石油钻井安全事故课件.ppt
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1、7-1概述7-2井喷及井漏7-3卡钻事故的类型本章6学时第七章第七章 钻井事故钻井事故 第一节第一节 概述概述一、钻井事故的原因一、钻井事故的原因地地质质因因素素工工程程因因素素孔隙压力大小孔隙压力大小地层结构软硬地层结构软硬压力系统高低压力系统高低作业的隐蔽性作业的隐蔽性作业的复杂性作业的复杂性地质资料不全不准地质资料不全不准二、处理井下事故的原则二、处理井下事故的原则1、安全的原则:、安全的原则:处理井下事故,一定要保证人员、设备的安全处理井下事故,一定要保证人员、设备的安全2、快速的原则:、快速的原则:迅速地决策,迅速地组织,迅速的施工。迅速地决策,迅速地组织,迅速的施工。 3、灵活的原
2、则:、灵活的原则:灵活机动、掌握关键信息,多套方案。灵活机动、掌握关键信息,多套方案。4、经济的原则:、经济的原则:经济是事故处理必须遵循的原则经济是事故处理必须遵循的原则 各种处理方案的安全性、有效性、工艺的难易程度、工具材料费用、占各种处理方案的安全性、有效性、工艺的难易程度、工具材料费用、占用钻机时间、环境影响等方面进行综合评估,在经济上合得来则干,合不来用钻机时间、环境影响等方面进行综合评估,在经济上合得来则干,合不来则止。此路不通,另走他路。发生事故本已造成了经济损失,处理事故的原则止。此路不通,另走他路。发生事故本已造成了经济损失,处理事故的原则是把这种损失降到最低限度,而不是增加
3、成本。则是把这种损失降到最低限度,而不是增加成本。 一、井喷一、井喷 1 1、定义:地层流体无控制地进入井内,使井、定义:地层流体无控制地进入井内,使井内钻井液喷出井口超过转盘面的现象。井喷的内钻井液喷出井口超过转盘面的现象。井喷的原因与溢流的原因相同。原因与溢流的原因相同。第七章第七章 钻井事故钻井事故 7-27-2井喷、井漏处理井喷、井漏处理 (1)1)井控意识不强,思想麻痹,违井控意识不强,思想麻痹,违章操作。章操作。(2 2)起钻抽吸,造成诱喷。)起钻抽吸,造成诱喷。 (3)(3)起钻不灌钻井液或没有灌满起钻不灌钻井液或没有灌满。 (4)(4)不能及时准确地发现溢流。不能及时准确地发现
4、溢流。 (5)(5)发现溢流后处理措施不当。发现溢流后处理措施不当。 (6)(6)井口不安装防喷器。井口不安装防喷器。2、井喷、井喷的原因:的原因:(7)(7)井控设备的安装及试压不符合要求。井控设备的安装及试压不符合要求。(8)(8)井身结构设计不合理。井身结构设计不合理。 (9)(9)对浅气层的危害性缺乏足够的认识。对浅气层的危害性缺乏足够的认识。(10)(10)地质设计未能提供准确的地层孔隙压力地质设计未能提供准确的地层孔隙压力资料。资料。(11)(11)空井时间过长,又无人观察井口。空井时间过长,又无人观察井口。(12)(12)钻遇漏失层段发生井漏未能及时处理或钻遇漏失层段发生井漏未能
5、及时处理或处理措施不当。处理措施不当。(13)(13)相邻注水井不停注或未减压。相邻注水井不停注或未减压。(14)(14)钻井液中混油过量或混油不均匀,造成钻井液中混油过量或混油不均匀,造成液柱压力低于地层孔隙压力。液柱压力低于地层孔隙压力。第七章第七章 钻井事故钻井事故 7-2井喷、井漏处理井喷、井漏处理井井喷喷的的原原因因3、井喷的处理:地面灭火压井;打救援井压井。井喷的处理:地面灭火压井;打救援井压井。二、井漏二、井漏1、井漏的原因及类型、井漏的原因及类型(1)井漏原因)井漏原因 井内钻井液液柱压力加大于地层破裂压力。井内钻井液液柱压力加大于地层破裂压力。 地层破裂压力异常低,岩层孔隙度
