井下復(fù)雜情況與井下事故

井下簡單狀況與井下事故一般狀況下，只要處理得當(dāng)，井下簡單狀況會逐步好轉(zhuǎn)并恢復(fù)正常。如處理不得當(dāng)，則問題會更加簡單轉(zhuǎn)化為井下事故。如井漏——井塌——卡鉆一、鉆井井下簡單問題〔一〕緣由分析鉆井工程存在著大量的隱蔽性、模糊性隨機(jī)性和不確定性問題。由于對客觀狀況的生疏不清或主觀意識的決策失誤，往往會產(chǎn)生很多簡單狀況甚至造成嚴(yán)峻的事故，輕者消耗大量人力、物力和時(shí)間，重者導(dǎo)致全井廢棄?！捕程幚碓瓌t安全原則快速原則敏捷原則經(jīng)濟(jì)原則〔三〕分類井噴〔涌〕定義：地層流體〔〕無掌握連續(xù)不斷的涌入井筒，噴出地面或侵入其他低壓層位的現(xiàn)象緣由：在鉆頭鉆透地下高壓油氣層時(shí)，泥漿比重低，泥漿液柱壓力低于油氣層的自然壓力。遇到漏失層，泥漿漏失。鉆透油氣層時(shí)，起鉆速度過快，產(chǎn)生抽汲作用。鉆透油氣層后，起鉆時(shí)未準(zhǔn)時(shí)灌入泥漿，使井內(nèi)泥漿液面下降，回壓降低。沒能有效去除泥漿中滯留的氣體，連續(xù)循環(huán)使用，使泥漿氣浸嚴(yán)峻，降低回壓。鉆至油氣層時(shí)，發(fā)生井下事故，如斷鉆具、卡鉆等。設(shè)備故障，停鉆修理。測井時(shí)，泥漿靜止時(shí)間過長等等。發(fā)生井噴時(shí)假設(shè)不能準(zhǔn)時(shí)平衡和掌握地下油氣迸出的火星，即刻發(fā)生大火，嚴(yán)峻威逼油田的安全井漏定義：井漏是在鉆井、完井及其他井下作業(yè)過程中,各種工作液(包括鉆井液、完井液、水泥漿、修井液等)在壓差的作用下，流盡地層的一種井下簡單狀況。緣由：一是地層緣由，即在地層沉積、地下水溶蝕或構(gòu)造活動過程中形成了原始漏失通道，鉆開漏失通道后便會發(fā)生漏失?！矎?qiáng)度相的粒徑，把鉆井液壓入了漏失通道而發(fā)生漏失。三是施工過程中由于開泵過猛、下鉆過快等人為因素造成的漏失通道而發(fā)生漏失。漏產(chǎn)生重要影響。井塌定義：井壁不穩(wěn)定主要表現(xiàn)為泥頁巖的膨脹、剝落、坍塌，泥頁巖中的粘土礦物水化是造成井壁不穩(wěn)定的因素。緣由：內(nèi)在緣由：1〕泥頁巖所合粘土礦物泥頁巖中一般含有蒙脫石、伊利石、高嶺石、綠呢石等粘土礦物此外還有石英、長石、達(dá)90%-100%.而伊利石吸水膨脹率僅有2.5%，混層礦物吸水膨脹率按蒙脫石所占的比例多少而定.比例大者吸水膨脹較大。粘土礦物膨脹力量的挨次為蒙脫石>混層礦物>伊利石>高嶺石>多泥石。由于粘土礦物吸水膨脹產(chǎn)生的壓力，假設(shè)不加抑制，則會大大的超過巖石的膠結(jié)強(qiáng)度極限而引起井塌。2)可溶性鹽頁巖中假設(shè)含有兩種可溶性鹽類，可能會由于鹽在鉆井液中的溶解使頁巖失掉支撐而塌落井中3〕地層水平應(yīng)力作用快的釋放出來，造成頁巖崩落井中。4)地層的構(gòu)造狀態(tài)由于構(gòu)造運(yùn)動，地層發(fā)生局部或區(qū)域的斷裂、褶皺、滑動和倒塌，上升或下降，導(dǎo)致地層傾角發(fā)生變化，假設(shè)傾角增大，其穩(wěn)定性變差。