常見井下事故及復雜情況處理

常見井下事故及復雜情況處理鉆進過程中會發(fā)生各種各樣的井下事故和復雜情況，如各種類型卡鉆、井漏、井塌等，而其中卡鉆事故是最常見事故。卡鉆是鉆頭或鉆具在井眼內(nèi)被卡住而不能起下和轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象，卡鉆的種類多種多樣，就其性質(zhì)不同可分為壓差卡鉆、縮徑卡鉆、沉砂卡鉆、垮塌卡鉆、鍵槽卡鉆、小井眼卡鉆、落物卡鉆等?？ㄣ@卡鉆的種類、原因及預防（1）壓差卡鉆：是指在壓差作用下，鉆具被推向井壁并粘住而不能活動的現(xiàn)象，又稱泥餅粘附卡鉆。壓差卡鉆常因高壓差作用、地層滲透性好、厚泥餅、鉆井液性能不穩(wěn)定、司鉆操作不當而引起。壓差卡鉆的特點是：鉆具上下活動困難又不能轉(zhuǎn)動，但循環(huán)暢通、泵壓穩(wěn)定，隨著時間的增加卡鉆力會越來越大，被卡鉆具段可能越來越長。預防措施：采用優(yōu)質(zhì)防卡鉆井液，降低鉆井液泥餅厚度和磨擦系數(shù)，盡可能設計和使用合理的鉆井液密度，實現(xiàn)平衡鉆進，在滿足工藝技術要求的情況下，鉆鋌不宜過長，鉆鋌尺寸要小，也可在鉆具組合中加入穩(wěn)定器，應盡量減小鉆具在裸眼井段內(nèi)的靜止時間，有條件時，應將鉆具起出滲透地層井段。（2）縮徑卡鉆：鉆遇塑性流動狀的地層及滲透性好而易形成厚泥餅的地層，使井徑縮小，鉆頭通過困難而造成的卡鉆稱縮徑卡鉆?？s徑卡鉆的特點是起鉆時上提困難，下放比較容易，循環(huán)泵壓增高，起出的鉆具常常在鉆頭上有泥餅。預防措施：控制鉆井液失水量與泥餅厚度，選擇適當?shù)膒m，在井徑小的井段勤劃眼，起鉆時慢起慢51下，嚴禁猛起猛下。施工速度盡量要快，要多短起下鉆。（3）沉砂卡鉆：這種卡鉆多發(fā)生于鉆井液的懸浮能力差，泵排量小，或鉆具循環(huán)短路以及鉆井液凈化工作差，使巖屑沒有及時帶出和除凈，當停止循環(huán)時，大量砂子下沉，埋住鉆頭及部分鉆具而造成卡鉆，沉砂卡鉆的特點是：泵壓極高，嚴重時循環(huán)不通或憋漏地層，只進不出，鉆具不能上下活動和轉(zhuǎn)動。預防措施：保證合理的上返速度，使用適當粘度和切力的鉆井液，以滿足攜帶巖屑的要求，快速鉆進中，接單根前應循環(huán)，保證巖屑返到一定高度，有足夠的時間接單根，起鉆前應充分循環(huán)以帶出井內(nèi)的巖屑。（4）地層垮塌卡鉆：這種卡鉆一般發(fā)生在吸水易膨脹剝落的頁巖、泥巖、膠結(jié)不好的礫巖及斷裂破碎地層?？逅ㄣ@的主要原因是：鉆井液的防塌性能差，鉆井液失水量大或P不足，礦化度小，m泡時間長，鉆井液密度過小或起鉆灌鉆井液不夠、井漏、抽吸而致使井內(nèi)液柱壓力不足以平衡地層側(cè)壓力。井垮后，返出巖屑大多以垮塌物為主，在鉆進中有蹩鉆現(xiàn)象，上提遇阻，泵壓時高時低，嚴重時還會憋泵。預防措施：采用抑制性好、防塌能力強的鉆井液，鉆井液的失水量要小，礦化度要符合要求，粘度要適當，保持鉆井液密度與地層壓力相適應。