钻井事故处理与典型事故处理实例

2、事故的种类、发生的原因及预防与处理
卡钻事故发生的原因、预防与处理 （砂桥卡钻）
卡 钻 事 故
主 要 特 征 1、起下钻时有阻卡，开泵循环、活动钻具可解除 2、阻卡井段基本固定 3、正常钻进时，扭矩略有波动
主 要 原 因
预 防 措 施 处 理 方 法
1、松软地层钻速快，井筒岩屑浓度高，停止循环后，钻屑迅速 沉积在小井眼处 2、钻井液切力低，携岩性能差 3、脆性泥页岩剥落后，岩屑堆积在小井眼井段
2、事故的种类、发生的原因及预防与处理
卡钻事故 •卡钻事故发生的原因、预防与处理 •卡钻事故处理通则 •卡钻事故处理程序 钻具断落事故 井下落物事故 下套管作业中的复杂与事故 注水泥作业中的复杂与事故
2、事故的种类、发生的原因及预防与处理
卡 钻柱在井内某井段被卡，致使整个钻柱失去自由（不能 钻 上下活动和转动） 叫做卡钻。由于造成卡钻的原因不同， 事 卡钻按其性质分为粘吸卡钻、坍塌卡钻、砂桥卡钻、缩径卡 故 钻、键槽卡钻、泥包卡钻、落物卡钻和钻头干钻卡钻等 。
地质因素
序号 项目 类别 产生复杂的主要原因 含高岭土、蒙托石、云母等硅酸 剥落、掉块等井壁不 泥页岩 盐矿物，具有可塑性、吸附性和 稳定 膨胀性。 含石英、燧石块、大小悬殊、泥 砂砾岩 蹩、跳、渗漏 质胶结的不均匀性。 1 岩性 砂砾岩 含石英、长石胶结物为铁质、钙 极强的研磨性、跳钻 粉砂岩 质和硅质，具有极高的硬度 有弹性迟滞和弹性后效现象，易 石膏、岩盐层 蠕变、缩径 蠕动、易溶解、易垮塌 主要成分CaO、MgO和CO2等有 碳酸岩层 形成溶剂与裂缝 溶解与重结晶等作用。 高密度钻井液中高固相含量、恶 钻速漫、滤饼厚、压 地层 高孔隙压力 化钻井液性能，加大井底压差 差大、井涌、溢流 2 压力 低破裂压力 使用堵漏材料，恶化钻井条件 井漏、堵漏 地层变形产生裂缝与内应力和大 褶皱 井斜、漏失、井塌 地质 倾角地层 3 构造 断层 地层变位产生断裂与断层 井斜、漏失 主要复杂 性质 可能引发 的事故 起下钻阻卡，可造成沉 砂卡钻 粘扣、粘卡、断钻具、 掉牙轮 钻头缩径、掉牙轮、掉 钻具 起下钻阻卡、卡钻 产生漏失、阻卡、卡钻 压差卡钻、井喷 卡钻、井塌 卡钻 卡钻
卡钻事故发生的原因、预防与处理 （粘吸卡钻）
卡 钻 事 故
主 要 特 征 主 要 原 因 预 防 措 施 1、循环正常、泵压无变化 2、发生在钻具静止时间较长时 3、被卡部位主要在钻铤 4、随时间推移，卡点上移，粘卡井段增长，卡得越牢 1、井壁存在疏松的厚泥饼 2、滤饼存在强负电力场 3、钻井液柱压力与地层孔压差值较大 4、钻柱与井径直径差值小 5、井斜角较大 1、使用中性钻井液或阳离子钻井液 2、钻井液中加入润滑剂 3、减少钻具在井内静止时间 4、降低钻井液密度实现近平衡压力钻井 5、使用优质加重剂 6、在钻柱中加入螺扶和加重钻杆，减少大直径钻铤，并加入随钻震击器 7、提高井身质量，减少井斜角 1、上下活动钻具 2、使用震击器解卡 3、浸泡与震击 4、套铣、倒扣 5、侧钻
1、发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则
造 成 井 下 复 杂 与 事 故 的 因 素
工程因素
序号 项目 主要技术要求 1 井身结构 套管封固不同压力层系与不稳定地层。 主要作用 防塌、防卡、防喷、防漏。 清洗井底、净化井筒、防卡、防 钻井泵排量可调，有足够的功率。 钻头泥包。 2 钻井设备 转盘软特性，转速可调。 防蹩、防断。 顶驱。 及时处理复杂，减少卡钻。 固控完好，处理量满足要求。 降低固相含量。 3 井控设备 压力级别与地层压力匹配，试压合格。 防喷、节流压井。 根据地层岩性、压力，选择合适的类型与性能参 防塌、防卡、防钻头泥包、提高 4 钻井液 数。 钻速。 根据地层岩性、倾角、钻井工艺条件选择钻具结 5 钻具结构 防斜、防断、防振、防卡、防掉。 构及井下工具。 提供钻进中井下真实动态、信息， 6 钻井仪表 要求全面准确反映钻井参数。 准确及时判断井下情况。 7 钻头选择 根据地层可钻性选择钻头类型与钻进参数。 提高钻速，防掉、防跳。 防止操作失误、违规，使井下情 8 操作技术 严格遵守钻进中各项技术操作规程和技术标准。 况复杂化或造成更大事故。 应急或处 准确判断井下情况，制订正确的处理措施，及时 减少失误，减少时间损失，提高 9 理措施 分析，修正处理方案，具有多种应急手段。 事故处理效率和一次成功率。 钻井用器 少发生或不发生井下事故，保证 10 质量合格、性能可靠。 材与工具 顺利钻进。