6、大、渗透性好,或地层破裂压力异常低,岩层孔隙度大、渗透性好,或有裂缝、溶洞等;有裂缝、溶洞等; 钻井工艺措施不当。如钻井液密度大、压力过高,或钻井工艺措施不当。如钻井液密度大、压力过高,或开泵过猛以及下钻速度过快而造成井下压力激动等。开泵过猛以及下钻速度过快而造成井下压力激动等。(2)井漏易出现的地层)井漏易出现的地层 松散的或高渗透率的地层;松散的或高渗透率的地层; 天然裂缝性地层;天然裂缝性地层; 诱导性的裂缝性地层;诱导性的裂缝性地层; 洞穴性地层。洞穴性地层。第七章第七章 钻井事故钻井事故 7-27-2井喷、井漏处理井喷、井漏处理(3)井漏类型)井漏类型渗透性漏失:浅井段胶结疏松的砂、
7、砾岩层。渗透性漏失:浅井段胶结疏松的砂、砾岩层。 漏速不大,一般在漏速不大,一般在 10 m3h以内。以内。裂缝性漏失:自然裂缝发育的地层。裂缝性漏失:自然裂缝发育的地层。 有井下蹩跳、钻速加快等现象。有井下蹩跳、钻速加快等现象。 漏速一般为漏速一般为20 100 m3h不等。不等。溶洞性漏失:石灰岩地层(长时间溶蚀有大溶洞存在)。溶洞性漏失:石灰岩地层(长时间溶蚀有大溶洞存在)。 会出现钻具放空,钻井液只进不出。会出现钻具放空,钻井液只进不出。 漏速一般在漏速一般在 100 m3h以上,属最严重的以上,属最严重的井漏。井漏。第七章第七章 钻井事故钻井事故 7-27-2井喷、井漏处理井喷、井漏
8、处理(1)渗透性)渗透性井漏的处理井漏的处理(2)裂缝性)裂缝性漏失的处理漏失的处理(3)溶洞性)溶洞性漏失的处理漏失的处理第七章第七章 钻井事故钻井事故 7-27-2井喷、井漏处理井喷、井漏处理井井漏漏的的处处理理 降低井下压差;降低钻井液密度,采用降低井下压差;降低钻井液密度,采用平衡钻井。适当提高钻井液粘度和切力,以平衡钻井。适当提高钻井液粘度和切力,以增大钻井液流入地层空隙的阻力。在钻井液增大钻井液流入地层空隙的阻力。在钻井液中加入桥堵剂。中加入桥堵剂。 注谷壳、锯末稠钻井液堵漏。对非注谷壳、锯末稠钻井液堵漏。对非油气层中的裂缝性漏失,注入水泥或胶油气层中的裂缝性漏失,注入水泥或胶质水
9、泥堵漏。对油、气层中发生的裂缝质水泥堵漏。对油、气层中发生的裂缝性漏失,采用注石灰乳钻井液对裂缝性性漏失,采用注石灰乳钻井液对裂缝性油、气层进行暂时性封堵。油、气层进行暂时性封堵。 直接从井口投入大体积直接从井口投入大体积和长纤维封堵物。采用欠和长纤维封堵物。采用欠平衡压力钻井技术。平衡压力钻井技术。 第三节 卡钻类型及处理卡钻类型及处理卡钻:钻具陷在井内不能自由活动的现象。一、沉砂卡钻一、沉砂卡钻 接单根或起钻卸开立柱后,钻井液倒返甚至喷势很大; 开泵循环时,泵压很高或憋泵; 钻具上提遇卡、下放遇阻,且上提下放越来越困难,转动时阻力很大甚至不能转动。二、井塌卡钻二、井塌卡钻第七章第七章 钻井
10、事故钻井事故 7-3卡钻类型及处理卡钻类型及处理1、地层坍塌的原因(1)地质方面的原因:原始地应力;地层的构造状态;岩石本身的性质;泥页岩孔隙压力异常;高压油气层的影响。坍塌卡钻示意图 原始地应力示意图第七章第七章 钻井事故钻井事故 7-3卡钻类型及处理卡钻类型及处理 (2)物理化学方面的原因:水化膨胀;毛细管作用;流体)物理化学方面的原因:水化膨胀;毛细管作用;流体静压力。静压力。 (3)工艺方面的原因:钻井液液柱压力;钻井液的性能和)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;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