起鉆時，灌滿鉆井液，防止抽吸，發(fā)現(xiàn)井垮后，嚴禁鉆頭在井底位置時停泵，而應保持循環(huán)，調(diào)整鉆井液性能（提高鉆井液密度、粘度，降低失水量等），待處理正常后才能起鉆，井壁形成大肚子時，將影響巖屑返出，可采取補救措施。（5）鍵槽卡鉆：當井身質(zhì)量差，出現(xiàn)全角變化率大（即井眼出現(xiàn)“狗腿”）時，鉆桿接頭在靠著井壁旋轉(zhuǎn)及起下鉆拉刮下將形成鍵槽，起鉆遇著大于鉆桿接頭尺寸的鉆具或鉆頭時就會發(fā)生卡鉆。鍵槽發(fā)生卡鉆的特點是：卡鉆前鉆桿接頭偏磨嚴重，卡鉆后能開泵52循環(huán)，卡點固定不變。預防措施：使用防斜鉆具結(jié)構或采用防斜措施，保證井身質(zhì)量，如已形成鍵槽應定期破壞鍵槽，起鉆至鍵槽井段應控制起鉆速度，嚴防卡死。（6）小井眼卡鉆：鉆遇研磨性地層鉆頭被磨小，鉆出的井眼比正常井眼小，起鉆更換鉆頭或改變鉆具結(jié)構和扶正器尺寸入井時，如果下鉆速度過快，將鉆具壓入小井眼造成的卡鉆稱為小井眼卡鉆。預防措施：在研磨性地層，選用保徑鉆頭而且鉆頭使用時間不能過長，防止鉆頭使用和扶正器直徑磨損過大，出井鉆頭或扶正器必須量外徑，檢查其磨損情況，以便掌握井眼直徑，換用新扶正器、新鉆頭以及改變鉆具結(jié)構后下鉆時，要嚴格控制下放速度，應提前劃眼。（7）落物卡鉆：這種卡鉆大都是由于操作失誤、檢查不嚴，致使井口工具落入井內(nèi)而造成的。預防措施：加強崗位責任心，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，杜絕違章操作，起下鉆作業(yè)時按規(guī)定蓋好井口，加強對吊卡、卡瓦及其它井口工具的檢查。（8）其它卡鉆：除上述七種卡鉆以外的卡鉆統(tǒng)稱其它卡鉆，如注水泥堵漏時造成的水泥將鉆具固在井內(nèi)的卡鉆等，多系施工措施不當或出現(xiàn)其它異常原因而造成的。（9）應當注意的是：造成卡鉆的原因往往不是單一的，而是多種綜合因素作用的結(jié)果。因此，在實際工作中應以預防為主，一旦發(fā)生卡鉆事故后，應根據(jù)具體情況，具體分析，采取相應的解卡措施。常見井下事故及復雜情況的處理鉆桿允許扭轉(zhuǎn)圈數(shù)的計算53若采用倒扣措施，倒扣時要防止將鉆具扭壞，因而必須計算允許扭轉(zhuǎn)圈數(shù)。常用鉆桿的允許扭轉(zhuǎn)系數(shù)見表6-1。一般情況下，各種鉆桿的允許扭轉(zhuǎn)圈數(shù)計算公式如下：N=K?L式中N 允許扭轉(zhuǎn)圈數(shù)；K 扭轉(zhuǎn)系數(shù)，圈/米；L 卡點深度（卡點以上鉆具長度），米。表6-1常用鉆具的允許扭轉(zhuǎn)系數(shù)鉆桿尺寸扭轉(zhuǎn)系數(shù)K，圈/米D級E級10527/8"73mm0.007030.009570.0134031/2"88.9mm0.005770.007870.011015"127mm0.004040.005510.0077151/2"139.7mm0.003680.005010.00701卡點的測算方法（平均拉力法）先用正常懸重（大于卡點以上鉆具重量）拉力上提鉆具，記錄下此時方入，再用大于此拉力的值提拉鉆具，記錄下這時的方入，以兩次噸位之差為上提拉力，方入之差為伸長量。