井下故障案例分析課件

一、附圖是某井的生產(chǎn)管柱圖，下泵底部帶一個(gè)電子壓力計(jì)，目前用泵生產(chǎn)，正常生產(chǎn)過程中井底壓力約為5.0MPa。1、某一天操作人員在檢測井下壓力時(shí)，發(fā)現(xiàn)壓力計(jì)讀數(shù)忽高忽低不穩(wěn)定。試分析故障原因及處理辦法。2、這口井生產(chǎn)一段時(shí)間后出現(xiàn)欠載，第一次欠載后在井底壓力還有5.0MPa，往后欠載時(shí)后井底流壓出現(xiàn)越來越高現(xiàn)象，欠載越來越頻繁，甚至啟泵不到半小時(shí)就欠載，請分析原因并提出解決辦法？例題一參考答案（僅供參考）井下壓力出現(xiàn)波動(dòng)有以下原因：數(shù)據(jù)傳出信號線沒插牢固；井下壓力計(jì)接線可能有破損；井下壓力計(jì)故障；電泵吸入口異常導(dǎo)致井下壓力波動(dòng)；井下壓力計(jì)可能被砂埋住。處理方法，檢查接線是否接好，檢查壓力計(jì)接線的對地絕緣。分析油井油樣是否出砂。2、這口井生產(chǎn)一段時(shí)間后出現(xiàn)欠載，第一次欠載后在井底壓力還有5.0MPa，往后欠載時(shí)后井底流壓出現(xiàn)越來越高現(xiàn)象，欠載越來越頻繁，甚至啟泵不到半小時(shí)就欠載，請分析原因并提出解決辦法？出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能原因有：泵吸入口被堵住；電泵有問題或泵效變差；處理方法：檢查井下壓力計(jì)和泵是否正常，如果檢查設(shè)備沒什么問題很可能是泵吸入口被堵?。辉O(shè)備故障排除后可換上泵生產(chǎn)，看上泵生產(chǎn)是否正常，同時(shí)觀察井下流壓變化：如果井下流壓下降很快，且出現(xiàn)供液不足欠載現(xiàn)象，可以初步判斷這口井出砂嚴(yán)重，下泵出現(xiàn)砂埋，需要沖砂作業(yè)，下防砂管柱。如果生產(chǎn)比較穩(wěn)定，供液充足，井底流壓平穩(wěn)那么可初步判斷泵的入口堵塞或者泵效變差。解決方法:先洗井看能否把沖洗通，如果洗井后還不行，只能等檢泵作業(yè)處理。附件一：完井?dāng)?shù)據(jù)1）油層數(shù)據(jù)油組小層井段(TVD)m厚度m泥質(zhì)含量％孔隙度％含水飽和度％滲透率10-3μm2Ⅰ差油層892.9~902.46.832.829.053.2228油層902.4~914.011.120.132.344.5632水層917.8~951.327.16.637.187.24760Ⅱ疏松層964.7~972.37.629.633.719.02015上鈣層972.3~980.27.98.520.726.3624下鈣層980.2~999.919.77.121.733.2682致密層999.9~1000.70.803.61000.27水層1000.7~1010.39.6014.588.3271Ⅲ油層1019.8~1023.22.52.828.527.41361水層1030.6~1033.52.9038.510029442）射孔數(shù)據(jù)Ⅱ油組射孔數(shù)據(jù)Ⅱ油組射孔井段m厚度m斜深1097.0~1132.135.1垂深964.7~988.323.6Ⅰ油組上返射孔數(shù)據(jù)Ⅰ油組射孔井段m厚度m電測深度1011~101981002~10108990~9944孔密40孔/米，相位45/135°，發(fā)射率100%。