《石油鉆井安全事故》

§7-1概述§7-2井噴及井漏§7-3卡鉆事故的類型本章6學(xué)時編輯ppt第七章鉆井事故第一節(jié)概述一、鉆井事故的原因地質(zhì)因素工程因素孔隙壓力大小地層結(jié)構(gòu)軟硬壓力系統(tǒng)上下作業(yè)的隱蔽性作業(yè)的復(fù)雜性地質(zhì)資料不全不準(zhǔn)編輯ppt二、處理井下事故的原那么1、平安的原那么：處理井下事故，一定要保證人員、設(shè)備的平安2、快速的原那么：迅速地決策，迅速地組織，迅速的施工。3、靈活的原那么：靈活機動、掌握關(guān)鍵信息，多套方案。4、經(jīng)濟的原那么：經(jīng)濟是事故處理必須遵循的原那么各種處理方案的平安性、有效性、工藝的難易程度、工具材料費用、占用鉆機時間、環(huán)境影響等方面進行綜合評估，在經(jīng)濟上合得來那么干，合不來那么止。此路不通，另走他路。發(fā)生事故本已造成了經(jīng)濟損失，處理事故的原那么是把這種損失降到最低限度，而不是增加本錢。編輯ppt一、井噴1、定義：地層流體無控制地進入井內(nèi)，使井內(nèi)鉆井液噴出井口超過轉(zhuǎn)盤面的現(xiàn)象。井噴的原因與溢流的原因相同。第七章鉆井事故§7-2井噴、井漏處理(1)井控意識不強，思想麻痹，違章操作。〔2〕起鉆抽吸，造成誘噴。(3)起鉆不灌鉆井液或沒有灌滿。(4)不能及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)溢流。(5)發(fā)現(xiàn)溢流后處理措施不當(dāng)。(6)井口不安裝防噴器。2、井噴的原因：編輯ppt(7)井控設(shè)備的安裝及試壓不符合要求。(8)井身結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。(9)對淺氣層的危害性缺乏足夠的認識。(10)地質(zhì)設(shè)計未能提供準(zhǔn)確的地層孔隙壓力資料。(11)空井時間過長，又無人觀察井口。(12)鉆遇漏失層段發(fā)生井漏未能及時處理或處理措施不當(dāng)。(13)相鄰注水井不停注或未減壓。(14)鉆井液中混油過量或混油不均勻，造成液柱壓力低于地層孔隙壓力。第七章鉆井事故§7-2井噴、井漏處理井噴的原因3、井噴的處理：地面滅火壓井；打救援井壓井。編輯ppt二、井漏1、井漏的原因及類型〔1〕井漏原因井內(nèi)鉆井液液柱壓力加大于地層破裂壓力。地層破裂壓力異常低，巖層孔隙度大、滲透性好，或有裂縫、溶洞等；鉆井工藝措施不當(dāng)。如鉆井液密度大、壓力過高，或開泵過猛以及下鉆速度過快而造成井下壓力沖動等?！?〕井漏易出現(xiàn)的地層松散的或高滲透率的地層；天然裂縫性地層；誘導(dǎo)性的裂縫性地層；洞穴性地層。第七章鉆井事故§7-2井噴、井漏處理編輯ppt〔3〕井漏類型滲透性漏失：淺井段膠結(jié)疏松的砂、礫巖層。漏速不大，一般在10m3／h以內(nèi)。裂縫性漏失：自然裂縫發(fā)育的地層。有井下蹩跳、鉆速加快等現(xiàn)象。漏速一般為20～100m3／h不等。溶洞性漏失：石灰?guī)r地層〔長時間溶蝕有大溶洞存在〕。會出現(xiàn)鉆具放空，鉆井液只進不出。漏速一般在100m3／h以上，屬最嚴(yán)重的井漏。第七章鉆井事故§7-2井噴、井漏處理編輯ppt〔1〕滲透性井漏的處理〔2〕裂縫性漏失的處理〔3〕溶洞性漏失的處理第七章鉆井事故§7-2井噴、井漏處理井漏的處理降低井下壓差；降低鉆井液密度，采用平衡鉆井。適當(dāng)提高鉆井液粘度和切力，以增大鉆井液流入地層空隙的阻力。