為準確起見，可多提幾次計算平均值。卡點的計算公式如下：54式中L----卡點井深，米；AL----鉆具絕對伸長量，厘米；P----上提拉力，千牛；K----計算系數(shù)；E----鋼材彈性系數(shù)，取2.1X106；F----管體截面積，厘米2。3填井施工作業(yè)準備工作(1)對鉆井設備進行全面檢查，保證正常運轉(zhuǎn)。(2)嚴格檢查絞車鏈條，確保運轉(zhuǎn)正常。(3)檢查井口工具，保證靈活好用。(4)根據(jù)電測的井斜、井徑數(shù)據(jù)，選擇填井井段并計算水泥用量和鉆井液替入量。(5)固井車輛就位并連接好注水泥管線。操作步驟(1)下光鉆桿至欲填井段底部，充分循環(huán)，調(diào)整鉆井液性能，使粘度、切力盡量降低，流動性能好，pH值要高，以增強抗鈣侵的能力。(2)停泵倒好閘門，用水泥車向井內(nèi)打清水和隔離液，隨即大排量注水泥漿。(3)注完水泥，關閉注水泥漿管線閘門，開泵注入鉆井液，根據(jù)開泵時間卡準替入量及時停泵。(4)替完后，立即卸方鉆桿，起鉆至水泥面以上20~30米，開泵循環(huán)一周，沖洗鉆桿內(nèi)的剩余水泥漿，放掉被水泥漿污染的鉆井55液，然后起出鉆桿候凝48~72小時。技術要求（1）水泥用量、替入鉆井液量要計算準確，并根據(jù)井眼考慮水泥漿附加量（一般為10%?30%）。（2）施工前應對設備進行全面檢查。井口工具保證靈活好用，絞車鏈條特別是傳動鏈條要可靠。（3）水泥漿密度一般不要低于1.80克/厘米3。（4）盡量使用原立柱下井，以防起鉆卸扣困難。（5）注水泥和替鉆井液都力求大排量，以防水泥漿竄槽。（6）候凝過程中要及時通井處理鉆井液，防止被水泥漿污染后造成井眼復雜。預防（1）替完鉆井液后，密切配合快速起鉆，在水泥漿初凝之前起出水泥面循環(huán)。（2）與立管連接的注水泥管線可用高壓小水龍帶，如果用硬管線時，要連接牢固并配雙彎頭以抵消管線的震動。6.4注解卡劑作業(yè)這種方法主要用于處理壓差卡鉆。使用這種方法前，首先要計算卡點深度和選用浸泡液的種類和用量，以保證有效地浸泡卡鉆井段，并附加一定液量，定時、定量頂替補充，以達到浸泡解卡的目的。有條件的井可直接采用清水循環(huán)解卡，但要注意不能使井壁垮塌或造成井噴。準備工作（1）檢查壓風機、鉆井泵、絞車、發(fā)電機等設備，確保正常運56轉(zhuǎn)。（2）循環(huán)好鉆井液，改善其性能，保證流動性好，失水量小。大排量充分洗井，加強凈化，降低含砂量。（3）注解卡劑的水泥車性能要好，管線盡量少而直，與高壓管線相接的高壓短節(jié)上接一個高壓閘門，并配雙彎頭以抵消管線的震動。地面管線最好用鉆桿代替，認真試壓，確保不刺不漏。（4）施工前，明確崗位分工，專人負責，做好配合協(xié)調(diào)，連續(xù)施工。操作步驟（1）停泵倒好閘門，啟動水泥車，先注入100千克有機稀釋劑或2立方米原油作隔離液，然后連續(xù)注進解卡劑。