钻井事故与复杂的预防及处理

事故复杂预防与处理,主 要 内 容,处理井下事故与复杂的原则卡钻事故发生的原因、预防及处理常用打捞工具及工作原理介绍,处理井下事故与复杂的原则, 安全 坚持安全第一的原则，根据设备、工具、人员素质确定技术方案和措施，避免事故进一步复杂化。 快速 决策正确，组织周密，准备充分。 灵活 详实掌握现场信息，不失有利战机。 经济 综合考虑技术方案的安全性、可行性、有效性，使事故损失减至最小。,处理井下事故与复杂的原则,卡钻事故处理通则 卡钻事故发生后，首先考虑为顺利解除事故创造条件。 1 维持钻井液循环，保持井筒畅通； 2 保持钻柱的完整性； 3 切忌将钻杆螺纹扭得过紧。 螺纹扭得过紧，将会给倒扣作业造成困难，更可能使打捞工具损坏，延长处理时间。,处理井下事故与复杂的原则,常用钻杆的扭转系数,自由段钻杆允许扭转圈数计算：N=KH 式中：N允许扭转圈数，圈； H卡点深度，m； K扭转系数，圈/m。,2011版海洋钻井手册,处理井下事故与复杂的原则,卡钻事故处理程序 不同性质的卡钻事故，有不同的处理程序。总结起来，多数卡钻事故的处理方法，总是遵循以下6个处理程序： 一通 保持水眼畅通，建立循环； 二动 强力活动钻具，上提下压或扭转； 三泡 注解卡剂，对卡钻部位进行浸泡； 四震 使用震击器震击； 五倒 套铣、倒扣； 六侧钻 在鱼顶以上进行侧钻。,钻具失去了活动的自由，既不能转动又不能上下活动，这就是钻井过程中常见的井下事故。,卡钻定义：,卡钻类型：,粘吸卡钻、坍塌卡钻、砂桥卡钻、缩径卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、干钻卡钻、落物卡钻、水泥固结卡钻等类型。,卡钻事故发生的原因、预防及处理,粘吸卡钻基本知识, 什么是粘吸卡钻 粘吸卡钻的特征及主要原因 怎样预防粘吸卡钻 发生粘吸卡钻后如何处理 卡点深度如何计算,主要原因：,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，静止时间长。5、井斜角较大。（由于重力作用使钻具贴在井壁低边的泥饼中而发生卡钻。）,粘吸卡钻,滤饼形成有三种原因：第一是吸附，钻井液中的固相颗粒吸附在岩石表面，无论砂岩、泥岩都有这个特性。第二是沉积，钻井液在流动过程中，靠近井壁的流速几乎是零，钻井液中的固相颗粒便沉积在井壁上。泥页岩井段的井径要壁砂岩井段的井径大得多，沉积作用显著。第三是滤失作用，它加速了钻井液中固相颗粒在渗透性岩层表面的沉积，泥页岩虽然滤失性小，但它亲水，可以被水浸润，只要是水基钻井液即使滤失量等于零，这个浸润过程也无法停止。只要有滤饼存在，就有粘吸卡钻的可能。泥页岩井段的井径往往不规则，和钻柱接触面积少，所以粘吸卡钻的机会比较少。,滤饼是怎样形成的？,粘吸卡钻的发生过程,a）钻柱接触井壁滤饼，发生吸附作用，此时有一个较小的接触面积。 b）在压差作用下，进一步将钻柱压向井壁，扩大了与滤饼接触的面积，吸附力量进一步加强。 c）在钻柱不能活动的情况下，除已接触的滤饼面积外，在接触面的两边形成了一部分钻井液不能循环到的死区，随着时间的延长，大量岩屑和钻井液中的固相颗粒沉淀于此，又形成新的滤饼，进一步扩大了钻柱与滤饼接触的面积。 d）由于井径不规则的原因，一部分钻柱与井壁滤饼不接触，一部分钻柱与井壁之间的间隙很小，小到钻井液无法循环到此，随着时间的延长，这部分间隙也要被钻屑和固体颗粒所充填，形成新的滤饼，增加了钻柱被吸附的长度。,粘吸卡钻的特征,粘吸卡钻是在钻柱静止的状态下才能发生的，至于静止多长时间会发生卡钻，是和钻井液体系、性能、钻具结构、井眼质量有密切关系，但必须有一个静止的过程。粘吸卡钻后的卡点位置不会是钻头，而是钻铤或钻杆部位。粘吸卡钻前后，钻井液循环正常，进出口流量平衡，泵压没有变化。卡点随时间增长上移，粘吸卡钻后，如活动不及时，卡点可能上移，甚至直移直套管鞋附近。,粘吸卡钻的预防,如果是定向井或水平井,则不能加压,因为下部钻具全靠井壁下限越压越死。,1、及时活动钻具，快速接缷钻具，钻柱静止时间不许超 过3-5min，上下活动超过钻具的伸长量；,2、无法活动钻具时，若是直井且钻头在井底，应将全部钻具重量的二分之一至三分之二压在钻头上；以求把下部钻柱压弯，减少钻柱与井壁泥饼的接触面积，减少总的粘附力。