上提遇卡
下放遇阻 活动正常 正常 增高 B
A
A
A
A
Βιβλιοθήκη Baidu
A
A
A
A
B B B A1 B B
B A1 A A
B
泵压变 化情况
缓慢下降
突降 蹩泵 正常 B A1 B
A
A
A2
B
B
B
井口流 量变化
减少
增加
不返 A2 加快 减慢 无进尺 A
A
B A B A
机械钻 速变化
1、发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则 井下事故诊断
处 理 方 法
2、事故的种类、发生的原因及预防与处理
卡钻事故发生的原因、预防与处理 （坍塌卡钻）
卡 钻 事 故
主 要 特 征 主 要 原 因 预 防 措 施 处 理 方 法 1、钻进中扭矩增大，泵压升高 2、钻具上提遇卡，下放遇阻 3、起下钻时阻卡严重，循环后阻卡减轻或清除 4、划眼时井口返出大量岩屑，呈块状或片状 1、地质方面的原因，如断层面、构造褶皱带、地层倾角大、胶结差、破碎带、 压力异常带等 2、物理方面原因，如泥页岩水化膨胀 3、钻井工艺方面原因，如钻井液密度低、流变性差、起下钻压力激动与抽吸等 1、优化井身结构设计，封固易坍塌层和高压层等 2、使用防塌钻井液，防止地层水化膨胀 3、保持井筒有足够的液柱压力，并减少压力激动 4、调整钻井液流变性 1、钻井液回流，应停止下一步作业，开泵循环、划眼，使井筒畅通 2、注入高粘钻井液带砂，不让坍塌岩屑堆积 3、不能恢复循环时，进行套铣、倒扣
1、发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则
井 下 复 杂 与 事 故 的 处 理 原 则
科学诊断原则
科学诊断原则就是还原复杂与事故的本来面貌。这一原 则应贯穿在处理的全过程中。要认真收集现场（井下）第一 手资料，特别是操作者提供的直接信息。科学的分析，去伪 存真，准确地描绘井下情况，切忌主观臆断，或仅凭以往的 经验，武断做出结论。在处理过程中还应对井下情况进行必 要的计算和草图绘制，以及时纠正或补充处理方案，使处理 方案尽可能切合实际，做到“事半功倍”，少犯错误，加快 处理进度，减少经济损失 。
1、发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则
井 下 复 杂 与 事 故 的 处 理 原 则
经济原则
根据事故性质、地质条件、工具、器材供应状况、技术手段等，全 面分析、评估事故处理的时间与费用。根据处理方案对比，经济合算， 则继续处理下去，若处理时间长，费用太高，则停止处理，另想其它办 法，如条件许可，移井位重钻或原井眼填井侧钻等。 事故处理费用包括：①预计事故处理时间的钻机日费；②处理事故 时井下工具、钻具的租赁费；③处理事故消耗的材料费；④技术服务费 或其它费用。 移井位费用预算：①搬迁费；②钻前工程费；③钻达事故井深的进 尺费。 填井侧钻费用预算：①技术服务费（打水泥塞费、测井费、侧钻工 具与人工费等）；②材料费；③钻达事故井深的时间费用。 “钻井工程事故处理与典型事故处理实例”培训教材，主要参考蒋 希文编著的《钻井事故与复杂问题》（石油工业出版社出版）一书。典 型事故、处理实例是选取了三个不同探区的深探井中不同性质事故的具 体处理方法。对我们从事现场具体技术工作或遇到类似的事故处理中可 吸取经验与教训，开阔视野，少犯错误，更好地做好本职工作 。
钻 井 监 督 培 训 教 材
贾仲宣
2004年11月8日
目 录
1 发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则 2 事故的种类、发生的原因及预防与处理
3 处理事故中的主要技术工具
4 处理钻井工程事故中应主要关注的问题 5 典型钻井工程事故处理实例
前言
