井下復雜情況及事故處理

井下復雜情況及事故處理一、 異常高壓地層解釋1、 鉆進泥（頁）巖地層時，鉆進逐漸降低，氣測資料有異常顯示，特別是在鉆開或即將鉆開異常高壓層時更加明顯。2、 泥（頁）巖密度在一定范圍內呈趨勢性減小3、 泥（頁）巖井段指數(shù)或sigma值在一定范圍內呈趨勢性減少并偏離正常趨勢線。4、 地溫梯度不正常，出口鉆井液溫度明顯升高，梯度下降，并有明顯升高且持續(xù)30米以上。5、 計算機處理孔隙度呈趨勢性增大。6、 出口鉆井液密度相對減少，出口流量相對增大。7、 出口電阻率或電導率有明顯變化。8、 可能有井壁坍塌及蹩鉆卡鉆現(xiàn)象。二、 鉆井工程施工異常事件解釋1、 井深跳變——放空、鉆遇裂縫孔洞發(fā)育地層或高孔隙地層；溜鉆、頓鉆，深度系統(tǒng)出問題，沖井深。2、 鉆時顯著減小——鉆遇油氣水層，欠壓實地層，鹽巖層。3、 鉆時顯著增大——鉆頭磨損，地層變化。4、 大鉤負荷增大，鉆壓減小一井涌，井漏。5、 大鉤負荷減小，鉆壓增大一溜鉆，頓鉆。6、 大鉤負荷突然減小——鉆具斷落。7、 轉盤扭矩突然增大一井內復雜情況，卡鉆預兆，地層變化。8、 轉盤扭矩逐漸增大一鉆頭軸承或牙輪磨損。9、 轉盤扭矩大幅度波動——掉牙輪，轉盤機械故障。10、 轉盤轉速大幅度波動——掉牙輪。11、 立管壓力下降很快然后上升一鉆井液密度增大。12、 立管壓力緩慢下降——刺泵，刺鉆具，鉆井液密度變化。13、 立管壓力突然下降——掉水眼，井涌，斷鉆具。14、 立管壓力緩慢升高——鉆井液粘度增大。15、 立管壓力突然增高——水眼堵。16、立管壓力先升后降，起伏跳躍 井涌。17、 鉆頭時間成本增大一掉牙輪，掉水眼，水眼堵。18、 鉆頭時間成本減少——溜鉆。19、 指數(shù)、sigma指數(shù)減小偏離正常趨勢線一一鉆遇欠壓實地層。20、 入口流量穩(wěn)定，出口流量逐漸減小一氣侵、油侵、水侵，刺鉆具。21、 入口流量穩(wěn)定，出口流量起伏跳躍增大——井涌，井噴預兆。22、 入口流量穩(wěn)定，出口流量逐漸減小一微井涌。23、 泵沖正常，出口流量逐漸減小——刺泵24、 入口流量穩(wěn)定，出口流量大幅度下降或突然降為一嚴重井漏。25、 鉆進中池體積緩慢增加——微氣侵，油侵或水侵。26、 鉆進中池體積迅速增加1?3方——油侵，氣侵或水侵。27、 鉆進中池體積迅速增3方以上——嚴重氣侵，井涌、井噴預兆。28、 鉆進中池體積緩慢減少——微井漏，井眼容積正常增大。29、 鉆進中池體積迅速減少——嚴重井漏或完全井涌。30、 鉆進中池體積無變化一一機械鉆速很慢。31、 接單根后恢復鉆進時，池體積增加但穩(wěn)定在一定數(shù)彳一提鉆時的抽吸作用。32、 接單根后池體積減少，但穩(wěn)定一定值一由于正壓差鉆井液漏入地層。33、 起鉆時池體積增加——由于壓差或抽吸作用導致井涌，井漏。34、 下鉆時，池體積減少——在激動壓力下，地層漏失。35、 出口密度突然減小——氣侵、油侵、水侵、井涌。36、 電導率增大——鉆遇鹽水層，鹽水侵入。37、電導率減小 淡水侵入，油侵，氣侵。38、 出口溫度梯度增大一鉆遇欠壓實地層，油氣層。39、 巖屑中有金屬顆粒一鉆頭磨損或鉆具磨損或套管磨損。三、工程異常事件1刺鉆具立管壓力下降，泵沖增大；出口流量增大；鉆頭時間成本增大。2斷鉆具立管壓力緩慢持續(xù)下降；后突然降低；大鉤負荷突然減?。