若钻头离井底很高，可相隔数分钟下放一段；,3、使用中性钻井液，搞好固控工作，若没有高压层、坍塌层存在，实行近平衡钻井；,4、设计合理的下部钻具组合，使用螺旋钻铤、加重钻杆、稳定器等增加钻具的支撑点，减少接触面积采用防卡钻具，提高井身质量，减少井斜角，勤短程起下钻,防粘吸卡钻具组合：钻头+螺旋钻铤+随钻震击器+加重钻杆,指重表、泵压表，扭矩表必须灵敏可靠，以防做出错误的判断。,1、在钻井中短起下钻是为了将新钻井眼的井壁及时的清 扫，保证井眼畅通无阻，避免因钻头进尺过多，时间 较长而导致起钻拔活塞。 2、在定向井中，通过短起下钻，及时清除在井壁形成的 砂床，防止卡钻。 3、钻开油气层后，起钻前进行短起下钻，可以及时掌握 油气层上窜速度，从而了解泥浆柱压力的平衡情况， 防止因静止时间较长，而造成井涌和井喷。 4、在电测之前进行短起下，除以上作用外，还可以通过 短起下钻了解在短起下钻的过程中井底沉砂的多少和 泥浆的悬浮能力，从而制定具体的措施保证电测成功。,短起下钻的作用,发生粘吸卡钻后如何处理,1.强力活动 发现粘卡初期采取强力活动措施 上提下砸，也可以进行适当的转动。上提拉力不要超过自由钻柱悬重100-200kN，下压力量根据井深及最内一层套管的下深而定，可以把自由钻柱重量的二分之一甚至全部压上去，使裸眼内钻柱弯曲，减少与井壁的接触点，防止卡点上移。（注意：钻柱只能在受压的状态下静止，不许在受拉的状态下静止，减少钻柱与井壁的接触点，防止卡点上移）2.震击解卡 带有震击器，下击器下击，以求解卡，这比单纯的上提、下压的力量要集中。3.浸泡解卡剂 浸泡解卡剂是解除粘吸卡钻最重要的办法，用专门物料配成的用于解除粘吸卡钻的特殊溶液，有油基和水基的，高压井只能选用高密度解卡剂。,计算卡点深度(提拉伸长计算法）,计算卡点例题,某井216钻头钻至井深915米，修泵循环活动钻具不及时造成粘吸卡钻，钻具结构216mm钻头+159mm钻铤（200m）+127mm钻杆，钢级是E级，壁厚9.19mm，卡钻前悬重为550kN，连续上提三次，指重表指示为650kN、750KN、850kN。 钻具伸长量分别为10cm、20cm、30cm，钻杆的K值为7150，计算出卡点深度？,卡点深度计算如下：,粘吸卡钻实例,事故案例长23-17K井卡钻事故： 钻至3900.4m时发生溢流， 密度由1.52g/cm3提高至1.55g/cm3后，在循环活动钻具时上提遇卡，上下活动旋转钻具无效，钻具卡死。原因分析： 发生溢流加重后，井内存在压差且泥浆含砂达到0.8%造成卡钻。 经过浸泡解卡剂无效的情况下，逐渐降低泥浆比重，过清水20m3后活动钻具过程中，钻具解卡。,粘吸卡钻处理程序图,坍塌卡钻基本知识,地层坍塌的原因井壁坍塌的征兆怎样预防坍塌卡钻井壁坍塌的处理坍塌卡钻的处理,地层坍塌的原因,坍塌卡钻是井壁失稳造成的 地质方面原因原始地应力，地层构造状态，岩性，异常孔隙压力地层胶结不好，疏松易塌，如流砂层砾石层等 物理化学方面原因钻井多是在沉积岩中进行的，而沉积岩中70%以上是泥页岩。泥页岩都是亲水物质，不同的泥页岩其水化程度及吸水后的表现有很大的不同，泥页岩吸水后，强度直线下降，经一定时间，逐渐水化膨胀而坍塌,水敏性地层,未胶结地层,地层坍塌的原因, 工艺方面的原因（1）钻井液液柱压力基于平衡理论，首先必须采取适当的钻井液密度，形成适当的液柱压力，这是对付薄弱地层、破屑地层及应力相对集中的地层的有效措施。钻井液密度高了有利于增加对井壁的支撑力，另外钻井液密度的确定，也受其他因素的影响。 如钻井液液柱压力不能够超过产层的孔隙压力，因为设计钻井液的密度的主要目的是保护油气层； 钻井液液柱压力不能超过地层的破裂压力；受机械钻速的制约，钻井液液柱压力越低，机械钻速越快，所以现在提倡负压钻进，地层稳定会带来很大的经济效益，地层不稳定，将会带来井塌的恶果。（2）钻井液的性能和流变性钻井液的循环排量大返速高呈紊流，容易冲蚀井壁地层，引起坍塌，但是如果钻井液循环排量小返速低呈层流状态，某些松软地层极易缩径。而且在已经发生井塌的情况下不得不增大排量和返速，否则不足将塌块带出。高粘高切低滤失的钻井液有助于防塌，有利于携带岩屑，但不利于提高钻速。