（2）解卡劑注完，再注入少量隔離液，停水泥車，立即倒回閘門，開泵頂替解卡劑，替完停泵，開始泡油。（3）泡油期間，每隔1?2小時頂替一次，每次頂替量500升。每半小時活動一次鉆具，不活動時將鉆具壓彎，以防卡點上移。（4）解卡后立即開泵循環(huán)，同時用一檔轉(zhuǎn)動。排完解卡劑，待巖屑減少后方可上下活動鉆具，處理好鉆井液起鉆。技術要求（1）卡點要計算準確，保證解卡劑一次泡過卡點以上。（2）解卡劑密度應等于或略高于原鉆井液密度0.01~0.02克/厘米3。（3）注解卡劑時應采用大排量以防竄槽，替入鉆井液一般用鉆井泵，要求準確計算替入量。預防（1）活動鉆具的拉力范圍應經(jīng)常變換，以防長時間單區(qū)間活動57造成應力集中而拉斷鉆具。（2）浸泡時間司鉆不得離開剎把，要隨時注意解卡。（3）頂替鉆井液時，出現(xiàn)泵壓升高，鉆井液返出量異常，管內(nèi)解卡劑替完而未解卡，應停止浸泡，立即排出解卡劑。（4）排解卡劑中途不得停泵，以防憋泵使事故復雜。井漏處理準備工作（1）檢查振動篩、除砂器、除泥器，應正常工作。（2）檢查兩臺鉆井泵應工作正常，高低壓循環(huán)系統(tǒng)正常。（3）準備充足的鉆井液增粘劑和足量的鉆井液。（4）漏失速度超過5米3/小時時，應準備鋸末、谷殼、貝殼渣等堵漏材料。操作步驟（1）漏失速度小于5米3/小時時。a開動振動篩、除砂器、除泥器，在井下情況允許的條件下，盡量降低鉆井液的密度。b在鉆井液中加入增粘劑，提高粘度。c減少循環(huán)排量。d向漏失井段注入高粘度鉆井液，起鉆靜止堵漏。（2）漏失速度大于5米3/小時時。a不應繼續(xù)開泵，應立即起鉆靜止堵漏或準備充填堵漏。b對已知的漏層，在鉆達漏層以上10米左右停鉆處理鉆井液，起鉆換鉆頭。根據(jù)地層選擇合適的普通牙輪并取下噴嘴，檢修設備，搞好穿漏設計。58c穿漏前全井鉆井液提高粘度不低于100秒，1號泵上水罐攪拌好貝殼渣備用，2號泵上水罐準備好鋸末鉆井液。d開2號泵循環(huán)，慢慢活動牙輪，待鋸末返出井口可加足鉆壓，用二檔或三檔鉆進，泵壓不超過6兆帕，若進入漏層后蹩鉆嚴重，可改為一檔鉆進。e密切觀察井口返出情況，若返出量很少可強行鉆進，穿過漏層10米立即起鉆靜止堵漏。若只進不出，在鉆井液充足的情況下可繼續(xù)鉆進，同時用一號泵注入貝殼渣鉆井液，井眼注滿即可起鉆靜止堵漏。鉆井液不足不可冒險鉆進，應留有兩倍于井眼容積的鉆井液應付強行起鉆。技術要求（1）靜止堵漏后再下鉆，必須分段循環(huán)。（2）強行穿漏時，設備必須完好；堵漏鉆井液和堵漏材料準備充足。（3）鉆井液加入堵漏材料后，不能使用振動篩。（4）穿過漏層并堵住后，嚴禁在漏失井段開泵。穿過漏層50米可逐漸降低鉆井液粘度，但最低不少于40秒。（5）堵漏使用的固相材料粒徑應與漏層孔隙相當。預防凡井漏、堵漏、穿漏起鉆，必須連續(xù)向井內(nèi)灌注鉆井液，無鉆井液可灌清水，以防井塌卡鉆或井噴。倒劃眼準備工作（1）鉆桿卡瓦。59（2）直徑9.5毫米鋼絲繩2米（做卡瓦保險繩）。操作步驟（1）起鉆至遇卡位置接方鉆桿開泵循環(huán)，調(diào)整好鉆井液性能。