统54井气侵险情分析

1、统统5454井气侵险情处置井气侵险情处置分析与探讨分析与探讨川庆钻探长庆井控培训中心川庆钻探长庆井控培训中心内容提要内容提要一、基本情况一、基本情况二、事故发生经过二、事故发生经过三、处置情况三、处置情况四、四、问题探讨与问题探讨与事故原因分析事故原因分析一、基本情况一、基本情况一基本数据一基本数据 1 1、险情发生时间：、险情发生时间： 4 4、开钻时间：、开钻时间：20142014年年3 3月月1616日一开、日一开、3 3月月2121日日1 1二开二开 一、基本情况一、基本情况二井身结构二井身结构一、基本情况一、基本情况三井控设备三井控设备2FZ28-35 一、基本情况一、基本情况三其它

2、三其它周围没有注水井周围没有注水井 日常检查、验收查出隐患日常检查、验收查出隐患 1 1一具正压呼吸器气瓶开关手柄坏一具正压呼吸器气瓶开关手柄坏 2 2放喷管线固定松动放喷管线固定松动 3 3气动三连体漏气气动三连体漏气 4 4除气器未调试运转正常除气器未调试运转正常 5 5泥浆回收管线无地锚固定泥浆回收管线无地锚固定 6 6坐岗资料未填写齐全，电子坐岗本未使用坐岗资料未填写齐全，电子坐岗本未使用 7 7井控装置检查保养记录填写不全井控装置检查保养记录填写不全 8 8起钻铤、空井、下钻杆工况各起钻铤、空井、下钻杆工况各只进行一次演习只进行一次演习 9 9八通道主机显示故障，电路接触不良八通道主

3、机显示故障，电路接触不良 1010未按规定召开井控例会未按规定召开井控例会 二、事故发生经过二、事故发生经过2014年4月14日19:0019:00完钻井深完钻井深3530米米 地层马地层马4 完钻泥浆性能完钻泥浆性能 密度：密度：1.13 g/cm1.13 g/cm3 3粘度：粘度：65s 钻进时最高气测值钻进时最高气测值:24万万层位：石盒子层位：石盒子循环时间循环时间3小时小时 泥浆性能泥浆性能 密度：密度：1.13 g/cm3粘度：粘度：65s 完钻完钻电测后下套管前通井正常电测后下套管前通井正常 二、事故发生经过二、事故发生经过2014年4月19日1:0018:30 接方钻杆接方钻杆

4、单凡尔开泵单凡尔开泵正常返出正常返出 10分钟后泵压由分钟后泵压由7MPa上升至上升至15MPa 井口失返、套管卡死井口失返、套管卡死 下套管下套管 2922m二、事故发生经过二、事故发生经过2014年4月20日7:0012:00循环至循环至12:00下套管下套管12根遇阻根遇阻 23:00处理泥浆循环处理泥浆循环泥浆性能泥浆性能密度：密度：1.15g/cm3粘度：粘度：65s 二、事故发生经过二、事故发生经过2014年4月21日10:15 10:30 下套管下套管5根遇阻根遇阻接方钻杆循环至接方钻杆循环至11:30 二、事故发生经过二、事故发生经过2014年4月21日11:50下入下入2根套

5、管遇阻根套管遇阻至至12:30循环循环40分钟分钟 13:00下入下入5根套管遇阻根套管遇阻 套管下深套管下深3452.9米米地层：马家沟地层：马家沟余余5根套管到底根套管到底 二、事故发生经过二、事故发生经过2014年4月21日13:05 13:10 泵压降至泵压降至3MPa停泵发现出口不断流停泵发现出口不断流立即关井立即关井15分钟后求压分钟后求压立压立压0.5MPa、套压、套压2.4MPa二、事故发生经过二、事故发生经过时间时间工况工况备注备注4 4月月1414日日19:0019:00完钻完钻电测后下套管前通井正常电测后下套管前通井正常 （循环时间（循环时间3 3小时、钻井液密度小时、钻