,地层坍塌的原因, 工艺方面的原因（3）井斜与方位的影响在同一地层条件下，直井比斜井稳定，而斜井的稳定性又和方位有关系，位于最小水平应力方向的井眼稳定，位于最大水平主应力和最小水平主应力方向中分线的井眼稳定，而位于最大水平主应力方向的井眼不稳定（4）钻具组合为了保持井眼垂直或稳斜钻进，下部钻具采用刚性结构，但如钻铤直径太大，扶正器过多，下部钻具与井壁之间的间隙小，起下钻时容易生产压力激动，导致井壁不稳。（5）钻井液液面下降液柱压力降低，引起井塌：起钻时未灌钻井液和灌入的数量不足；下钻具和套管时，下部装有回压阀，未及时向 管内灌注钻井液，回压阀挤毁，环空液体倒流；在注入低密度解卡剂，管内外形成很大压差，地面管线或阀门发生故障，会使得环空液体倒流；突发性井漏，井内液面迅速下降。,地层坍塌的原因, 工艺方面的原因（6）压力激动开泵过猛，下钻速度过快，易生产压力激动，使瞬间的井内压力大于地层破裂压力而压裂地层。（7）井喷引起井塌井喷后，一方面由于油气的混入，使钻井液液柱压力降低，另一方面由于高速油气流的冲刷，破坏了井壁滤饼，液破坏了井眼周围结构薄弱的岩层，所以井喷时总是夹带着大量的砂石喷出地面，当冲落的砂石达到一定的数量，油气流无力将其举升到地面时，就堵塞了环空，有些井喷自动停喷。,井壁坍塌的征兆,(一)在钻进过程中发生坍塌,（1）泥浆密度、黏度、切力、含砂量升高， 返出钻屑增多；,（2）如果坍塌层是正钻层，则钻进困难，泵 压上升，扭矩增大，钻头提起后,泵压 下降至正常值,但钻头放不到井底；,（3）如果坍塌层在正钻层以上，则泵压升高， 钻头提起后泵压不降，且上提、下放遇 阻，井口返出量减少或不返。,井壁坍塌的征兆,（二）起钻过程中发生坍塌,（1）上起、下放遇阻，阻力大且不稳， 扭矩增加； （2）开泵时泵压上升，停泵时有回压，钻杆内反喷钻井液。,（三）下钻过程中发生坍塌,（1）塌落的碎屑没有集中：下钻时可能不遇阻，但井口不返钻井液，或钻杆内反喷钻井液。 （2）碎屑集中：则下钻遇阻，钻头进入塌层前，开泵正常，进入塌层后，则泵压升高，悬重下降，反出流量减少或不返，钻头提离塌层，则恢复正常。（3）下划眼时，阻力、扭矩不大，但泵压忽大忽小，有时会突然升高，悬重随之下降，返出流量呈忽大忽小状态，有时断流。可以发现新塌落的带棱角的岩块。,井壁坍塌的征兆,（四）划眼情况不同,如果是缩径造成的遇阻（岩层蠕动除外）经一次划眼即恢复正常。坍塌造成的遇阻：划眼时经常憋泵、别钻，钻头提起后放不到原来的位置，甚至越划越浅，比正常钻进困难的多，可能会划出一个新井眼，丢失老井眼。,井壁坍塌的预防,采取适当的工艺措施 设计合理的井身结构 表层套管应封掉上部的松软地层；明显的漏层上部应用套管封隔；同一裸眼井段内不能让喷、漏层并存 调整钻井液性能使其适应钻进地层 尽量减少套管鞋以下大井眼预留长度一般要求以1-2m为宜 保持钻井液液柱压力 起钻和停工期间灌好泥浆，下套管定期 灌满泥浆，维护管内、外压力平衡 减少压力激动 控制起、下钻速度；下钻后及接单根后，开泵不易过猛，应先小排量开通，在泵压正常后再逐渐增加排量。 使用具有防塌性能的钻井液 玄武岩钻进时，应低钻压、低转速、定点破碎。一旦发现泵压升高，钻具活动困难，蹩跳严重，即可判断玄武岩井壁坍塌。此时，应立即起钻至安全井段，调整密度并加暂堵剂。若井下复杂情况如故或加剧，则应起钻甩掉扶正器等大尺寸钻具。,井壁坍塌的处理,1、下钻过程：发现井塌应立即停止下钻，开泵循环通井或划眼，待井下情况正常后再恢复下钻。2、起钻过程：发现井塌应立即停止起钻，开泵循环钻井液，待泵压正常，井下畅通无阻，管柱内外压力平衡后，再恢复起钻。3、无论任何时候发现有井塌现象，开泵时均需用小排量顶通，然后逐渐增加排量，中间不可停泵。4、松软地层 低粘度泥浆，防出新眼。5、较硬地层 高切力、高动塑比泥浆，使用牙轮钻头、增大排量，遇大掉块用磨鞋、正确认识、处理蹩泵现象，起钻前稠泥浆封井。6、地层漏失，要抢起钻具，中途不可试开泵。,井塌卡钻的处理,1、能小排量循环的，必须控制进出口流量的基本平衡，稳定后逐渐提高粘度和切力，提高携砂能力，然后逐渐提高排量；增加排量发生漏失、停泵后钻井液外吐的，进行测卡点、倒扣。