附件二：測試數(shù)據(jù)如下附件三：管柱示意圖電潛泵常見故障分析處理故障內(nèi)容故障原因處理措施1、泵的排量低或等于零1、轉(zhuǎn)向不正確調(diào)整相序，使?jié)撚碗姳谜D(zhuǎn)2、地層供液量不足或不供液測動(dòng)液面，提高注水井注入量；井下沙堵及時(shí)處理；加深泵掛深度；地層能量衰竭，換小排量機(jī)組3、地面管線堵塞檢查閥門及回壓，熱洗地面管線4、油管結(jié)蠟堵塞進(jìn)行清蠟處理5、泵吸入口堵塞起泵進(jìn)行處理6、管柱有漏失憋壓檢查，起泵處理7、泵或分離器軸斷起泵檢查并更換機(jī)組8、泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程不夠重新選泵，并更換機(jī)組2、運(yùn)行電流偏高1、機(jī)組在彎曲井段上提或下放若干根油管2、電壓過高按需要調(diào)整電壓值3、井液粘度或密度過大校對粘度和密度，重新選泵，起井更換機(jī)組4、井液中含有泥沙或其他雜質(zhì)取樣化驗(yàn)，嚴(yán)重的可改其他方式生產(chǎn)3、運(yùn)行電流不平衡1、井下設(shè)備出現(xiàn)故障從接線盒處將電纜順時(shí)針調(diào)整一個(gè)位置，如控制柜顯示電流順次移動(dòng)，則問題在井下電機(jī)或電纜；否則不平衡原因在地面2、電源或地面設(shè)備出現(xiàn)故障將變壓器初級繞組引線順次調(diào)整一個(gè)位置，如果控制柜顯示電流相應(yīng)移動(dòng)，則問題在電源，否則故障點(diǎn)在變壓器4、機(jī)組不能啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)1、電源切斷或沒有連接檢查三相電源、變壓器、控制柜及保險(xiǎn)絲；檢查電閘是否合上2、控制柜控制線路發(fā)生故障檢查控制電源是否合適；檢查整流電路二極管是否損壞；檢查控制保險(xiǎn)是否損壞3、地面電壓過低根據(jù)電機(jī)額定電壓和電纜壓降計(jì)算出地面所需電壓，調(diào)整變壓器檔位至正確值4、電纜或電機(jī)絕緣破壞或斷路測量井下設(shè)備的三相直流電阻和對地絕緣電阻，起泵更換機(jī)組5、砂卡或井下設(shè)備機(jī)械故障做方向起泵試驗(yàn)，起泵進(jìn)行修理6、油稠粘度大，死油過多，結(jié)蠟嚴(yán)重，壓井液未替噴干凈用輕質(zhì)油或水熱洗（溫度控制在電機(jī)極限溫度以下），然后再啟動(dòng)某電泵井進(jìn)行檢泵作業(yè)，該井為Y管分采井，帶過電纜封隔器和井下安全閥。洗壓井合格后，拆采油樹，裝防噴器組，萬能試壓1500PSIx10min,回接油管掛，解封過電纜封隔器后上提油管掛至鉆臺后發(fā)現(xiàn)井口有溢流，現(xiàn)場監(jiān)督?jīng)Q定啟動(dòng)二次壓井作業(yè)，但現(xiàn)場泥漿泵卻無法啟動(dòng)，現(xiàn)場只能接管線放空，經(jīng)緊急搶修后與6小時(shí)后啟動(dòng)，開始壓井作業(yè)。（1）分析造成此次險(xiǎn)情的原因（2）提出改進(jìn)措施例題三某井砂面深度2000米，最大砂粒1.04mm，在水的自由沉降速度為0.094m/s,油井套管內(nèi)徑157.1mm，用2-7/8英寸油管清水正沖砂。求沖砂所需要的最低泵排量；當(dāng)泵排量為20m3/h時(shí)，請計(jì)算砂粒從井底上升到地面所需要的時(shí)間。例題四某井砂面深度2000米，最大砂粒1.04mm，在水的自由沉降速度為0.094m/s,油井套管內(nèi)徑157.1mm，用2-7/8英寸油管清水正沖砂。求沖砂所需要的最低泵排量；當(dāng)泵排量為20m3/h時(shí)，請計(jì)算砂粒從井底上升到地面所需要的時(shí)間。所需要的最低泵排量：