钻井是一项隐蔽的地下工程，存在着大量的模糊性、随机 性和不确定性，是一项真正的高风险的作业。对象是地层岩石， 目标是找油找气。在钻井作业中，由于对深埋在地壳内的岩石 的认识不清（客观因素）或技术因素（工程因素）以及作业者 决策的失误（人为因素），往往会产生许多井下复杂情况，甚 至造成严重的井下事故，轻者耗费大量人力、财力和时间，重 者将导致油气资源的浪费和全井的废弃。据近年来的钻井资料 分析，在钻井过程中，处理井下复杂情况和钻井事故的时间， 约占钻井总时间的3%~8%。正确处理因地质因素产生的井下复 杂情况，避免或减少因决策失误、处理不当而造成的井下事故 是提高钻井速度，降低钻井成本的重要途径，也是钻井工程技 术人员（包括现场钻井监督）的主要任务和基本功。
1、发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则
造成井下复杂与事故的因素 • 地质因素 • 工程因素 复杂与事故的诊断 • 井下复杂情况诊断 • 井下事故诊断 井下复杂与事故的处理原则 • 安全原则 • 快捷原则 • 科学诊断原则 • 经济原则
1、发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则
造 成 井 下 复 杂 与 事 故 的 因 素
2、事故的种类、发生的原因及预防与处理
卡钻事故发生的原因、预防与处理
卡 卡钻事故一般发生在钻进、接单根、循环钻井液和起下 钻 钻过程中，钻柱落井也容易造成卡钻。为了对比各种不同卡 事 钻的主要特征、发生原因、预防措施和处理方法，将8种不 故 同性质的卡钻列入下面的表中 。
2、事故的种类、发生的原因及预防与处理
1、发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则
井 下 复 杂 与 事 故 的 处 理 原 则
快捷原则
复杂与事故随着时间的推移而恶化，尤其是卡钻事故与 井喷事故，要求在短期内进行处理，不能延误时间。快捷原 则体现在迅速决策制订处理方案。甚至制订几套处理方案， 迅速组织处理工具与器材，加快处理作业进度，协调工序衔 接，减少组织停工。同时有几套处理方案时应优选其中最有 把握、最省时、风险最小的方案。实施第一方案时，同时准 备第二方案。要做到心中有数，要有预见性，不能看一步， 走一步，时间就是效益。旷日持久、劳师无功，必然会影响 信心，降低士气，精力分散，更容易出问题。要做到处理一 次，有一次收获，增加一份信心，提高一份士气 。
诊断依据 复杂类型 扭矩增加 扭矩减小 A 卡钻 钻具断落 钻头 落井 A 井内落物 钻头上 钻头下 A A 井喷 B
复 杂 与 事 故 的 诊 断
转盘转 动状况
跳钻
蹩钻 不能转动 A A A A B B B A B A B B 上提遇卡 下放遇阻 A
A1
A
钻具运 动状态 悬重变化 泵压变 化情况
正常
1、发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则 井下复杂情况诊断
诊断依据
复 杂 与 事 故 的 诊 断
转盘转 动状况 钻具运 动状态
复杂类型 井 漏 扭矩正常 B
扭矩增大 蹩钻
井 塌
A
沉砂 (砂桥)
A
溢 流
泥 包
缩 径
键 槽
钻具 刺漏
B
牙轮 卡死
A1 A2
其它 钻头水 眼刺掉 B
钻头 水眼堵
A1 A1 A2
下降 正常 上升 下降 正常 增大 减小 不返 减慢 无进尺 A A A A B B B A
井口流 量变化 机械钻 速变化
1、发生井下复杂与事故的因素、诊断及处理原则
井 下 复 杂 与 事 故 的 处 理 原 则
安全原则
井下复杂与事故多种多样，井下情况千变万化，处理方 法、处理工具多种多样。“魔高一尺、道高一丈”。但总的 原则是将“安全第一”的思想，贯彻到事故处理全过程。从 制订处理方案、处理技术措施、处理工具的选择以及人员组 织等均应有周密的策划。重大事故还应制订应急方案，如井 喷、着火等。在处理井下复杂过程中，尤为小心，稍有不慎， 就可能造成事故。而在处理事故过程中的失误又可能使事故 更加恶化。安全原则体现在对事故性质、井下情况准确分析 和判断的基础上。在处理中使事故严重程度逐渐减轻，不致 加重。因此，入井工具、器材、药品，严格质量检验，下得 去，能起出，用得上。操作人员应熟知入井打捞工具的结构 和正确使用方法 。处理方案中还应包括人员设备的防护 和环境保护等措施 。