在鉆井液中參加橋堵劑。注谷殼、鋸末稠鉆井液堵漏。對非油氣層中的裂縫性漏失，注入水泥或膠質(zhì)水泥堵漏。對油、氣層中發(fā)生的裂縫性漏失，采用注石灰乳鉆井液對裂縫性油、氣層進行暫時性封堵。直接從井口投入大體積和長纖維封堵物。采用欠平衡壓力鉆井技術(shù)。編輯ppt第三節(jié)卡鉆類型及處理卡鉆：鉆具陷在井內(nèi)不能自由活動的現(xiàn)象。一、沉砂卡鉆接單根或起鉆卸開立柱后，鉆井液倒返甚至噴勢很大；開泵循環(huán)時，泵壓很高或憋泵；鉆具上提遇卡、下放遇阻，且上提下放越來越困難，轉(zhuǎn)動時阻力很大甚至不能轉(zhuǎn)動。二、井塌卡鉆第七章鉆井事故§7-3卡鉆類型及處理編輯ppt1、地層坍塌的原因〔1〕地質(zhì)方面的原因：原始地應(yīng)力；地層的構(gòu)造狀態(tài)；巖石本身的性質(zhì)；泥頁巖孔隙壓力異常；高壓油氣層的影響。坍塌卡鉆示意圖原始地應(yīng)力示意圖第七章鉆井事故§7-3卡鉆類型及處理編輯ppt〔2〕物理化學(xué)方面的原因：水化膨脹；毛細管作用；流體靜壓力。〔3〕工藝方面的原因：鉆井液液柱壓力；鉆井液的性能和流變性；井斜與方位的影響；鉆具組合；鉆井液液面下降；壓力沖動；井噴引起井塌。2、井壁坍塌的特征〔1〕大塊泥餅和小塊地層脫落，換鉆頭后下鉆不能到底；〔2〕鉆井液中攜帶有大塊未切削的上部巖石；〔3〕鉆進中突然發(fā)生蹩鉆，上提遇阻，泵壓上升，憋泵甚至鉆具不能轉(zhuǎn)動等現(xiàn)象。第七章鉆井事故§7-3卡鉆類型及處理編輯ppt3、井壁坍塌的預(yù)防〔1〕設(shè)計合理的井身結(jié)構(gòu)〔2〕盡量減少套管鞋以下的大井眼預(yù)留長度〔3〕調(diào)整鉆井液性能使其適應(yīng)鉆進地層〔4〕保持鉆井液液柱壓力〔5〕減少壓力沖動〔6〕使用具有防塌性能的鉆井液4、井塌卡鉆的處理編輯ppt4、井塌卡鉆的處理編輯ppt三、壓差卡鉆〔泥餅粘附卡鉆〕1、定義：當(dāng)井下鉆具靜止不動時，在井下壓差作用下，鉆柱的一局部會貼于井壁，與井壁泥餅粘合在一起，靜止時間越長那么鉆具與泥餅的接觸面積越大，由此而產(chǎn)生的卡鉆稱為壓差卡鉆，也稱為粘附卡鉆或泥餅卡鉆。2、現(xiàn)象：鉆具無法上下活動或轉(zhuǎn)動，但能夠開泵循環(huán)，且泵壓正常穩(wěn)定。3、原因：鉆井液密度過大；失水量大，泥餅厚而疏松；泥餅粘滯系數(shù)大。第七章鉆井事故§7-3卡鉆類型及處理編輯ppt4、預(yù)防：〔1〕使用中性鉆井液，如油基鉆井液、油包水鉆井液，或者陽離子體系鉆井液，〔2〕搞好固控工作〔3〕最低的鉆井液密度壓差不得超過3．5MPa〔4〕合理的鉆柱結(jié)構(gòu)5、粘吸卡鉆的處理〔1〕強力活動〔2〕震擊解卡〔3〕浸泡解卡劑第七章鉆井事故§7-3卡鉆類型及處理編輯ppt四、鍵槽卡鉆現(xiàn)象：〔1〕鉆進正常，泵壓正常；〔2〕鉆桿接頭偏磨嚴(yán)重；〔3〕下鉆不遇阻，但起鉆到狗腿處常遇卡；〔4〕能下放但不能上提，嚴(yán)重時可卡死。預(yù)防：〔1〕防止出現(xiàn)狗腿；〔2〕起下鉆時應(yīng)在鍵槽井段反復(fù)劃眼；〔3〕在鍵槽井段低速慢起。第七章鉆井事故§7-3卡鉆類型及處理編輯ppt五、縮徑卡鉆1、遇阻的位置固定，2、循環(huán)時泵壓增大，3、上提困難．下放容易，4、起出的鉆桿接頭的上部經(jīng)常有松軟泥餅。六、卡鉆事故的一般處理方法1、上提、下放和轉(zhuǎn)動鉆具解卡。2、浴井解卡。井內(nèi)泡油、泡鹽水、泡酸或采用清水循環(huán)。3、上擊、下?lián)艚饪ā?