2、不能建立循环的，如果塌卡的是钻具上部，倒扣前炸掉钻头水眼或炸裂钻铤，以便套通后恢复循环；卡点在下部，套铣倒扣。3、松软地层下带公锥或打捞矛的长筒套洗，使套铣与倒扣一次完成；较硬地层减少套洗筒长度，套铣至扶正器时，下震击器震击解卡。,坍塌卡钻处理程序图,砂桥卡钻基本知识,砂桥形成原因 钻屑多，钻井液悬浮能力低在软地层用清水钻进，清水 悬浮能力差，岩屑下沉，一旦停止循环时间较长，极易形成砂桥。 松软地层暴露太多表层套管下得太少，松软地层暴露太多，这种地层总有渗透性漏失，钻井液渗入以后，破坏了地层的原有结构，一旦液柱压力稍有减少，就会发生局部坍塌，而形成砂桥。 机械钻速快，钻井液排量跟不上钻井液中的岩屑浓度过大，一部分岩屑附于井壁，排不出来，一旦停泵，就容易形成砂桥。 钻井液中絮凝剂过量 粘土絮凝团聚积 泥浆体系或性能改变 破坏原有平衡，泥饼剥落、岩屑滑移 钻井液长期静止 泥浆切力低、岩屑下滑堆积 施工时间长，钻井液性能不足以抑制地层的坍塌泥页岩井段的井径变得很大，而砂岩井段却保持钻头直径。开泵循环时把岩屑挤压在一起，形成砂桥。 其他 井塌，井身质量，接单根时间过长，开泵过猛,岩屑在井径变化处急聚堆积造成的卡钻。,下钻时井口不返钻井液或者钻杆内反喷钻井液：钻头进入砂桥后，由于砂桥隔断了循环通路，被钻具体积排出的钻井液不能从井口返出，而被迫进入钻头水眼从钻杆内返出，或者被挤入松软地层中。在砂桥未完全形成以前，下钻时可能不遇阻，或者阻力很小，而且随着钻具的继续深入，阻力逐渐增加，所以钻具的遇阻是软遇阻，没有固定的突发性阻点。有时发生钻具下入而悬重不增加的现象，是因为钻具增加的重量被砂桥的阻力所抵消的缘故。起钻时若发生砂桥，则环空液面不降，而钻具水眼内的液面下降很快。钻具进入砂桥后，在未开泵以前，上下活动与转动自如，如要开泵循环，则泵压升高，悬重下降，井口不返钻井液或返出很少。在钻进时，如钻井液排量小，或携砂能力不好，在开泵循环过程，钻具上下活动转动均无阻力，一旦停泵则钻具提不起来，特别是无固相钻井液，这种情况发生的较多。,井眼中有砂桥的特征,1、尽量使用钻井液开钻；2、钻进时要根据地层特性选用适合的泵量，既保护井眼清洁又不能冲蚀井壁。3、在胶结不好的地层井段不要划眼，起下钻循环钻井液时，钻头或扶正器处于该井段时不要转动钻具，以保护已经形成的泥饼；4、下钻时，发现井口不返钻井液或钻杆内反喷，应接顶驱小排量循环，如泵压过高，改变钻头位置再开泵；5、划眼泵压上升、悬重下降，要立即上提钻具，直到泵压正常位置；6、软地层机械钻速快，接单根做到早开泵晚停泵，延长循环时间；,怎样预防砂桥卡钻,预防沉砂卡钻的“进一退三”措施：每打半根或一根单根，开泵划眼（两次），停泵下放一次确定正常后再继续钻进或接单根。,砂桥卡钻的处理,1、尽可能用小排量将其顶通，建立循环，然后大排量洗井。,2、若不能建立循环，应算准卡点位置，尽快从卡点附近倒开，在倒开以前，应下炸弹将钻头炸掉或将钻铤炸裂；砂桥在上部原钻具倒扣，砂桥在下部应用爆松倒扣的办法。,3、若卡点在最上一个扶正器，则套铣至扶正器后下震击器震击解卡。,砂桥卡钻往往是在起、下钻过程中发生的，钻头不在井底，因此在套铣过程中，落鱼有可能下沉。 落鱼悬空，则用铣套脱扣器（倒扣套铣矛）接铣管下去先对好鱼顶扣后套铣的为法处理。,砂桥卡钻处理程序图,缩径卡钻基本知识,缩径卡钻的原因,砂砾岩的缩径 砂岩、砾岩、砂砾混层如果胶结不好或没有胶结物，在井眼形成之后，由于其滤失量大，在井壁上形成厚的泥饼，而缩小了原已形成的井眼。,泥页岩缩径 有些泥页岩吸水后膨胀，可使井径缩小，特别是一些含水泥岩，在沉积过程中，受到局部封闭环境的限制，水分排不出去，在压实过程中呈欠压实状态，没有骨架，一旦打开一个孔道，在上覆地层压力作用下，急速向孔道蠕动，把井睛径缩小，甚至把钻头包住而失去循环通道。,缩径卡钻的原因,盐岩缩径 盐岩层的密度不随埋藏深度的增加而增加，且其三轴应力相等，其极限强度随约束力的增加有少量增加，但随温度的上升而显著下降，其延展性速温度的上升而迅速增加，其强度随深度的的增加而减少。盐岩层在一定的温度和压力下会发生明显变形，称为蠕变 。在盐层钻进，缩径速率和井眼成反比。随着埋藏深度的增加，温度、压力页相应的自己，岩盐层逐渐失去自持能力，如果没有一定的钻井液柱压力与之抗衡，一旦钻孔形成，它就向钻孔蠕动，而使井眼缩小。