6、井液密度1.13 g/cm1.13 g/cm3 3）？开始电测时间、电测完时间开始电测时间、电测完时间？通井开始下钻时间、通井下钻到底时间通井开始下钻时间、通井下钻到底时间？开始起钻时间、起钻完时间开始起钻时间、起钻完时间4 4月月1919日日1:001:00开始下套管开始下套管18:3018:30单凡尔开泵正常返出单凡尔开泵正常返出？ 1010分钟后泵压由分钟后泵压由7MPa7MPa上升上升至至15MPa 15MPa 井口失返、套管卡死。井口失返、套管卡死。 4 4月月2020日日7:007:0012:0012:00下套管下套管1212根遇阻根遇阻（2 2）处理泥浆循环至处理泥浆循环至23:

7、0023:00（钻井液密度（钻井液密度1.15 g/cm1.15 g/cm3 3 ）4 4月月2121日日10:1510:1510:3010:30下套管下套管5 5根遇阻根遇阻（3 3）接方钻杆循环至接方钻杆循环至11:3011:3011:5011:50下套管下套管2 2根遇阻根遇阻（4 4）循环至循环至12:3012:3013:0013:00下套管下套管5 5根遇阻根遇阻（5 5）下深下深3452.93452.9米，地层：马家沟（余米，地层：马家沟（余5 5根套管到底）根套管到底）13:0513:0513:1013:10泵压降至泵压降至3MPa3MPa停泵发现出口不断流，立即关井停泵发现出口

8、不断流，立即关井13:2513:25求压求压立压立压0.5MPa0.5MPa、套压、套压2.4MPa2.4MPa三、处置情况三、处置情况2014年4月21日13:25 14:30 停泵停泵观察井口不断流观察井口不断流关闭节流阀关闭节流阀5分钟套压分钟套压1.2MPa 三、处置情况三、处置情况2014年4月21日14:3515:40 四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析2014年4月19日18:30 接方钻杆接方钻杆单凡尔开泵单凡尔开泵正常返出正常返出 10分钟后泵压由分钟后泵压由7MPa上升至上升至15MPa 井口失返、套管卡死井口失返、套管卡死 4月20日7:00由于由由于由7MPa

9、上升至上升至15MPa憋漏地层憋漏地层造造成液柱压力下降成液柱压力下降长时间（长时间（12小时小时30分）活动套管分）活动套管抽吸抽吸四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析溢流的主要原因溢流的主要原因1 1、起钻时井内未灌满钻井液、起钻时井内未灌满钻井液2 2、井眼漏失井眼漏失 3 3、钻井液密度低、钻井液密度低4 4、抽汲抽汲5 5、地层压力异常、地层压力异常四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析抽汲抽汲 上提钻具时，由于钻井液粘附在钻具上提钻具时，由于钻井液粘附在钻具外壁上并随钻具上移，同时，钻井液外壁上并随钻具上移，同时，钻井液要向下流动，填补钻具上提后下部空要向下流动，填补

10、钻具上提后下部空间，由于钻井液的流动没有钻具上提间，由于钻井液的流动没有钻具上提得快，这样就在钻头下方造成一个抽得快，这样就在钻头下方造成一个抽汲空间并产生压力降，从而产生抽汲汲空间并产生压力降，从而产生抽汲作用。作用。四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析抽汲压力抽汲压力抽汲压力抽汲压力就是由于上提钻柱而使就是由于上提钻柱而使井底压力减小的压力井底压力减小的压力一般情况下抽汲压力一般情况下抽汲压力当量当量钻井液密度为钻井液密度为0.030.13g/cm3 四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析7MPa上升至上升至15MPa当量密度增加当量密度增加0.28 g/cm3 加原钻井液密

11、度加原钻井液密度1.13cm3 2922米处循环当量密度为米处循环当量密度为1.41cm3 地层时代地层时代地层破裂压力梯度（地层破裂压力梯度（MPa/mMPa/m）白垩系（志丹）白垩系（志丹）侏罗系上部侏罗系上部（安定、直罗）（安定、直罗）0.04200.04200.0470.047侏罗系下部（延安）侏罗系下部（延安）三叠系中、上统（延长）三叠系中、上统（延长）0.01400.01400.0160.016三叠系下统（和尚沟、刘家沟）三叠系下统（和尚沟、刘家沟）0.01350.01350.01400.0140上古生界（双石层、山西、太原）上古生界（双石层、山西、太原）0.01580.01580