、倒扣套銑解卡。5、爆炸倒扣、套銑。6、爆炸、側(cè)鉆新井眼。第七章鉆井事故§7-3卡鉆類型及處理編輯ppt第四節(jié)鉆具事故1、常見的鉆具事故鉆桿、鉆鋌本體斷；鉆桿滑扣、脫扣。2、鉆具事故處理〔1〕卡瓦打撈筒打撈〔2〕打撈矛打撈〔3〕公錐、母錐打撈第七章鉆井事故§7-4鉆具事故編輯ppt第五節(jié)、落物事故1、常見的落物事故鉆頭落井；牙輪落井；牙齒、彈子落井；金剛石齒落井，刮刀扭斷井口工具落井。2、鉆具事故處理〔1〕井壁埋藏法〔2〕循環(huán)打撈法〔3〕磁性打撈法〔4〕一把抓〔5〕磨鞋磨銑法第八章其他鉆井技術(shù)及作業(yè)§8-1井下復(fù)雜情況及事故處理——落物事故編輯ppt復(fù)習(xí)思考題1、鉆井事故的原因2、處理井下事故的原那么3、什么叫井噴4、井噴原因：5、什么叫井漏6、井漏的原因7、井漏的類型井漏的處理8、卡鉆類型卡鉆事故的一般處理方法編輯ppt再見編輯ppt第七章鉆井事故§7-1概述鉆井事故的原因很多但主要有地質(zhì)和工程因素兩大類一、地質(zhì)因素鉆井中地層結(jié)構(gòu)有硬有軟，壓力系統(tǒng)有高有低，孔隙有大有小，如果對這些情況沒有足夠的了解，就難免要發(fā)生難以預(yù)料的問題。首先我們應(yīng)該了解設(shè)計井的地層孔隙壓力、地層破裂壓力、地層坍塌壓力及一些特殊地層〔鹽膏、軟泥巖〕的蠕變應(yīng)力，作為井身結(jié)構(gòu)和鉆井液設(shè)計的主要依據(jù)。一般地說，在同一個裸眼井段內(nèi)不能讓噴、漏層同時存在，不能讓蠕變層與漏層同時存在。如果在井身結(jié)構(gòu)上無法實現(xiàn)上述要求，而且高壓層和蠕變層在漏層的下部，那就應(yīng)對漏層進行預(yù)處理，不能盲目向深部鉆進。如果高壓層或蠕變層下部有低壓層或漏失層，那就只好把高壓層或蠕變層用套管封掉。編輯ppt其次，對一些特殊地層如在一定溫度、壓力下發(fā)生蠕變的鹽巖層、膏鹽層、富含水的軟泥巖層、吸水膨脹的泥巖層、裂縫發(fā)育容易坍塌剝落的泥巖層、煤層及某些火成巖侵人層都應(yīng)有較詳細的了解，因為這些地層是造成井下復(fù)雜的主要源。同時對一些地質(zhì)現(xiàn)象如斷層、裂縫、溶洞、特高滲透層的位置及硫化氫、二氧化碳的存在和含量也應(yīng)有所了解。以上這些資料對打成一口井來說至關(guān)重要。但地質(zhì)部門所提供的比較詳細的資料是油氣層資料，而對工程上所需要的重要資料那么提供不多，或不夠詳細，甚至有些數(shù)據(jù)與實際情況相距甚遠，即使是已經(jīng)開發(fā)的油田，由于注水開發(fā)的結(jié)果，地下的壓力系統(tǒng)變化很大，也很難以鄰井的資料作為主要依據(jù)。這就使鉆井過程往往不得不打遭遇戰(zhàn)，因而復(fù)雜情且況屢屢發(fā)生。第七章鉆井事故§7-1概述編輯ppt二、工程因素由于鉆井作業(yè)的隱蔽性、復(fù)雜性，所以“平安第一〞應(yīng)作為鉆井作業(yè)的主導(dǎo)思想。但是由于有些人思想認識的模糊或者為某種片面的局部的利益所驅(qū)動，或明知故犯，或鋌而走險，為鉆井事故和復(fù)雜問題的發(fā)生創(chuàng)造了條件。由于地質(zhì)資料掌握不全不準(zhǔn)，或者雖有可靠地質(zhì)資料而未嚴(yán)格地按科學(xué)方法進行井身結(jié)構(gòu)設(shè)計，使同一段裸眼中噴、漏層并存，治噴那么漏，治漏那么噴。雖然下了套管但不裝并控設(shè)備，或者雖然裝了井控設(shè)備但不講求質(zhì)量，一旦鉆遇高壓層，應(yīng)急使用時，到處刺漏，甚至造成井噴失控。