晦D盤扭矩減?。槐脹_增大;出口流量增大。3刺泵泵沖正常；立管壓力緩慢下降；出口流量減?。汇@時增大；鉆頭時間成本增大。4掉牙輪轉盤轉速大幅度跳躍并增大；鉆盤轉速劇烈波動；鉆時顯著增大，鉆頭時間成本增大，巖屑中可能有金屬微粒。5掉水眼立管壓力下降并穩(wěn)定在某一數(shù)值上，泵沖增大，鉆頭時間成本高。6水眼堵立管壓力升高，出口流量減小，泵沖下降，鉆時增大，鉆頭時間成本增大。7鉆頭曠動嚴重壽命總結轉盤扭矩瞬間出現(xiàn)增大尖峰，并呈加大加密趨勢；轉盤鉆速嚴重跳動；鉆時明顯增大，鉆頭時間成本增大，巖屑中可能有金屬顆粒。8溜鉆井深突然跳變，大鉤負荷突然減小；鉆壓突然增大；轉盤扭矩增大；鉆時減小，鉆頭時間成本減小。9卡鉆大鉤負荷增大；轉盤扭矩增大；出口流量減小。10、轉盤機械故障轉盤扭矩大幅度波動，其他參數(shù)正常。四、可能引發(fā)惡性工程事故的地質異常情況1、異常高壓地層實時參數(shù)：鉆時大幅度減小，dc指數(shù)減小，偏離正常線；出口流量增大，總池體積增加，轉盤扭矩增大。遲到參數(shù)：氣測值升高，單根峰明顯，起下鉆密度減小，粘度增大，地溫梯度增大，泥頁巖密度間歇減小，巖屑形狀呈碎片狀，多角狀和尖銳狀?？赡芤l(fā)的工程事故：井涌、井噴、井塌、卡鉆、埋鉆。2、井涌實時參數(shù)：鉆時突然減小或伴隨放空，平均鉆時大幅度減小，立管壓力突然大幅度跳躍，或出現(xiàn)先升后降的微變過程，出口流量起伏跳躍并迅速增大總池體積迅速增加，大鉤負荷增大。遲到參數(shù)：氣測值大幅度升高，單根峰極為明顯，鉆井液密度減小，粘度升高，電導率增大或減小，地溫梯度可能增大?？赡芤l(fā)的工程事故：井噴、井塌、卡鉆、埋鉆。3、 井漏實時參數(shù)：鉆時突然減小并伴隨放空，平均鉆時大幅度減小，立管壓力突然大幅度下降，出口流量起伏突然減小，甚至降為0,總池體積迅速減小，大鉤負荷增大，鉆壓減小。遲到參數(shù)：巖屑中多有次生石英晶體或方解石晶體?？赡芤l(fā)的工程事故：井塌、卡鉆、埋鉆。4、 氣侵實時參數(shù)：鉆時減小，出口流量增大總池體積增加。遲到參數(shù)：氣測全烴值高，異常單根峰，起下鉆后效氣明顯；鉆井液密度減小，粘度升高，電導率可能減小，地溫梯度可能增大，巖屑無熒光顯示。5、 油侵實時參數(shù)：鉆時減小，出口流量增大總池體積增加。遲到參數(shù)：氣測全烴值高，異常單根峰，鉆井液密度減小，粘度升高，電導率減小，地溫梯度可能增大，巖屑有熒光顯示。6水侵實時參數(shù)：鉆時減小，出口流量增大總池體積增加。遲到參數(shù)：鉆井液密度減小，粘度降低，電導率增大，氯離子含量升高，氣測小異?；驘o異常顯示，巖屑無熒光顯示。五、單根、起下鉆及停待期間可能產(chǎn)生的異常事件1接單根起鉆異常顯示：溢流，總池體積快速增大。可能異常事件：井涌、井漏原因分析：①在井底壓力近平衡狀態(tài)下，停泵后環(huán)空壓耗消失，井底回壓減小，超過驅動地層流體進入井眼。②快事快速起鉆的抽吸作用；③起鉆時未按規(guī)定灌漿；④密度因地層流體不斷侵入而降低，井底回壓進一步減小。2下鉆異常顯示：總池體積減小?？赡墚惓Ｊ录壕┰蚍治觯涸诩訅毫ο?，地層漏失3停待異常顯示：溢流，總池體積增加可能異常事件：井涌、井噴原因分析：①密度偏小，井底回壓降低；②起鉆刮掉井壁的泥餅；③地層流體以擴散和滲透方式進入井眼，鉆井液密度減小，井底回壓進一步降低。