Qmin=3600×F×VminVmin=2×0.094=0.188m/sF=(D2-d2)×3.14/4=(157.12-732)×3.14/4=15190mm2=0.0152m2Qmin=3600×0.0152×0.188=10.15m3/h

當(dāng)泵排量為20m3/h時(shí)，液流的上升速度為：

V液=Q/3600/F=20/3600/0.0152=0.365m/s

砂粒從井底上升到地面所需的時(shí)間為：

t=2000/(0.365-0.094)=7380s=2小時(shí)3分例題四某油田A1井完井后，誘噴不活，試圖打開循環(huán)滑套再誘噴，開完滑套后工具回收到668米時(shí)，鋼絲從接近繩帽3-4米處斷開，造成開滑套工具串落井。該井剛完井結(jié)束立即進(jìn)行注氮、抽吸等各種誘噴仍無法誘噴活，為此下入2.5”盲錘探得管柱液面深度在350米左右；決定開循環(huán)滑套擠柴油并再次注入氮?dú)獾姆椒ㄟM(jìn)行誘噴作業(yè)；在工具下井之前，已知油、套管液柱壓力不平衡的現(xiàn)象，一旦滑套被打開，環(huán)空的壓力將會(huì)突然涌進(jìn)油管從而造成鋼絲工具串被沖頂，可能會(huì)造成井下事故的情況，但如果往油管里面灌液墊或給油管加壓都會(huì)使前面的誘噴工作前功盡棄即使打開滑套也難于奏效，因此，為了該井能盡早噴活保持原狀態(tài)打開滑套是最為有效和唯一的選擇。鋼絲作業(yè)前把套壓降至零，檢查并關(guān)閉采油樹的翼閥和放噴管匯。在開滑套時(shí)格外小心（已考慮到油、套管壓力不平衡的影響），在向下震擊第二次時(shí)工具懸重突然降低，此時(shí)意識到了工具串已被沖頂，上提時(shí)工具懸重過提了150LBS，繼續(xù)上提工具串至668米懸重突然從300LBS降到80LBS。初步判斷鋼絲被拉斷，工具串落入井中。起出檢查鋼絲已落入井中，還有兩處鋼絲被管壁磨傷的痕跡。斷口是被磨斷的，通過深度計(jì)數(shù)器的讀數(shù)判斷工具串上帶有大約3-4米鋼絲落入井里。（1） 請分析事故原因。（2）事故處理方案。（3） 類似事故預(yù)防措施。例題五（1） 請分析事故原因。油、套管液柱壓力不平衡，當(dāng)井下滑套被打開瞬間，環(huán)空的液柱壓力突然涌進(jìn)油管，從而造成鋼絲工具串被沖頂，造成鋼絲打扭，強(qiáng)度變?nèi)酰咸徜摻z工具串時(shí)造成井下事故。（2）事故處理方案。1）下鉛模取資料，以確認(rèn)魚頂情況；2）下盲錘砸鋼絲；3）撈落魚鋼絲；4）撈落魚工具串。（3） 類似事故預(yù)防措施。1）在鋼絲入井前檢查確認(rèn)鋼絲合格。2）開滑套前平衡油、套管之間的壓力。3）開滑套時(shí)每次震擊的間隔時(shí)間適當(dāng)長些,以便滑套處于平衡位置時(shí)有充分的時(shí)間進(jìn)行平衡。4）在不能確認(rèn)油、套管之間的壓力平衡的情況下選擇下入防沖頂工具。例題五某電泵井泵的排量150方，楊程1500米，機(jī)功率91.5HP，額定電流45A,額定電壓1290V。欠載電流設(shè)置26A，過載電流54A這口從2011年1月份開始出現(xiàn)欠載，生產(chǎn)幾天左右就會(huì)出現(xiàn)欠載一次，為搞清楚欠載原因進(jìn)行了產(chǎn)能測試。