高壓油氣層泥頁巖的層面釋放出來，使交界面處的泥頁巖坍塌。泥頁巖孔隙壓力特別隙和孔隙內(nèi)形成高壓。鉆開時(shí)，由于負(fù)壓低會引起坍塌。地層側(cè)壓力及溫度地層側(cè)壓力等于地層的掩蓋壓力和泊松比的乘積粘土礦物發(fā)生轉(zhuǎn)化，一般狀況在3000到5000m石，蒙脫石開頭轉(zhuǎn)化成伊蒙混層，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成伊利石。外在緣由鉆井液濾液的大量浸入時(shí)濾液大量侵入，由于粘土礦物的親水性，結(jié)果使巖層中所含的粘土礦物水化膨脹而坍塌。侵入液的性質(zhì)鉆開易塌地層后，除鉆井液濾液的侵入數(shù)量產(chǎn)生影響外，濾液性質(zhì)至關(guān)重要。其性質(zhì)主要是對頁巖的抑制水化特性。在濾液中影響抑制的有:PH值、無機(jī)鹽的種類與含量、各種有機(jī)處理劑的品種和濃度。鉆井液的造壁性與流變性鉆具工程的影響鉆具組合不合理:如鉆鋌直徑太大，螺旋扶正器過多，鉆具與井壁的間隙太小，起下鉆時(shí)易產(chǎn)生壓力感動，導(dǎo)致井壁失穩(wěn)。鉆具碰擊井壁，鉆具刺穿等也會引起井塌:假設(shè)在易塌井段起鉆時(shí)，使用轉(zhuǎn)盤卸或者鉆進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速過快都會產(chǎn)生對井壁猛烈碰擊，從而加劇井塌;其次在承受噴射鉆井時(shí)，鉆頭停留在易塌地層循環(huán)鉆井液時(shí)亦可產(chǎn)生較大的沖刷力而沖塌不穩(wěn)定地層。井身質(zhì)量:井身質(zhì)量不好，全角變化率較大，那么在鉆井中易消滅兩種不利后果，其一是地層應(yīng)力易于集中，周向應(yīng)力集合點(diǎn)可能就是頁巖剝落的突點(diǎn);其二是在鉆進(jìn)中，旋轉(zhuǎn)的鉆具碰擊的幾率和強(qiáng)度會大，結(jié)果必定會加劇井塌。壓力感動過大:有幾種狀況可以引起井內(nèi)壓力波動，起下鉆速度過快，起下鉆“拔活塞”造成井內(nèi)壓力失衡，起下鉆猛剎猛放，尤其是下鉆完初次開泵，鉆井液靜時(shí)間較長，網(wǎng)狀構(gòu)造較強(qiáng)，流淌阻力很大。假設(shè)初次開泵過猛、排量過大造成壓力感動，鉆頭泥包產(chǎn)生抽吸作用，靜切力過大和開泵過猛等，這些都不利于井壁穩(wěn)定。鉆井液液柱壓力降低:鉆井過程中由于起鉆不準(zhǔn)時(shí)灌鉆井液或突發(fā)性井漏等可導(dǎo)致鉆井井筒中下方向發(fā)生運(yùn)移，其結(jié)果常會由此引起井壁失掉平衡而發(fā)生井塌。井斜和方位:鉆井施工過程中(尤其是水平井、大斜度井)，井斜和方位掌握不合理，位于最大水平主應(yīng)力方向的井眼簡潔失穩(wěn)。井噴：井噴后，鉆井液受到污染，使液柱壓力降低；由于高速油氣流的沖刷，破壞了井壁泥餅，也破壞了四周薄弱的巖層，造成井壁不穩(wěn)定?？