（2）眼看指重表，慢慢上提鉆柱并施加5千牛拉力，剎住滾筒。（3）井口放入鉆桿卡瓦卡緊鉆具，慢慢正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，開始倒劃眼。（4）轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動負荷減小到正常后，停轉(zhuǎn)盤再上提鉆柱并施加5千牛拉力，坐好鉆桿卡瓦轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤。重復操作，直到提出鉆柱為止。技術要求（1）倒劃眼施工拉力不要超過5千牛，以防把鉆柱提死。（2）鉆桿卡瓦要拴好保險繩，防止轉(zhuǎn)盤打倒車甩出卡瓦傷人。（3）指重表必須靈敏可靠。（4）上提鉆柱時注意泵壓變化，以防憋泵。（5）有條件盡量使用鉆桿旋轉(zhuǎn)工具（鉆桿補芯）進行倒劃眼作業(yè)。爆炸松扣這是一快速有效地將卡點以上的鉆具倒出的方法，下入由炸藥室、引爆器和連接線組成的爆炸系統(tǒng)，并常與測卡儀聯(lián)合使用。爆炸系統(tǒng)接在測卡儀下面，當測準卡點以后，上提測卡儀使炸藥對準卡點以上一個接頭螺紋處并施加一個反扭矩。引爆后，接頭螺紋受震擊而松開倒出，然后采用相應的方法處理卡點以下鉆具。準備工作（1）電纜滾筒車就位。（2）組裝爆炸松扣工具與充磁測卡儀。（3）在鉆臺上固定電纜地滑輪和在天車下安裝吊滑輪。60操作步驟（1）對鉆具進行分段緊扣，使鉆柱各段連接螺紋松緊程度一致，緊扣程度以限制扭轉(zhuǎn)圈數(shù)為準，以防施加反扭矩時倒開。（2）電纜通過地滑輪、吊滑輪將儀器下到鉆頭位置，并根據(jù)鉆具長度校核電纜下深。（3）由井底向上測磁性定位曲線至計算卡點以上200米，找出每個接頭位置。（4）下放儀器給每個單根中間充磁至鉆頭位置。（5）二次上提儀器測磁性定位曲線，這時有接頭曲線和磁波曲線兩種。（6）下放儀器至鉆頭，在安全范圍內(nèi)大力活動鉆具10次左右，使卡點以上鉆具受震而消磁。（7）再上提儀器測磁性定位，曲線上磁波消失點為卡點。（8）測出卡點后，用磁性定位儀找出卡點上第一個鉆具接頭，并使爆炸桿對準接頭絲扣。（9）提起卡點以上鉆具重力（為克服磨擦阻力可多提50~100千牛），施加反扭矩，鎖住轉(zhuǎn)盤。（10）點火引爆，鉆具上跳反扭矩消除，證明松扣成功。（11）爆開后起出電纜再起出鉆具，施工完畢。（12）反扭矩沒消除，證明扣沒松，準備第二次爆炸。技術要求（1）選用爆炸藥量要準確，用量多少，應剛好使管柱扣震松，而又不損壞管柱為宜（見表6-2）。（2）卡點要計算相對準確，儀器下入前應了解鉆具水眼尺寸，以便儀器通過。61（3）施加反扭矩圈數(shù)約為限制扭轉(zhuǎn)圈數(shù)的1/3~2/3。（4）起鉆前不能開泵循環(huán)，以防落物堵塞落魚水眼。表6-2常用的爆炸松扣用藥量鉆具尺寸（毫米）藥量（克）88.9150~20016.3200~250127250~300158.8350~400177.8400~450203.2450~500預防（1）大力活動鉆具消磁前，對大繩死活繩頭，剎車機構進行檢查。