钻屑粘附在钻头或扶正器周围 或填塞在牙轮或刀片间隙之间 或镶嵌在牙齿间隙之间 把钻头或扶正器包成一个圆柱状活塞 使其在起钻过程中遇阻遇卡 泥包卡钻 一 产生泥包的原因二 产生泥包的特征三 泥包的预防四 泥包卡外的处理五 泥包卡钻实例 一 产生泥包的原因 钻遇松软而粘结性很强的泥岩时钻井液循环排量太小钻井液性能不好钻具有刺漏现象 二 产生泥包的特征 钻进时 机械钻速逐渐降低 转盘扭矩逐渐增大 泥包卡死牙轮 则有别钻现象 钻头或扶正器周围泥包严重 减少循环通道 泵压上升上提钻头有阻力起钻时 随井径的不同 阻力有所变化 一般都是软遇阻 阻力随着钻具的上升而增大 到小井径处才会遇卡起钻时 环空液面不降或下降很慢 或随钻具上升而外溢 钻杆内看不到液面 三 泥包的预防 要有足够的钻井液排量 在软地层中钻进 一定要维持低粘 低切的钻井液性能 最好使用刮刀钻头 控制机械钻速或增加循环钻井液的时间钻进时要经常观察泵压和钻井液出口流量有无变化 不能在连续遇阻或有抽吸作用的情况下起钻 边循环边起钻 四 泥包卡钻的处理 井底发生泥包卡钻 应开大泵量降低钻井液的粘度和切力 用最大能力上提或上击器上击 起钻中遇卡用钻具的重量尽全力下压 或用下击器大力下击 活动无力震击无效时用原钻具倒扣或爆松倒扣 套铣解卡 泥包卡钻 不能循环又有粘卡 则不可轻易倒扣 可在钻头以上爆破 钻头在井底时泥包卡钻处理程序图 钻头在中途时泥包卡处理钻程序图 五 泥包卡钻实例 基础资料表套 339 7mm外径 下深184 33m裸眼 钻头直径 250mm 钻深977 48m钻具结构 250mm钻头 244mm扶正器1 71m 177 8mm钻铤2 54m 244mm扶正器2 08m 177 8钻铤8 47m 244mm扶正器1 68m 177 8mm钻铤8 30m 244mm扶正器1 71m 177 8mm钻铤78 56m 127mm钻杆钻井液性能 密度1 05g cm3 粘度16S钻进参数 钻压160KN 转速120r min 泵量33g s 泵压10MPa 事故发生经过 钻至井深977 48m 上提方钻杆接单根 提起3m 发现遇阻 同时泵压由10MPa升至15MPa 停泵 改用一个阀的排量开泵经8min 不见钻井液返出井口 于是在次上提钻具 由原悬重366kN提至1500kN卡死 钻头位置974 48m 计算卡点为810m 地层是明化镇泥岩 事故处理过程 套铣倒扣 倒至947 46m 鱼长27 04m 下正螺纹钻杆对扣 提至1500kN 不动 将正螺纹钻杆退出 用直径 311 1mm钻头扩眼至鱼顶 用外径 273mm套铣筒套铣至钻头 下正螺纹钻杆对扣 提出全部落鱼 分析意见 循环时间短 排量小 不应上提 遇阻时应立即下放 可避免事故发生 钻具结构过于复杂 扶正器过多 可能是扶正器泥包 清水钻进 用单泵循环 是造成事故的主要原因 落物卡钻 处于钻头或扶正器以上的落物 由于井眼与钻柱之间的环形空间有限 较大的落物会像楔铁一样嵌在钻具与井壁中间 较小的落物嵌在钻头 磨鞋或扶正器与井壁的中间 使钻具失去活动能力 造成卡钻 落物卡钻 一 落物卡钻的原因二 落物卡钻的特征三 落物卡钻的预防四 落物卡钻的处理五 落物卡钻的实例 一 落物卡钻的原因 