12、.01980.0198下古生界（马家沟）下古生界（马家沟）0.01600.01600.01920.0192仅作分析参考仅作分析参考四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析2014年4月20日7:004月21日13:003452.9下套管下套管530.9米米耗时耗时30小时小时遇阻遇阻4次次每次遇阻不可避免要活动套管每次遇阻不可避免要活动套管抽吸抽吸从开始下套管算起从开始下套管算起井底已井底已静止静止约约60小时小时扩散气侵扩散气侵一般通过滤饼侵入井内的天然气量一般通过滤饼侵入井内的天然气量不大。但当滤饼受到破坏或不大。但当滤饼受到破坏或停止循停止循环时间很长时环时间很长时，侵入量会增大。，

13、侵入量会增大。 四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析天然气侵入井内的方式天然气侵入井内的方式岩屑气侵岩屑气侵钻开气层。钻开气层。置换气侵置换气侵钻遇大裂缝或溶洞。钻遇大裂缝或溶洞。扩散气侵扩散气侵 滤饼受到破坏或停止循环时间很长时，侵入量会增大滤饼受到破坏或停止循环时间很长时，侵入量会增大以上三种情况即使在井底压力大于地层压力时，天然气也会侵入井内。以上三种情况即使在井底压力大于地层压力时，天然气也会侵入井内。发生天然气气侵，可通过地面除气设备从钻井液中排除。发生天然气气侵，可通过地面除气设备从钻井液中排除。气体溢流气体溢流 井底压力小于地层压力。关井、压井。井底压力小于地层压力。关井

14、、压井。四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析2014年4月21日13:0513:10 泵压降至泵压降至3MPa停泵发现出口不断流、关井停泵发现出口不断流、关井中途遇阻循环情况中途遇阻循环情况循环位置循环位置循环时间循环时间备注备注292229221919日日18:3018:302020日日7:007:00（1212小时小时3030分）分）遇阻遇阻305430542020日日12:0012:0023:0023:00（1111小时）小时）遇阻遇阻330733072020日日23:0023:002121日日1010：1515（1111小时小时1515分）分）边循环边下边循环边下3362336

15、22121日日1010：303011:3011:30（1 1小时）小时）遇阻遇阻338433842121日日1111：505012:3012:30（4040分）分）遇阻遇阻3452.93452.92121日日13:0513:05开泵、开泵、13:1013:10泵压下降泵压下降遇阻遇阻四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析2014年4月21日13:10 泵压降至泵压降至3MPa、停泵发现出口不断流、立即关井、停泵发现出口不断流、立即关井15分钟后求压分钟后求压立压立压0.5MPa、套压、套压2.4MPa钻柱中未装钻具回压阀时关井立管压力测定钻柱中未装钻具回压阀时关井立管压力测定直接读取直接

16、读取借助曲线找出借助曲线找出钻柱中装钻具回压阀时关井立管压力测定钻柱中装钻具回压阀时关井立管压力测定不循环法不循环法循环法循环法四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析关井后立、套压为零关井后立、套压为零PTfPTi井内钻井液密度能平衡地层压力井内钻井液密度能平衡地层压力油气是通过油气侵进入的，且油气侵不严重油气是通过油气侵进入的，且油气侵不严重处理方法处理方法 保持原钻进时的排量、泵压，以原钻井液保持原钻进时的排量、泵压，以原钻井液敞开井口循环敞开井口循环, ,排除侵污钻井液即可排除侵污钻井液即可四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析关井后立压为零、套压不为零PTiPTfPa变化线

17、处理方法处理方法 必须在防喷器关闭的情况下，必须在防喷器关闭的情况下，通通过节流阀循环过节流阀循环，排除环空内受侵污的，排除环空内受侵污的钻井液。钻井液。 循环时一定要通过循环时一定要通过调节节流阀调节节流阀的的开启大小，控制立管压力不变。开启大小，控制立管压力不变。钻井液液柱压力能平衡地层压力钻井液液柱压力能平衡地层压力油气仍是通过油气侵进入的油气仍是通过油气侵进入的只是环空内的钻井液受油气侵污只是环空内的钻井液受油气侵污严重。严重。 四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析常规压井法常规压井法能关井、钻具在井底、能正常循环能关井、钻具在井底、能正常循环四、问题探讨与原因分析四、问题探讨