六、事故處理1井漏及處理?井漏的原因和現(xiàn)象：鉆井過程中，井內液柱壓力大于地層破裂壓力便會發(fā)生井漏。引起井漏的因素主要有：①井下地層破裂壓力異常低，巖層孔隙度大，滲透性好，或有裂縫、溶洞等，②由于鉆井工程措施不當，如密度過大，壓力過高，或開泵過孟以及下鉆速度過快而造成井下壓力激動。井漏可能發(fā)生在：①松散的或高滲透率的地層；②天然裂縫性地層；③誘導的裂縫性地層；④洞穴性地層。井漏會造成鉆井液池面下降，返出的鉆井液兩減小，嚴重的井漏則會使鉆井液失去循環(huán)，只進不出，進而導致井壁坍塌或井噴。.井漏的類型每小時鉆井液的漏失量稱為漏速，根據(jù)漏層性質、漏速及發(fā)生井漏的原因可分為：(1)滲透性漏失多發(fā)生在淺井段膠結疏松的砂、礫巖層中。地層的滲透性較好，在井內壓差作用下鉆井液將會漏入孔隙中，但泥餅的形成有會阻止或減弱其漏失的程度，因而滲透性漏失的漏速不大，一般在10m3/h以內。裂縫性漏失在自然裂縫發(fā)育的地層扎鉆井，都會發(fā)生不同程度的漏失。在破碎帶地層中鉆進時，常會隨著井下蹩跳、鉆速加快等現(xiàn)象的出現(xiàn)而發(fā)生井漏，其漏失速度一般在20?100m3/h不等。(3)溶洞性漏失在某些石灰?guī)r地層中，經(jīng)地下水長期溶蝕而形成大溶洞，當鉆遇大溶洞時，會出現(xiàn)鉆具放空，有時可達4?5米，隨之循環(huán)失靈，鉆井液只進不出。漏速一般在100m3/h以上，井漏后往往會造成井噴或井塌卡鉆事故。屬于嚴重的井漏。.井漏的處理(1)滲透性漏失的處理。輕微的漏失主要通過調整鉆井液性能，降低井下壓差及堵塞巖層孔隙通道的方法，達到恢復正常鉆井的目的，可降低鉆井液密度，采用平衡鉆井技術，同時適當提高鉆井液的粘度和切力，以增加鉆井液進入地層孔隙的阻力。常用的提高粘度和切力的處理劑有CMC、栲膠、純堿、水玻璃、芒硝等。若提高粘度和切力后效果不佳，則可在鉆井液中加入細云母，堅果殼粉，單封等細顆粒橋堵劑循環(huán)，直到堵住為主。（2）裂縫性漏失的處理。由于裂縫性漏失的具體條件不同，其漏速差別很大，在具體處理時應更具具體情況選擇合適的方法，目前國內常用的有以下三種方法：注谷殼、鋸末稠鉆井液堵漏。加量10?15%，粘度要適當高些，由于鋸末、谷殼易堵塞鉆頭水眼，可采用反循環(huán)注入。在非油氣層中發(fā)生裂縫性漏失時，可注入水泥或膠質水泥堵塞。膠質水泥的一種配方是：水泥5份，粘土1份，另加25的氯化鈣作為催凝劑。目前我國現(xiàn)場采用水泥堵漏的較多，其關鍵在于掌握井內水泥漿的位置，使初凝時水泥漿大部分進入地層，剩余少量留作水泥塞。在油氣層中發(fā)生裂縫性漏失時，可采用注入石灰乳鉆井液進行暫時性封堵，其配方為石灰乳（密度1.左右）和鉆井液（密度1.25以上）向混合，比例1：1或1：2,具體要根據(jù)井下溫度、施工要求的時間來確定；另一種是速凝石灰乳鉆井液，即在普通石灰乳鉆井液中加水玻璃配制而成，用水玻璃的含量來調節(jié)初凝時間，水玻璃含量越大，初凝時間越短，適用于較大的裂縫漏失。溶洞性漏失的處理。是最為嚴重的漏失，常采用直接從井口投入石子泥球、長纖維物捆（稻草、樹枝等）來填塞井下洞穴，或架起“橋”再用水泥漿等方法封堵。