,深部的石膏层 一般认为在上覆岩层压力下把结晶水挤掉，成为无水石膏，当钻开时，石膏又吸水膨胀，减弱强度，缩小井径。无水石膏密度为2.9g/cm3 ,含水石膏密度为2.3g/cm3 ，既无水石膏变为含水石膏时体积要膨胀26%。,缩径卡钻的原因,原以存在的小井眼钻头使用后期，外径磨小，形成一段小井眼，如下钻不注意，或扩、划眼过程中发生溜钻，也会造成卡钻。,弯曲井眼 有些井在钻进过程中，由于下部钻具结构刚性不够，在钻进时形成弯曲井眼。当下部钻具结构改变，刚性增强或下外径较大长度较长的套铣工具、打捞工具时，在弯曲井眼处容易卡住。,缩径卡钻的原因,地层错动，造成井眼横向位移 由于所钻地层有断层和节理存在，当钻井液滤液浸入断层面或节理面后，引起孔隙压力升高，产生了沿断层面或节理面的滑动，导致了井眼的横向错动。这现象发生在下钻前，下钻会在错动处遇阻；在起钻前起刀错动位置时会发生遇阻遇卡，严重的错动会立即把钻柱卡住。,缩径卡钻的特征,塑性、蠕动性地层,欠尺寸井眼,1、多数卡钻发生在钻具运行中（只有少数卡钻发 生在钻进时，如钻遇蠕动的盐岩、含水软泥岩、沥青层）2、阻卡点固定在井深某几点（下钻距井底不远遇阻欠尺寸井眼、沉砂） 。3、离开遇阻点则上下活动、转动正常。4、开泵循环钻井液性能、泵压、流量正常。5、卡点是钻头或大直径工具，而不是钻杆或钻铤。,单向遇阻，卡点固定，多发生在接近井底的卡钻是缩径卡钻。,缩径卡钻的预防,下钻头、扶正器或其它直径较大的工具时，应仔细丈量其外径，不能把大于正常井眼的钻头或钻具下入井内；使用打捞工具时，其外径应比井眼小10-25mm； 下入新钻头进入欠尺寸井眼时，应提前若干米划眼，不能一次下钻到底，一般划1-3个单根。下放钻具时不允许有30KN以上的遇阻，既使无遇阻显示，最后一个单根也必须划眼下放； 用牙轮钻头钻进的井段，下入金钢石、PDC及足尺寸的取芯钻头时，遇阻不许超过50KN；,取芯井段必须用常规钻头扩眼或划眼，连续取芯井段，每取芯50m左右，用常规钻头扩、划眼一次；下入外径较大的套铣工具和打捞工具时应控制速度慢下，决不允许阻力超过50KN强行下入；起、下钻时，切忌硬拔硬压，下钻划眼通过，起钻应倒划眼通过；扩眼钻进时，钻具下放速度要慢，防止插入小井眼而卡钻；针对研磨性地层，应选用保径钻头，而且钻头使用时间不能过长。,缩径卡钻的预防,缩径卡钻的处理,1、遇卡初期大力活动钻具。,下钻过程中遇卡应在钻具和设备的安全负荷限度以内大力上提，但决不能多压。起钻过程中遇卡应大力下压甚至将全部钻具 的重量压上去，但决不能多提。钻进过程中遇卡只能多提或强扭。,2、用震击器震击解卡。起卡下击，下卡上击,缩径卡钻的处理,3、如果发现是缩径与粘吸的复合式卡钻，应先 浸泡解卡剂，然后再进行震击。4、缩径是盐层造成的，可以泵入淡水至缩径井 段，以溶化盐层同时配合震击器震击。5、泥页岩缩径卡钻，可以泵入油类和清洗剂或润 滑剂，并配合震击器震击。6、大力活动钻具与震击无效，则爆松倒扣和套铣 倒扣。落鱼较少时，争取一次套铣到卡点位 置；落鱼较长时，可分段套铣倒扣。7、填眼侧钻。,基础资料表套：外径339.7mm，下深645m裸眼：钻头直径215.9mm，钻深3115m钻具结构：215.9mm钻头+203mm钻铤53.02m+ 177.8mm钻铤52.89m+127mm钻杆。,正常起钻至1760.55m时突然遇阻，因多提而卡死。,事故发生经过,缩径卡钻处理实例,注原油15.6m3，柴油15m3，快T400Kg，配合地面震击，无效。注原油21.2m3，柴油12.5m3，快T400Kg，配合地面震击，爆松倒扣，鱼顶1640.76m，鱼长125.79m。接入下击器对扣震击，仍无效，把震击器退出下入311.1mm钻头扩眼到鱼顶位置。下244.5mm套铣筒，套铣至钻头位置。下入下击器对扣，震击解卡。,缩径卡钻处理实例,处理过程,钻具组合不合理容易遇卡缩径卡钻浸泡解卡剂无用起钻遇阻不能多提，一般限制不超过50100KN可用带防掉矛的套铣筒，一次铣过钻头，不套铣钻头是不应该的,分析意见,缩径卡钻处理实例,缩径卡钻处理程序图,键槽卡钻基本知识,键槽的形成,键槽的形成主要条件是：井身轨迹不是一条直线而产生了局部弯曲，形成了狗腿。