11、;井喷引起井塌。压力激动;井喷引起井塌。 2、井壁坍塌的特征、井壁坍塌的特征 (1)大块泥饼和小块地层脱落,换钻头后下钻不能到底;)大块泥饼和小块地层脱落,换钻头后下钻不能到底; (2)钻井液中携带有大块未切削的上部岩石;)钻井液中携带有大块未切削的上部岩石; (3)钻进中突然发生蹩钻,上提遇阻,泵压上升,憋泵甚至)钻进中突然发生蹩钻,上提遇阻,泵压上升,憋泵甚至钻具不能转动等现象。钻具不能转动等现象。第七章第七章 钻井事故钻井事故 7-3卡钻类型及处理卡钻类型及处理 3、井壁坍塌的预防、井壁坍塌的预防 (1)设计合理的井身结构)设计合理的井身结构 (2)尽量减少套管鞋以下的大井眼预留长度)尽
12、量减少套管鞋以下的大井眼预留长度 (3)调整钻井液性能使其适应钻进地层)调整钻井液性能使其适应钻进地层 (4)保持钻井液液柱压力)保持钻井液液柱压力 (5)减少压力激动)减少压力激动 (6)使用具有防塌性能的钻井液)使用具有防塌性能的钻井液 4、井塌卡钻的处理、井塌卡钻的处理4、井塌卡钻的处理、井塌卡钻的处理三、压差卡钻(泥饼粘附卡钻)三、压差卡钻(泥饼粘附卡钻) 1、定义:当井下钻具静止不动时,在井下压差作用下,钻柱的一部分会贴于井壁,与井壁泥饼粘合在一起,静止时间越长则钻具与泥饼的接触面积越大,由此而产生的卡钻称为压差卡钻,也称为粘附卡钻或泥饼卡钻。 2、现象:钻具无法上下活动或转动,但能
13、够开泵循环,且泵压正常稳定。 3、原因:钻井液密度过大;失水量大,泥饼厚而疏松;泥饼粘滞系数大。第七章第七章 钻井事故钻井事故 7-3卡钻类型及处理卡钻类型及处理4、预防:(1)使用中性钻井液,如油基钻井液、油包水钻井液,或者阳离子体系钻井液,(2)搞好固控工作(3)最低的钻井液密度压差不得超过35MPa (4)合理的钻柱结构5、粘吸卡钻的处理(1)强力活动(2)震击解卡(3)浸泡解卡剂第七章第七章 钻井事故钻井事故 7-3卡钻类型及处理卡钻类型及处理四、键槽卡钻四、键槽卡钻现象:(1)钻进正常,泵压正常;(2)钻杆接头偏磨严重;(3)下钻不遇阻,但起钻 到狗腿处常遇卡;(4)能下放但不能上提
14、,严重时可卡死。预防:(1)避免出现狗腿;(2)起下钻时应在键槽井段反复划眼;(3)在键槽井段低速慢起。第七章第七章 钻井事故钻井事故 7-3卡钻类型及处理卡钻类型及处理五、缩径卡钻五、缩径卡钻 1、遇阻的位置固定, 2、循环时泵压增大, 3、上提困难下放容易, 4、起出的钻杆接头的上部经常有松软泥饼。六、卡钻事故的一般处理方法六、卡钻事故的一般处理方法 1、上提、下放和转动钻具解卡。 2、浴井解卡。井内泡油、泡盐水、泡酸或采用清水循环。 3、上击、下击解卡。 4、倒扣套铣解卡。 5、爆炸倒扣、套铣。 6、爆炸、侧钻新井眼。第七章第七章 钻井事故钻井事故 7-3卡钻类型及处理卡钻类型及处理第四
15、节第四节 钻具事故钻具事故1、常见的钻具事故、常见的钻具事故 钻杆、钻铤本体断; 钻杆滑扣、脱扣。2、钻具事故处理、钻具事故处理(1)卡瓦打捞筒打捞(2)打捞矛打捞(3)公锥、母锥打捞第七章第七章 钻井事故钻井事故 7-4钻具事故钻具事故第五节、落物事故第五节、落物事故1、常见的落物事故、常见的落物事故 钻头落井; 牙轮落井; 牙齿、弹子落井;金刚石齿落井,刮刀扭断 井口工具落井。2、钻具事故处理、钻具事故处理(1)井壁埋藏法(2)循环打捞法(3)磁性打捞法(4)一把抓(5)磨鞋磨铣法其他钻井技术及作业其他钻井技术及作业8-1 井下复杂情况及事故处理井下复杂情况及事故处理落物事故落物事故复习思
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