使用一種以鉆井液和水泥漿攜帶形狀不同、大小不一、數(shù)量不等的多邊角堅硬果殼及云母、賽璐璐和各種植物纖維等惰性物質配成的復合堵漏液，利用這些物質的邊縫與溶洞、裂縫、孔穴的腔壁產(chǎn)生較大的摩擦、阻掛和滯留作用形成網(wǎng)狀架橋，進而利用云母等薄而光的曲張變形的特點造成無孔不入，滑而流動的環(huán)境，再以植物纖維的密集堆砌達到堵漏，消除漏失而恢復循環(huán)鉆進之目的。2、卡鉆及處理?卡鉆的類型、原因及預防（1）沉砂卡鉆：用清水鉆進或用粘度低、切力小的鉆井液鉆進時，由于其懸浮巖屑的能力差，稍一停泵巖屑就會下沉，停泵時間越長，沉砂兩越多，尤其是在鉆速較快時更是如此，嚴重時就會可能造成狹小下沉的巖屑堵死環(huán)空，埋住鉆頭與部分鉆具，形成卡鉆。此時若開泵過猛還會憋漏地層，或卡得更緊。其表現(xiàn)是：接單根或起鉆卸開立柱后，鉆井液倒返甚至噴勢很大；重新開泵循環(huán)，泵壓很高或蹩泵；上提遇阻、下放遇阻且鉆具的上提或下放越來越困難，轉動時阻力很大甚至不能轉動。為了預防沉砂卡鉆，應確保鉆井液的性能滿足清巖和懸浮巖屑的要求，隨時做好設備和循環(huán)系統(tǒng)的檢查維護，在因故停止鉆進時，避免停止循環(huán)；縮短接單根的時間，在發(fā)現(xiàn)泵壓升高及巖屑返出量較小時要控制鉆速，加大排量洗井，停泵前要將鉆具提離井底并隨時活動鉆具。（2） 井塌卡鉆：井塌卡鉆在吸水膨脹的泥頁巖，膠結不好的礫巖，砂巖等地層，或在鉆進或劃眼過程中發(fā)生得多。主要原因是由于鉆井液的濾失量大，浸泡地層的時間長；鉆井液密度小，或起鉆未及時灌漿以及抽吸作用使井壁產(chǎn)生坍塌而造成卡鉆。一般在嚴重井塌之前，先有大塊泥餅和小塊地層脫落，換鉆頭后下鉆不能到底；有時在鉆井液中攜帶出大塊未切削的上部巖石；在鉆進中突然發(fā)生蹩鉆、上提遇阻、泵壓上升、蹩鉆甚至鉆具不能轉動等現(xiàn)象，都說明可能是井塌卡鉆。預防井塌卡鉆的主要措施有：使用低失水、高礦化度和適當粘度防塌鉆井液，在破碎易塌地層適當增大鉆井液的密度，隨時保證鉆井液柱的高度；避免鉆頭泥包和抽吸作用引起的井壁坍塌。（3） 壓差卡鉆（或泥餅粘附卡鉆）：鉆井中由于井眼不可能完全垂直，當井下鉆具靜止不動時，在井下壓差作用下，鉆柱的一些部位會貼在井壁，與井壁泥餅粘和在一起，靜止時間越長則鉆具與泥餅的接觸面積越大，由此而產(chǎn)生的卡鉆稱壓差卡鉆，也稱為粘附卡鉆或泥餅卡鉆。產(chǎn)生壓差卡鉆的原因主要是鉆井液性能不好，密度過大造成井內壓差太大；失水量，泥餅厚，粘滯系數(shù)大。一旦停止循環(huán)，部活動鉆具，鉆具有一部分就會貼到井壁上與泥餅接住，時間增加則會使接觸面積和深度增大，泥餅對鉆具的粘滯力增加，導致鉆具無法上下活動和轉動，但能夠開泵循環(huán)，且泵壓正常穩(wěn)定。預防措施主要是調節(jié)好鉆井液的性能，盡可能降低鉆井液的密度，提高潤滑性能，降低泥餅的粘滯系數(shù)；并要加強活動鉆具或采用家扶正器的方法使鉆具居中。（4） 鍵槽卡鉆：多發(fā)生在硬地層中，井斜和方位變化大，形成了急彎（狗腿）的地方。鉆進時，鉆柱緊靠狗腿段旋轉，起下鉆柱在狗腿段上下拉刮，在井壁上磨出一條形如鍵槽的細槽，它比鉆桿接頭稍大但比鉆頭直徑小，起鉆時鉆頭拉入鍵槽底部被卡住。鍵槽卡鉆發(fā)生在即可發(fā)現(xiàn)鉆桿接頭偏磨嚴重，下鉆不遇阻，鉆進正常，