由倾斜角变化产生的狗腿叫倾斜狗腿；由方位角产生的狗腿叫方位狗腿，实际井眼中的狗腿是这两种狗腿的综合体。,壁阶式键槽：在大段易坍塌泥页岩中夹有薄砂层的条件下，可形成一种“壁阶式”键槽。,键槽卡钻的特点,键槽卡钻的预防,1、直井施工，严格执行防斜打直措施，坚持 定点测斜，发现井斜及时采取纠斜措施。2、定向井、水平井井眼全角变化率不大于设 计要求，定向井轨迹设计应尽量简化。3、工程技术人员预告起钻可能遇卡的深 度及时采取防卡措施。4、缩短套管鞋以下的口袋长度，长的口袋容易造成套管鞋的磨损，甚至把下部套管偏磨形成键槽。这是电测仪器遇卡的主要原因。,键槽卡钻的预防,5、在钻柱上带随钻震击器，一旦遇卡可启动下击器下击解卡，但震击器的外径不能大于钻杆接头外径，以防震击器被卡而失去作用。6、发现键槽遇卡，起出后必须下钻破坏键槽，键槽破坏器直径与钻头直径相同，接在原钻具组合中的位置以破完键槽钻头基本到达井底为宜。,键槽破坏器,键槽卡钻的处理,1、大力下压。键槽遇阻遇卡时，如上提拉力不大，利用钻具的重量可以压开，此时就不要逐渐加压，而应一次将压力加上去，直至解卡为止。如全压尚不能解卡，就应在全压的情况下，使泵压产生脉冲，使钻具产生抖动，有助于解卡。2、用下击器下击。如钻柱上带有随钻震击器，应立即启动下击器下击。如未带随钻震击器，可接地面震击器下击。必要时，可把钻柱从下部倒开，把下击器接在靠近卡点的位置，进行下击。,3、套铣解卡。如震击无效，只好用原钻具倒扣，或爆松倒扣，然后套铣解卡。但是要注意，倒扣时要从键槽上部的主井眼内倒开，这样在套铣时好从鱼顶套入。如果鱼顶在键槽内，铣筒是进不了键槽的，如盲目套铣，很容易钻出一个新井眼，失去了打捞的目标。如果发现鱼顶在键槽内，要有意识的改变鱼顶位置，就是在鱼顶上再接上一截钻杆， 把鱼顶引人主井简内，再进行套铣。如果能一次套铣到卡点，最好用带防掉矛的套铣筒防止铣开后落鱼再掉入井底。如果一次套铣不到卡点，最好再加长套铣筒套铣，而不要轻易倒扣。4、如果是在石灰岩、白云岩地层形成的键槽卡钻，可以用抑制性盐酸来解除。,N,钻头位置小于1/2井深,钻头位置大于1/2井深,大力向下活动解卡,能活动但起不出键槽,在键槽中卡死,钻具状态,钻柱中间接扩大器下钻破坏键槽,轻提慢转倒划眼,用下击器下击解卡,爆松倒扣套铣解卡,提死爆松倒扣再接震击器扩大器下钻连接后震解扩孔,结束作业,N,Y,Y,Y,键槽卡钻处理程序图,泥包卡钻基本知识,泥包卡钻,泥包产生原因 钻遇松软且粘性地层，岩层的水化力极强，切削物不成碎屑，而成泥团，并牢牢低粘附在钻头或扶正器周围。 排量小，井底清岩效果差，泥岩重复破碎、水化成团 钻井液性能差，高粘、高失水、高固相含量 易成厚泥饼积聚 钻具循环短路 钻头、扶正器处钻屑堆积粘附 泥页岩遇水塑性变形 粘附力大于携浮力 特征 钻速逐渐降低 牙轮蹩钻，泵压略有升高 起钻时随井径不同阻力有变化 起钻时环空灌不进泥浆 上提阻力的大小与泥包程度有关,怎样预防泥包卡钻, 预防 钻进保证足够的排量； 软地层使用低粘、低切钻井液， 注意控制钻速;使用防粘附的钻井液； 钻进过程中注意泵压和钻井液出口流量； 发现泥包显示，停止钻进、及时清除；起钻防抽吸,清除方法 提起钻头，高速旋转，快速下放，利用钻头的离心力和液流的调整冲刷力将泥包物清除;增大排量，降低黏度，添加清洗剂。,在粘性大的泥岩中钻进，严禁加大钻压 ，保证均匀送钻。,泥包卡钻如何处理,1、井底泥包卡钻，增大排量、降低粘度、添 加清洗剂，同时大力上提或上击。,2、起钻中途泥包卡钻，尽全力下压或下击， 争取建立循环。,3、活动无力震击无效，注入解卡剂或土酸浸 泡或倒扣，套铣解卡。,4、不能循环又有粘卡，不要轻易倒扣， 钻头以上爆破，消除粘吸后再倒扣。,钻头在井底时泥包卡钻处理程序图,钻头在中途时泥包卡处理钻程序图,落物卡钻基本知识,落物卡钻,井口落物 井壁落物井下落物 钻具断落,落物卡钻 原因 能造成落物卡钻的是处于钻头或扶正器以上的落物。由于井眼与钻柱之间的环形空间有限，较大的落物会像楔铁一样嵌在钻具与井壁中间，较小的落物嵌在钻头、磨鞋或扶正器与井壁的中间，使钻具失去活动能力，造成卡钻。,钻进中有落物落在环空会有憋钻现象，上提钻具有阻力，小落物有可能提脱，大落物则越提越死。