s徑定義：漿密度小，造成井壁上徑向應(yīng)力大于井內(nèi)液柱壓力，產(chǎn)生井眼小于鉆頭直徑的現(xiàn)象。1)砂礫巖的縮徑1)砂礫巖的縮徑:,在井眼形成之后,由于其濾失量大,在井壁上形成一層厚的濾餅,而縮小了原已形成的井眼,如下圖。2)泥頁巖縮徑:泥頁巖井段一般表現(xiàn)為井徑擴(kuò)大,但有些泥頁巖吸水后膨脹,也可使井徑縮小。如(1)表層泥頁巖,主要成分為鈉蒙脫石,具有較高的含水量,在鉆進(jìn)中易消滅塑性變形。(2)未固結(jié)的粘土,內(nèi)摩擦角為零,一旦剪切應(yīng)力大于膠結(jié)強(qiáng)度,便發(fā)生塑性變形。(3)在壓力特別帶的泥頁巖,因其含水量和孔隙壓都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常值,也就簡潔發(fā)生塑性變形。3〕鹽膏層縮徑鹽、膏、泥復(fù)合鹽層往往是鹽、膏、泥相間，互層多且薄，巖性變化大，并含鹽膏軟含膏泥巖、灰質(zhì)泥巖、泥頁巖等多種巖性組成。其巖性簡單多變，泥巖層理發(fā)育，軟泥巖含水量高，含鹽量7～60%不等。而且，由于沉積環(huán)境的不同，產(chǎn)生了富含碳酸鹽、硫酸鹽的千差萬別，蠕變特性差異很大。鹽巖在肯定的溫度條件下,表現(xiàn)出延展性,而且隨著溫度的上升而快速增加。鹽巖層的強(qiáng)度隨深度的增加而減小。鹽巖層在肯定的溫度和壓力下會發(fā)生明顯地變形,稱之謂蠕變,深部沉積的石膏層：一般認(rèn)為在上覆巖層壓力下把結(jié)晶水?dāng)D掉,成為無水石膏。當(dāng)鉆開時(shí),石膏又吸水膨脹,減弱強(qiáng)度,縮小井徑。無水石膏密度為2.9g/cm,含水石膏密度為2.3g/cm,即無水石膏變?yōu)楹鄷r(shí)體積要膨脹26%。其他鹽類如芒硝、氯化鎂、氯化鈣等也具有類似性質(zhì)。原已存在的小井眼: 鉆頭使用后期,外徑磨小,形成一段小井眼,刮刀鉆頭尤為顯著。有些取心鉆頭,其外徑小于正常鉆進(jìn)的鉆頭, 或者在使用后期外徑磨小,也會形成一段小井眼。如下鉆不留意,或擴(kuò)、劃眼過程中發(fā)生溜鉆,也會造成卡鉆。其性質(zhì)和縮徑卡鉆一樣。剛性增加, 或者下入外徑較大長度較長的套銑工具或打撈工具時(shí),在彎曲井眼處簡潔卡住。層面或節(jié)理面后,引起孔隙壓力的上升,產(chǎn)生了沿?cái)鄬用婊蚬?jié)理面的滑動,導(dǎo)致了井眼的橫向則在起鉆至錯(cuò)動位置時(shí)會發(fā)生遇阻遇卡,其情形就和縮徑差不多,但卻不是縮徑,嚴(yán)峻的錯(cuò)動將會馬上把鉆具卡住將大一級的鉆頭下入小一級的井眼中。鉆井液性能發(fā)生了較大的變化:如鉆遇石膏層、鹽巖層、高壓鹽水層,濾失量增加,粘度、切力增加,濾餅增厚?；蛘邽榱硕侣?大幅度地調(diào)整鉆井液性能,都很簡潔形成假濾餅,使某些井段的井徑縮小。井斜定義：過井眼軸線上某點(diǎn)作井眼軸線的切線，該切線向井眼前進(jìn)方向延長的局部稱為井眼方向線，