鉆井液體系和性能與地層特性不相適應(yīng)，甚至片面強調(diào)節(jié)約鉆井液處理劑，使鉆井液性能惡化，造成裸眼井段中某些地層的縮徑或坍塌。或者鉆井液密度不適宜，也會造成井噴、井漏或井塌。操作不適當(dāng)，下鉆速度過快會產(chǎn)生很大的沖動壓力，易將地層憋漏。起鉆速度過快會產(chǎn)生很大的抽吸力，易將油氣層抽噴或?qū)⒔Y(jié)構(gòu)松軟的地層抽塌，特別是在鉆頭或扶正器泥包的情況下更為嚴(yán)重。鉆井設(shè)備發(fā)生故障，被迫停止鉆具的活動或鉆井液的循環(huán)，是發(fā)生井下事故的最普通最常見的因素。第七章鉆井事故§7-1概述編輯ppt2、快速的原那么一旦發(fā)生井下事故或復(fù)雜問題，其情況會隨著時間的推移而更趨惡化。所以在平安第一的原那么下，必須抓緊時間進行處理，要迅速地決策，迅速地組織，迅速的施工，工序銜接要有條不紊。須知抓住了時機就會化難為易，做到事半功倍；喪失了時機就會變易為難，只能落得個事倍功半，甚至勞而無功。但是，隨著井下情況的變化及人們認識的加深，局部修改或全部修改原定方案的事是常有的，所以在確定第一方案的同時要有第二甚至第三方案的考慮，早作準(zhǔn)備。“凡事預(yù)那么立，不預(yù)那么廢。〞要爭取以最快的速度見到實際的效果。同時對從事作業(yè)的人員來說，曠日持久，勞師無功，必然會影響工作情緒，一個士氣低落的隊伍是難以打攻堅戰(zhàn)的。時間就是金錢，時間就是制勝的法寶，可惜這一點往往被人們所無視。第七章鉆井事故§7-1概述編輯ppt3、靈活的原那么處理井下事故和復(fù)雜情況是一個多變的過程，很難有一個一成不變的方案。有時井下情況變了，人們的思想認識也要隨著改變。靈活機動，捕捉戰(zhàn)機非常重要。要做到這一點最關(guān)鍵的是實時地掌握現(xiàn)場的第一手信息，特別是關(guān)鍵時刻的關(guān)鍵信息，有些信息稍縱即逝，很難捕捉到，有些信息一般人認為無所謂，而聰明的工作者卻可據(jù)此得出符合實際的認識，及時地調(diào)整方案，加速了處理過程。所以我們既要重視過去的經(jīng)驗，又不拘泥于過去的經(jīng)驗；既要靈活機動，又不違反客觀規(guī)律；既要大膽思考，又要符合邏輯思維程序。第七章鉆井事故§7-1概述編輯ppt3、靈活的原那么由于井下事故的復(fù)雜性，處理的難易程度相差很大，在目前技術(shù)水平下，有的事故沒有處理成功的可能性；有的事故雖有處理成功的可能性，但難度很大，需要消耗相當(dāng)多的物資和時間；有的事故初期看來處理難度不大，但在處理過程中，井下情況卻變得越來越復(fù)雜；有的事故用不同的方案進行處理會有不同的經(jīng)濟效果。因此面對不同的情況，從各種處理方案的平安性、有效性、工藝的難易程度、工具材料費用、占用鉆機時間、環(huán)境影響等方面進行綜合評估，在經(jīng)濟上合得來那么干，合不來那么止。此路不通，另走他路。發(fā)生事故本已造成了經(jīng)濟損失，處理事故的原那么是把這種損失降到最低限度。鉆井復(fù)雜情況主要有：井涌、井漏、輕度井塌、砂橋、泥包、縮徑、鍵槽、地層蠕變、地應(yīng)力引起的井眼變形、鉆井液污染及有害氣體的溢出等。鉆井事故主要有卡鉆、井噴、嚴(yán)重井塌、鉆具或套管斷落、井下落物及鉆出新井眼喪失老井眼等。第七章鉆井事故§7-1概述編輯ppt三、處理井下事故的原那么1、平安的原那么井下事故與復(fù)雜情況多種多樣，處理的手段和使用的工具也多種多樣。但這些工具和方法在正常鉆井過程