起钻过程遇有落物则会突然遇阻，只要上提力量不大，下放比较容易。若落物位置固定，则阻卡点也固定。若落物随钻具上下移动，则钻具只能下放不能上提，阻卡点随钻头的下移而下移。下放无阻力时可以转动，上提有阻力时很难转动。卡点一般在钻头或扶正器位置，较大的落物有可能卡在钻杆接头位置。开泵循环正常，泵压、排量、钻井液性能无变化。,落物卡钻的征兆,出现卡钻很突然卡点不随时间上移可正常循环,落物卡钻,预防 定时检查井口工具，注意井口的围盖 极软地层用特制工具拨扫落物 减小套管鞋以下的口袋长度 防水泥掉块 严格管理，减少人为因素 防硬提，争取转动，磨铣防卡,处理 1、钻头在井底时，争取转动解卡，或用震击器上击。 2、起钻过程中发生落物卡钻，猛力下压，震击器下击； 水泥块卡用盐酸浸泡；倒扣、套铣。,发生落物事故后，在未卡死之前，尽量采用旋转钻具的方法将落物别入井壁。,落物卡钻处理实例,基础资料（1）表层套管：339.7mm，下深300.61m（2）裸眼：215.9mm钻头，钻深2945m（3）钻井液性能：密度1.29g/cm3,黏度34s,事故发生经过 钻至井深295.4m，泵压不稳定，下放加压时为13MPa，提起钻具时下降为9MPa，在这种情况下，决定投入测斜仪起钻。起钻后，发现钻铤螺纹刺坏，钻头和两根177.8mm钻铤落井，鱼长18.21m。鱼顶为2926.79m,落物卡钻处理实例,事故处理过程 下入114mm公锥打捞，造扣后，用一个凡尔小排量开泵，泵压3MPa，上提1000KN解卡。当提出7m时有阻卡现象，提到1300KN，公锥滑脱。再一次下放打捞，提到原位置仍提不来，提至1400KN、1700KN，钻具卡死，钻头位置为2937.17m。用三个凡尔开泵，泵压20MPa。在原地上下活动并用转盘扭动。57h后，有上下4m的活动范围，130h 后钻具可以转动，但别劲很大，136h后，转动正常，138h 后，可以正常上起，落鱼全部捞出。,落物卡钻处理实例,认识与建议提起钻具时，泵压下降4MPa，是钻具断落的最明显的标志，这种情况下，根本不能投入测斜仪。测斜仪落入钻铤旁边造成的卡钻，未粘卡测斜仪落井，打捞起钻就不能硬拔，能有7m的活动范围，就应在此范围内轻提轻压多转动，争取把测斜仪挤毁或挤入井壁，或把井径扩大，给钻头让出一条路来。,落物卡钻的处理程序图,卡钻事故发生的原因、预防与处理,卡钻事故发生的原因、预防与处理,注: 1、表栏中A为诊断复杂的充分条件，角码1或2可能单独一项或2项同时存在； 2、B为辅助判断依据。,井下事故与复杂诊断,井下事故与复杂诊断,常用打捞工具及工作原理介绍,打捞工具按作用不同分为基本打捞工具和辅助打捞工具，按打捞不同部位分为内捞工具和外捞工具，按扣型分为正扣打捞工具和反扣打捞工具。 基本打捞工具有公锥、母锥、卡瓦打捞筒、可退式卡瓦打捞矛、磁铁打捞器、一把抓、打捞杯、反循环打捞篮等；辅助打捞工具有铅印、磨鞋、铣鞋、铣管、安全接头、震击器、液压加速器、倒扣器、倒扣捞矛、反扣倒扣接头等。常用的内捞工具有公锥、可退式卡瓦打捞矛等；常见的外捞工具由卡瓦打捞筒、母锥等。,卡瓦打捞筒,卡瓦打捞筒是打捞外径规则落鱼最有效的工具，如打捞钻铤、钻杆、套管、油管、电测仪器等。卡瓦打捞筒能承受大载荷，设计有落鱼密封结构，能高泵压循环，也可以在井内释放落鱼。带有铣鞋，用于修整落鱼的飞边破口，使落鱼顺利进入捞筒。根据用途的不同配有加长节、壁钩、加大引鞋等附件。,卡瓦打捞筒工作原理,打捞筒的抓捞零件是螺旋卡瓦或篮式卡瓦。它外部的宽锯齿螺纹和内部的打捞牙均是左旋螺纹。宽锯齿螺纹与筒体配合间隙较大，这使卡瓦能在筒体中一定的行程内胀大和缩小。当鱼顶被引入筒内后，只要施加一轴向压力，落鱼便能进入卡瓦，随着落鱼的套入，卡瓦上行并胀大，在弹性的作用下，坚硬而锋利的卡瓦牙将落鱼咬住。上提钻柱，卡瓦在筒体内向下运动，直径缩小，落鱼则被抓得更牢。 因为筒体和卡瓦的螺纹都是左旋螺纹，并由控制环约束了它的旋转运动，所以释放落鱼时只要将卡瓦放松，顺时针方向旋转钻具，捞筒即可从落鱼上退出。,卡瓦打捞筒使用方法,1、工具选择 根据井眼尺寸、落鱼鱼顶外径选择打捞筒及配套的卡瓦尺寸（篮式卡瓦公称尺寸应小于鱼顶1-3mm，螺旋卡瓦公称尺寸应小于鱼顶外径1-5mm）；根据需要选择不同类型的卡瓦、控制环和密封圈；根据井径的变化和井眼轨迹选择加大引鞋和壁钩；根据落鱼的打捞部位。