（見測試數(shù)據(jù)表）2011年1月22日12:30壓力計(jì)順利下至3056m，上提至3053m，17:16套壓恢復(fù)至1050psi，打開套管閥卸套壓，19:31以26/64"油嘴，開手動(dòng)翼閥，19:48啟泵進(jìn)行產(chǎn)能測試，電泵頻率為50Hz，中控開始記錄相關(guān)產(chǎn)能數(shù)據(jù)，并每四小時(shí)從測試管匯取樣分析含水。分析計(jì)算：1、 計(jì)算這口井的地層壓力系數(shù)？2、 計(jì)算產(chǎn)液指數(shù)？3、 在產(chǎn)能測試結(jié)束時(shí)泵的沉沒度大約多少？（在井底條件下密度按0.790算）？例題六某油田A3井是一口生產(chǎn)井，9-5/8〞套管完井的單層生產(chǎn)的油井，電潛泵生產(chǎn)井，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：① 套管：9-5/8”，47lb/ft② 油管：31/2”FOX，9.3lb/ft③ 油層及泵掛垂深：4593ft（1399.9m）④ 要求下泵后的日產(chǎn)液量（校正后的）999.45BPD（159方/天）⑤ 井底流壓：695Psi（48.65大氣壓）⑥ 地層液體密度略為1⑦ 井口壓力忽略不計(jì)⑧ g=10N/kg計(jì)算動(dòng)液面高度：例題七某油田A3井是一口生產(chǎn)井，9-5/8〞套管完井的單層生產(chǎn)的油井，電潛泵生產(chǎn)井，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：① 套管：9-5/8”，47lb/ft② 油管：31/2”FOX，9.3lb/ft③ 油層及泵掛垂深：4593ft（1399.9m）④ 要求下泵后的日產(chǎn)液量（校正后的）999.45BPD（159方/天）⑤ 井底流壓：695Psi（48.65大氣壓）⑥ 地層液體密度略為1⑦ 井口壓力忽略不計(jì)⑧ g=10N/kg計(jì)算動(dòng)液面高度：油管液柱壓力＝動(dòng)液面液柱壓力+井底流壓即：H動(dòng)＝H油-H井底H動(dòng)＝1399.9－（48.65×10）＝913.4m（約等于900米）例題七某氣井在系統(tǒng)試井過程中，采用逐級縮小油嘴的方法進(jìn)行測試，在完成最后一個(gè)工作制度的梯度測試后，上提工具串發(fā)現(xiàn)張力劇烈波動(dòng)，最大至600lbs，當(dāng)拉力增至700lbs時(shí)，鋼絲被井下安全閥切斷（井下安全閥控制管線考克從接井時(shí)一直處于關(guān)閉狀態(tài)），測壓工具串及800余米鋼絲落井。鋼絲落井原因分析：在試井過程中，在大油嘴狀態(tài)下油井產(chǎn)量高、井口溫度高，隨著油嘴的縮小，產(chǎn)量及井口溫度隨之降低。由于井下安全閥控制管線上考克處于關(guān)閉狀態(tài)，井內(nèi)控制管線及井下安全閥中的液壓油體積收縮，使安全閥關(guān)閉，在沒有確認(rèn)井下安全閥打開的情況下盲目增大拉力，導(dǎo)致鋼絲被閥板切斷，造成工具落井事故。如何避免：1、交接井后對液控管線上的閥門要進(jìn)行開關(guān)確認(rèn)；2、上提工具串遇阻時(shí)不要盲目增大拉力，先檢查井下安全閥是否打開；3、在作業(yè)期間縮短巡檢時(shí)間間隔，發(fā)現(xiàn)控制井下安全閥液控壓力降低，及時(shí)補(bǔ)壓。