钻井事故怎么预防与处理?

如题所述

随着井眼的形成,井壁的地层裸露在钻井液中,因而破坏了地层的平衡状态,可导致一些不良后果。例如,破碎裂隙地层引起井漏;井壁掉块引起卡钻;高压油气流跑到井中引起井喷等。这些情况如不及时发现并采取措施,就会引起严重后果,甚至造成井眼报废。因此我们应对发生事故的原因及应采取的预防措施有所了解。常见的事故有井漏、井喷、卡钻、钻具折断及井下落物等。

一、井漏

钻井过程中,正常情况下,井内钻井液液柱压力大于地层压力,在压差作用下钻井液有轻微失水现象,并伴有钻井液少量消耗。产生井漏时,钻井液池液面明显下降或钻井液不从井中返出(钻井液不再循环),严重时钻井液只进不出,全部流入地层中。此时井内钻井液液柱压力降低,将引起井壁坍塌(见图4-21),严重时引起井喷。发生井漏的原因是地层疏松、处于渗透性地层、有地层断裂带或有裂缝。井漏的处理方法是:

(1)对渗透性漏失,首先提高钻井液黏度、切力,降低钻井液密度和泵的排量。

(2)严重漏失时,在钻井液中加入堵漏物质,如锯末、麻刀、黏土块(黏土球)等,并注入胶质水泥或将石灰乳配成的新钻井液,然后加入烧碱水和水玻璃,使其具有一定的流动性。

二、井喷

图4-21 井漏井塌示意图

在钻进过程中,当钻遇高压油、气、水层时,如果该油、气、水层的压力大于循环钻井液液柱的压力,或者由于起下钻作业对井筒产生抽吸作用,降低了井筒压力,油、气、水就会从地层进入循环钻井液中,引起钻井液的密度下降、黏度升高,泵压下降,钻井液进少出多,钻井液池液面升高。当油气侵入严重时,从井中返出的钻井液中有强烈的天然气和原油的气味,钻井液有气泡,井口有外涌现象,进而产生井喷。如果井喷不能及时控制住,往往引发火灾、爆炸,尤其是海上钻井,一旦井喷失去控制引起火灾,可能酿成井毁人亡,同时可能使一个有价值的油气田枯竭失去开发价值,造成难以估量的损失。这是石油钻井中最严重的灾难性事故。

当发生井喷时,应立即关闭防喷器,提高钻井液密度压井,控制井喷;同时清除钻台和钻井液净化系统附近的易燃物,关闭全部发动机,切断电源,避免引起火灾;将不必要人员撤离现场。如果井喷控制不住,需请井控专家处理。一旦发生火灾,就得采用空中爆炸或打救援井等特殊方法灭火。

三、卡钻

卡钻是指在钻进过程中钻柱转动和上提、下放活动受阻。常见的卡钻故障如能及时妥当处理便可消除,否则,就发展成钻柱卡住、完全不能活动的事故。在这种情况下,如硬拔、硬转可能导致钻柱折断;如钻柱折断处理无效,可能造成井眼报废。从原因上看,常见的卡钻事故有沉沙卡钻、落石卡钻、地层膨胀卡钻、泥饼黏附卡钻、键槽卡钻。

处理卡钻事故时,首先要找出卡钻原因,才能采取有效措施。处理一般卡钻,可采取上下活动及转动钻具的措施。上提钻具时,应注意设备和井架的许可负荷及钻具的强度,并加大泵量冲洗井眼。当上提活动钻具仍不能解卡时,可向井内注入原油或碱水浸泡,降低吸附和摩擦力,并活动钻具。如上述方法均不奏效,可用倒扣或爆炸的方法,将卡点以上的钻柱取出,另钻侧眼。

四、钻柱折断事故

在钻进过程中,钻柱承受着拉、压、弯、扭力(力矩),井壁摩擦力,钻井液冲刷力,岩屑磨蚀力等复杂的作用力,往往由于操作不当和钻柱疲劳而引起钻柱折断事故。一般折断发生在钻杆连接的螺纹部位。钻柱折断后必须进行打捞,如打捞不上来,可在折断部位旁钻侧眼。

五、井下落物

井下落物是指在钻进过程中或起下钻时,由于检查不严、措施不当、操作不慎而将工具、钻头牙轮、刮刀片、测井仪等物件掉落井中。发生落物而不能继续钻进时,必须及时进行打捞。对铁质小物件可在井中下入磁铁打捞器,将落物吸上来;对一些难以打捞的落物,可在井中下入磨鞋将其磨掉,也可根据情况自行设计工具打捞。

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