确定是否需要连接加长短节。2、准备工作检查上接头、筒体、密封圈、控制环、卡瓦、引鞋、壁钩和加长节。测量打捞筒各部位的尺寸，绘制工作草图；计算落鱼进入引鞋、铣鞋接触鱼顶和落鱼进入卡瓦时的钻具深度。组装打捞筒时，卡瓦到位后，用手推动应灵活；各道螺纹按规定扭矩上紧。钻具组合：卡瓦打捞筒+震击器+加重钻杆+钻杆，打捞钻具应力求简化。,卡瓦打捞筒使用方法,3、打捞步骤下钻离鱼顶0.3-0.5m时，用钻进排量循环，冲洗鱼顶周围的沉积物；记录泵排量、泵压和悬重；探鱼顶，核对并记录钻具深度。小排量、低转速（10-20r/min）顺时针旋转缓慢下放钻具，将鱼顶引入打捞筒。根据下放距离、泵压和扭矩变化判断落鱼进入打捞筒后，停止转动并停泵，继续下放打捞筒并施加一定钻压，一般在4.9-49KN范围内，使落鱼进入卡瓦。缓慢上提钻具，根据悬重变化情况判断是否捞获落鱼；若落鱼重量较轻、水眼小（如测井仪器），可开泵至记录的排量，根据泵压变化确认是否抓住落鱼。将落鱼提离井底3-5m，猛放猛刹2-3次，验证是否抓牢落鱼，若新增重量无变化则可起钻。如落鱼被卡，则逐渐加大上提力，活动钻具或震击直至落鱼解卡；若不能解卡则退出打捞筒。,卡瓦打捞筒使用方法,4、退出打捞筒方法下钻钻具，给打捞筒施加钻压一般在4.9-49KN，反复多压几次确保卡瓦宽锯齿螺纹松开；上提钻具至原纪录悬重，右旋钻具，同时缓慢上提，直到打捞筒退出为止。5、注意事项组合钻具时，大钳不得咬在打捞筒两端内螺纹处，以免损坏筒体。若落鱼被卡，活动钻具时应控制下放悬重不低于打捞钻具的悬重，以免使落鱼脱落。起钻要平稳，禁止转动钻具。落鱼起出井口，先卸下带打捞筒的落鱼，起出所有落鱼，再卸开打捞筒。井下释放落鱼时，如打捞筒不能正常退出，可使用震击器下击，击松后再作释放操作。,反循环打捞篮,反循环打捞篮是利用钻井液流在靠近井底处的局部反循环将井下碎物收入篮框内的一种打捞工具。反循环打捞篮由上接头、筒体、钢球、喇叭口和可换的篮筐、磁芯、铣鞋、篮爪等组成，反循环强磁打捞篮是一种多用途组合式打捞工具。它装上篮框即是打捞篮；将篮框换成磁芯则成为反循环强磁打捞篮；将铣鞋换成爪头又可组成反循环一把爪。,反循环打捞篮工作原理,当打捞篮下井后，尚未投球时泥浆循环通过阀座由内筒内腔经铣鞋往外返，此刻为正循环，投下钢球后，当钢球落入阀座上，此时重新恢复循环时，泥浆被迫改道进入两筒的环形空间，由喷射孔以高速流出喷射井底，经铣鞋冲入内筒内腔后，由回流孔又返到外筒与井壁的空间返回，于是实现了反循环的目的。,反循环打捞篮使用方法,1、根据井眼尺寸及井底落物尺寸选择打捞篮，检查钢球与球座的吻合情况。2、测量打捞篮尺寸，绘制工作草图，记录篮爪到铣鞋的长度。3、组合钻具，推荐组合：打捞篮+震击器+加重钻杆+钻杆。4、下钻至井底以上1-2m，大排量循环一周清洗井眼，探井底并记录方入。5、投球，开泵送球入座后，泵压可升高1-3MPa。6、用反循环打捞篮打捞时，原则上不加压，避免打捞篮阻塞而不能反循环。边循环边上下活动钻具，直至井底0.1-0.2m为止，这时产生的局部反循环作用最大，最容易捞上落物，打捞时间一般15-30min。7、若井下掉有2-3个牙轮，反循环的冲力不容易把它们冲进篮筐（或磁芯底），可以用铣鞋拨动，将牙轮逐个拨入篮筐。如果使用反循环强磁打捞篮，应避免落物锁坏下盖使磁芯落井。8、在软地层中使用打捞篮时，可以停泵干钻0.1m，或开泵钻0.3-0.5m，用取心方法将未进入篮筐的碎物捞获。,反循环打捞篮规范,反循环打捞篮注意事项,1、下钻时、所有钻具应通径，保证钢球可通过上部所有钻具。2、起钻操作要平稳，禁止用转盘卸扣。3、下钻时控制速度，遇阻时不能强压硬扭，必要时应通井。,随钻打捞杯,随钻打捞杯通常和打捞工具或者钻头配合使用，可打捞细碎落物如钻碎的套管附件，钻头牙齿、扶正块、滚珠等物件，也可用于打捞、磨铣碎的铁块。随钻打捞杯有G、H型两种，H型随钻打捞杯可卸下更换，容易去除捞获的碎物，容量也较大。,随钻打捞杯,工作原理打捞杯在工作时，井底钻屑由钻井液从钻柱环空中带出，到达杯口时，由于环空突然变大，钻井液流速下降，较重的碎屑就落入捞杯内，