18、与原因分析常规压井法常规压井法能关井、钻具在井底、能正常循环能关井、钻具在井底、能正常循环四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析常规压井法常规压井法能关井、钻具在井底、能正常循环能关井、钻具在井底、能正常循环四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析非常规压井非常规压井 发生溢流、井喷时，若钻柱不在井底、井漏、空井、泥浆喷空、发生溢流、井喷时，若钻柱不在井底、井漏、空井、泥浆喷空、钻具堵塞等现象时，就不能进行正常循环，这时就要用非常规压井钻具堵塞等现象时，就不能进行正常循环，这时就要用非常规压井方法。方法。四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与

19、原因分析非常规压井法非常规压井法平衡点法平衡点法钻柱在井底钻柱在井底钻井液喷空钻井液喷空能关井能关井四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析非常规压井法非常规压井法置换法置换法井内无钻具或仅有少量钻具井内无钻具或仅有少量钻具钻井液已大部分喷空钻井液已大部分喷空能关井能关井hmaVVP10098. 0定量注入压井液定量注入压井液套压上升（不能超过最大允许关井套压）套压上升（不能超过最大允许关井套压）关井等待（气体上升到井口）关井等待（气体上升到井口）开节流阀缓慢释放气体开节流阀缓慢释放气体套压降到某一值（即泵入的压井液静液压力的增加值）后关节流阀套压降到某一值（即泵入的压井液静液压力的增加值

20、）后关节流阀四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析非常规压井法非常规压井法体积法体积法钻头不在井底钻头不在井底井内无钻具（空井）井内无钻具（空井）钻具水眼堵塞钻具水眼堵塞关井套压关井套压接近或超过最大允许关井套压接近或超过最大允许关井套压hmaVVP10098. 01 1、确定一个大于初始关井套压的允许套压值、确定一个大于初始关井套压的允许套压值P Pa1a1，再给定一个允许套压变化值，再给定一个允许套压变化值PaPa2 2、当关井套压由、当关井套压由PaPa上升至（上升至（P Pa1a1+ +P Pa a）从节流阀放出钻井液，使套压下降至）从节流阀放出钻井液，使套压下降至P Pa1a1

21、关井关井3 3、将放出的钻井液体积、将放出的钻井液体积V V换算成环空静液压力的减小值，即得套压增加值换算成环空静液压力的减小值，即得套压增加值4、当关井套压由、当关井套压由 Pa1上升至（上升至（Pa1+Pa+Pa1）MPa时，从节流阀放出钻井液，使套压下降时，从节流阀放出钻井液，使套压下降至（至（Pa1+Pa1）,关井。关井。直至气柱到井口再用置换法压井。直至气柱到井口再用置换法压井。四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析井漏情况下的井控技术井漏情况下的井控技术吊罐技术吊罐技术 “吊灌吊灌”技术技术是指在油气层钻井作业时，是指在油气层钻井作业时，发生井漏以后，静液面不发生井漏以后，静

22、液面不在井口采取在井口采取定时定量定时定量地向地向井内灌注钻井液，维持井井内灌注钻井液，维持井内动压力相对平衡，防止内动压力相对平衡，防止井喷的一项井控技术井喷的一项井控技术静液面静液面动液面动液面动动压压力力四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析井漏情况下的井控技术井漏情况下的井控技术吊罐技术吊罐技术 “吊灌吊灌”操作操作通常做法通常做法在静止观察情况下，每间隔在静止观察情况下，每间隔（510min）向井内入钻）向井内入钻井液井液12m3；起钻每个立柱起钻每个立柱灌入钻具体积的灌入钻具体积的2倍左右倍左右四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析漏速测定漏速测定间隔时间量第一次灌满井筒的灌入量第二次灌满井筒的灌入四、问题探讨与原因分析四、问题探讨与原因分析2014年4月21日13:25PTiPTfPa变化线求压求压立压立压0.5MPa、套压套压2.4MPa循环立管总压力计算循环立管总压力计算初始循环压力初始循环压力终了循环压力终了循环压力本案如何计算循环立管压力本案如何计算循环