钻具断落井口落物井下落物井壁落物 二 落物卡钻的特征 钻进中有落物落在环空会有别钻现象 上提钻具有阻力 小落物有可能提脱 大落物则越提越死起钻过程遇有落物则会突然遇阻 落物位置固定 阻卡点也固定 若落物随钻具上下移动 则只能下放不能上提 阻卡点随钻头的下移而下移 下放无阻力时可以转动 上提有阻力时很难转动卡点一般在钻头或扶正器位置 较大的落物有可能卡在钻杆接头位置开泵循环正常 泵压 排量 钻井液性能无变化 三 落物卡钻的预防 定时检查所有的井口工具 大钳 卡瓦和吊卡起下钻或接单根时防止井口落物 钻具在井内 要使用工具时必须把井口围盖好 凡下井的钻具和工具必须进行仔细检查 尽量减少套管鞋以下的口袋长度 为了保证套管鞋处有高质量的水泥 防止水泥块破落落物阻卡 禁止硬提 应下放钻具在无阻力的情况下转动磨铣井底落物时 应定期提起钻具活动在悬重或泵压不正常时 不可从钻杆内投入测斜仪 钢球等物件 四 落物卡钻的处理 钻头在井底时 争取转动解卡在安全条件下尽最大力量上提用震击器上击起钻过程中 猛力下压至全部钻具的重量不许多提用震击器下击倒扣水泥块造成的卡钻 可泵入抑制性的盐酸来溶解水泥块并配合震击器震击来破碎水泥块套铣 落物卡钻的处理程序图 五 落物卡钻实例 基础资料 表套 外径 339 7mm 下深300 61m裸眼 钻头直径 215 9mm 钻深2945m钻井液性能 密度1 29g cm3 粘度34s 事故发生经过 钻至2945m 泵压不稳 下放加压时为13MPa 提起钻具时下降为9MPa 随决定投入测斜仪起钻 起钻后 发现钻铤连接螺纹刺坏 钻头和两根 177 8mm钻铤落井 鱼长18 21m 鱼顶为2926 79m 处理过程 下人 114mm公锥打捞 造扣后 用小排量开泵 泵压3MPa 上提1000kN解卡 当提出7m时有阻卡现象 提到1300kN公锥滑脱 再次打捞 提到原位置仍提不出来 提至1400kN 1700kN 钻具卡死 钻头位置为2937 17m 用三个阀开泵 泵压20MPa 上下活动并转盘扭动 57h后 有上下4m的活动范围 130h后钻具可以转动 但别劲很大 136h后 转动正常 138h后 可以正常上起 捞出全部落鱼 分析意见 提起钻具时 泵压下降4MPa 是钻具断落的最明显的标志 这种情况下 根本不能投入测斜仪 测斜仪落入钻铤旁边造成的卡钻 未粘卡测斜仪落井 打捞起钻就不能硬拔 能有7m的活动范围 就应在此范围内轻提轻压多转动 争取把测斜仪挤毁或挤入井壁 或把井径扩大 给钻头让出一条路来 干钻卡钻 钻头部位失去钻井液循环 钻头对岩石作功所产生的热量达到一定程度 使钢铁软化甚至熔化 钻头甚至钻铤下部在外力作用下产生变形 和岩屑熔合在一起造成的卡钻干钻卡钻是恶性卡钻 干钻卡钻 一 干钻的原因二 干钻的特征三 干钻的预防四 干钻卡钻的处理五 干钻卡钻实例 一 干钻的原因 钻具刺漏高低压管线之间的闸门刺漏或未关死钻井泵上水不好泵房与钻台工作配合不好有意识的停泵干钻 二 干钻的特征 若钻具刺漏 则在正常排量下 泵压逐渐下降 钻柱上部刺漏 泵压下降明显且幅度较大 下部刺漏 泵压下降到一定程度则不在下降 如泵上水不好 或管线 闸门刺漏 则泵压下降 返出量减少 井浆温度下降