（2）對鉆具施加反扭矩用轉(zhuǎn)盤鎖住時，操作人員應站到安全位置用繩子拉鎖銷（有剎車機構的轉(zhuǎn)盤除外）。（3）避免在配合接頭處爆炸，以防上下扣同時松開使接頭落井。（4）起鉆不得用轉(zhuǎn)盤卸扣。套銑操作套銃是為倒扣作業(yè)作準備的重要工作，是目前處理卡鉆事故較為有效的方法之一。就是用套銃筒銃掉被卡鉆具周圍的卡鉆物而解卡的方法。先將卡點以上鉆具倒出（也可采用爆炸法松扣），然后用62銃筒進行套銃，隨后撈出已銃出的鉆具，這樣多次重復進行直至處理完畢為止。準備工作（1）檢修好設備，鉆井泵工作良好。（2）根據(jù)井眼及落魚結(jié)構選擇好銑鞋和銃筒尺寸。根據(jù)井身質(zhì)量情況和魚頭的深度來確定銃管的長度。井眼與套銃筒的最小間隙為12.7?35毫米，如果井眼足夠大，可適當加大間隙，銃管與落魚間隙最小為3.2毫米，下井銃管長度不宜過長，小于100米為宜，特別是定向井更應少下。（3）核算落魚魚頂及銃鞋碰魚方入。（4）連接套銃鉆具（銃鞋+銃筒+鉆桿）下井。（5）入井前畫出銃鞋草圖，并注明尺寸。操作方法（1）銃鞋下至距魚頂1米時，開泵沖洗并記錄懸重和泵壓。（2）根據(jù)銃鞋碰魚方入慢慢下放鉆柱探魚頂。銃鞋碰到魚頂剎車，微合轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)動銃筒套魚，套進后泵壓略有升高，此時可采用輕壓、慢轉(zhuǎn)、大排量進行套銃。對直徑為215毫米的井眼，鉆壓為30-50千牛，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為60-70轉(zhuǎn)/分鐘，排量為30升/秒。（3）套銃過程中，銃出半個單根，上提鉆柱劃眼一次。上提時，注意不要提過魚頂。（4）套銃完方入，接單根二次進魚頭時，如果無遇阻，可稍加壓，用大鉗轉(zhuǎn)動鉆具，這時如果方鉆桿略有跳動，指重表指針擺回原懸重，下放鉆具無遇阻且能放到原套銃井深，說明已套進，可繼續(xù)套銃。（5）每次套銃至最后，應套過單根母扣以下2米，作為下次套63銃的“引子”。注意事項及安全要求（1）下套銃筒必須保證井眼暢通，一般情況下初次套銃應以銃筒單根試下，摸清井下情況后，逐步增加銃管長度。（2）套銃一般以低轉(zhuǎn)速為宜，套銃排量應等于或小于鉆井排量，并注意開泵速度，防止憋漏。（3）銃筒下井遇阻不準劃眼，以防出新眼。遇阻時，應起出銃筒，修好井眼再下。（4）銃鞋進魚頭時要慢，遇阻應立即下放，配合間斷轉(zhuǎn)動，以不同方向套入。也可在銃鞋內(nèi)焊銷釘，用魚頭頂斷銷子的顯示來判明銃鞋已套進魚頭。（5）套銃中，若發(fā)生憋泵，立即停止套銃，應停泵放回水，上提鉆柱，選擇暢通井段開泵。先小排量開泵循環(huán)，后逐漸加大排量，正常后才能恢復套銃作業(yè)。（6）銃鞋上端第一根銃筒最易損壞，應嚴格檢查并倒換使用。每根銃筒使用50小時應更換。（7）套銃落魚時，若魚尾在井底應全部銃完；若懸空卡鉆，則在套銃到離魚尾1