例題八某電泵井進(jìn)行檢泵作業(yè)，該井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為：斜深：2301m；垂深：1197.32m；造斜段：360m~858m；最大井斜：74°；套管：7”；生產(chǎn)油管：2-7/8”EUEN80；過電纜封隔器斜深800m。洗壓井合格后，拆采油樹，裝防噴器組，萬能試壓1500PSIx10min,回接油管掛，解封過電纜封隔器，在36T-45T之間活動(dòng)2Hrs，不能解封過電纜封隔器，繼續(xù)上提管柱至54T，指重表穩(wěn)住，管柱上移，有解封跡象，反復(fù)多次，上提懸重升至60.8T，此時(shí)，油管掛在萬能防噴器位置（現(xiàn)場分析封隔器已經(jīng)解封），為防止井噴后無法控制，上提至67.5T，提出油管掛，發(fā)現(xiàn)控制管線仍在油管掛上，但電纜已經(jīng)脫落，井口可看見電纜護(hù)罩,綁帶及電纜在下一根油管上。為防止電纜落井，造成復(fù)雜化，繼續(xù)起油管，取出井內(nèi)電纜，此時(shí)上提懸重為72T。停止起管柱，反擠壓井液憋壓，證明環(huán)空與地層不連通。停止作業(yè)，向陸地匯報(bào)現(xiàn)場情況，等待下步作業(yè)指令。正確的做法是怎樣？例題九某電泵井進(jìn)行檢泵作業(yè)，該井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為：斜深：2301m；垂深：1197.32m；造斜段：360m~858m；最大井斜：74°；套管：7”；生產(chǎn)油管：2-7/8”EUEN80；過電纜封隔器斜深800m。洗壓井合格后，拆采油樹，裝防噴器組，萬能試壓1500PSIx10min,回接油管掛，解封過電纜封隔器，在36T-45T之間活動(dòng)2Hrs，不能解封過電纜封隔器，繼續(xù)上提管柱至54T，指重表穩(wěn)住，管柱上移，有解封跡象，反復(fù)多次，上提懸重升至60.8T，此時(shí)，油管掛在萬能防噴器位置（現(xiàn)場分析封隔器已經(jīng)解封），為防止井噴后無法控制，上提至67.5T，提出油管掛，發(fā)現(xiàn)控制管線仍在油管掛上，但電纜已經(jīng)脫落，井口可看見電纜護(hù)罩,綁帶及電纜在下一根油管上。為防止電纜落井，造成復(fù)雜化，繼續(xù)起油管，取出井內(nèi)電纜，此時(shí)上提懸重為72T。停止起管柱，反擠壓井液憋壓，證明環(huán)空與地層不連通。停止作業(yè)，向陸地匯報(bào)現(xiàn)場情況，等待下步作業(yè)指令。正確的做法：1）緩慢逐級上提管柱，每增加5T，觀察3min；2）解封后，靜待15mins等膠筒恢復(fù)；3）緩慢將油管掛提至轉(zhuǎn)盤面進(jìn)行觀察15mins，進(jìn)一步檢查油井是否壓好；4）若出現(xiàn)井涌、溢流、氣泡現(xiàn)象等可打開井下安全閥進(jìn)行正循環(huán)壓井。分析造成目前狀況的原因:1）違反過電纜封隔器解封操作規(guī)程（按正常操作規(guī)程進(jìn)行電纜封隔器解封，應(yīng)該在每次提高噸位時(shí)靜止觀察3-5min，等待膠筒恢復(fù)。上提解封時(shí)最高提升拉力不能超過2-7/8”EUEN80油管的安全拉力65.75T。）2）封隔器未解封或解封后膠筒未恢復(fù)3）油管上提時(shí)超過安全拉力被拉長變形4）電纜老化或質(zhì)量問題例題九某井在修井作業(yè)時(shí)，壓井作業(yè)結(jié)束后，在起舊的生產(chǎn)管柱時(shí)，出現(xiàn)了井涌。修井前鋼絲測壓得本井油組壓力系數(shù)為1.01（6個(gè)月之前），使用油田注入水（SG1.03）壓井合格后，在后續(xù)作業(yè)過程中多次出現(xiàn)井筒不穩(wěn)定，井口“開鍋”，且井筒存在漏失，靜漏失速度0.5m3/h，循環(huán)井筒半周后上述現(xiàn)象仍未好轉(zhuǎn)，開始起鉆，每起5根油管后灌漿1次，起出150米管柱后泥漿回流槽出現(xiàn)溢流，司鉆發(fā)出井涌警報(bào)，井隊(duì)最終采取相應(yīng)措施后控制住局面，現(xiàn)場有15m3PRD暫堵劑及可配制SG1.08壓井液150m3。1、分析該井出現(xiàn)井涌的原因。出現(xiàn)井涌條件:1）井內(nèi)環(huán)形空間泥漿靜液壓力小于地層壓力;2） 井涌地層具有必要的滲透率以允許液體流入井內(nèi)。該井出現(xiàn)井涌的原因：1）起鉆時(shí)井內(nèi)沒灌滿泥漿;2）過大的抽汲壓力;3）泥漿比重不夠;4）循環(huán)漏失;2、處理和預(yù)防措施1）當(dāng)壓井液灌滿井筒從出口開始返出時(shí)，絕不能認(rèn)為井已經(jīng)被壓住，還應(yīng)繼續(xù)循環(huán)；2）直到井口壓力和泵壓平衡，進(jìn)口與出口液體排量相當(dāng)，比重幾乎不變，返出液體內(nèi)無氣泡；3）停泵觀察30分鐘以上，井口沒有壓井液外溢現(xiàn)象時(shí)，才能認(rèn)為井被壓住了，否則不能急于抬井口進(jìn)行起下作業(yè)；4）起鉆過程中應(yīng)保持井筒灌滿，起鉆速度不宜太快，避免發(fā)生抽汲壓力；5）如果情況持續(xù)惡化，根據(jù)現(xiàn)場材料向地層擠入一定量的暫堵劑和使用SG1.08壓井液重新壓井。某油田D17井在設(shè)計(jì)生產(chǎn)管柱時(shí)，下入Y型電泵生產(chǎn)管柱，以便于氣竄時(shí)卡氣。2001年初，該井套壓升高（為3.6MPa），且套壓閥長期開啟，已有氣竄征兆。該井由機(jī)采停泵后直接轉(zhuǎn)自噴生產(chǎn)，日產(chǎn)氣2萬方，氣油比120m3/m3。2001年4月份某天因油田關(guān)停該井關(guān)井，恢復(fù)生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)人員發(fā)現(xiàn)在清蠟閥和翼閥之間有間斷的金屬撞擊聲。D17井生產(chǎn)管柱圖（14#工作筒的堵塞器不帶鎖鍵）

分析是何物被沖到了井口：如何處理：例題十一分析是何物被沖到了井口：從管柱圖分析，因該井出氣量大，壓力高，可能將Y堵頭沖到了井口，撞擊采油樹壓蓋或翼閥和清蠟閥。Y堵頭只是下定位，即通過堵頭的臺階坐落在Y堵坐落接頭的臺階上，防止Y堵頭下行，但不能防止上行。電泵生產(chǎn)時(shí)泵出口（即Y堵頭以上）壓力高于泵入口（即Y堵頭以下）壓力，Y堵頭密封并不移位。當(dāng)轉(zhuǎn)自噴生產(chǎn)以后，由于該井地層壓力較高，泵出口（即Y堵頭以上）壓力低于泵入口（即Y堵頭以下）壓力，在此壓力作用下Y堵頭被沖到井口。如何處理：1）鋼絲作業(yè)鋼絲作業(yè)確認(rèn)為Y堵頭脫落，并將其撈起2)隔離采油樹將其取出例題十一某井為電潛泵生產(chǎn)井，因電潛泵故障躺井，需要進(jìn)行檢泵修井。在電潛泵修井時(shí)，需要進(jìn)行壓井作業(yè)，該井躺井前下入1000m3/1500m電泵，生產(chǎn)平穩(wěn)后測試日產(chǎn)液944m3/d，產(chǎn)油345m3/d，含水63.5％，氣油比為180m3/m3，泵