毛坝1井、毛坝4井井控事件及处理

1、20072007年年6 6月月 四川四川达州达州一、毛坝一、毛坝 1 1 井压井施工井压井施工毛坝毛坝 1 1 井井概况概况 毛毛坝坝1 1井井位于四川省达州市，设计井深位于四川省达州市，设计井深4500m，为中石化南方海相重点天然气预，为中石化南方海相重点天然气预探井。探井。 2002年年11月月18日钻至日钻至4322m，泥浆密度，泥浆密度1.40g/cm3 ，钻时，钻时105min/m55min/m，19日日0:19 钻至钻至 4324.54m蹩钻，悬重由蹩钻，悬重由1500kN 1240kN，发生，发生严重井涌严重井涌。0:19 关关井套压井套压12MPa、立压、立压4MPa； 4:5

2、0 套压套压29MPa；5:54套压套压38MPa 压井中压井中估算气量达估算气量达50 100 104m3/d。 在在14天内共天内共 8 次压井，井口压力最高达次压井，井口压力最高达38MPa 压井压井 第一次第一次 关井：关井：4:314:31关井套压升至关井套压升至29MPa29MPa 放喷：喷出为气、液混合物，点火即燃，喷远约放喷：喷出为气、液混合物，点火即燃，喷远约40m40m。放喷。放喷3030分钟后节流点火，火焰呈橘黄色，焰高分钟后节流点火，火焰呈橘黄色，焰高1515 18m18m。放喷中发现压。放喷中发现压力迅速增加，节流点火后力迅速增加，节流点火后3434分钟套压升至分钟套

3、压升至38MPa38MPa。 压井：泥浆密度压井：泥浆密度1.65g/cm1.65g/cm3 3; ; 泥浆量泥浆量200m200m3 3压井压井 压井时间压井时间2:36; 2:36; 压井排量压井排量1.21.2 1.4m1.4m3 3/min/min 压井结束：返出钻井液密度压井结束：返出钻井液密度1.55g/cm1.55g/cm3 3, ,因液气分离器进液因液气分离器进液管管线弯头刺坏线弯头刺坏，关井套压为由，关井套压为由29MPa29MPa降为降为0 0、立压由、立压由4MPa4MPa变为变为13.5MPa 13.5MPa 。毛坝毛坝 1 1 井井 压井压井 第二次第二次 关井：关井

4、： 6:586:58关井套压由关井套压由0 0升至升至36MPa36MPa，立压，立压8.1MPa8.1MPa 压井：目的为防止套压超过井口控制能力压井：目的为防止套压超过井口控制能力 压井时间压井时间5252分钟分钟; ; 排量排量1.21.2 1.4m1.4m3 3/min/min 泥浆密度泥浆密度1.87g/cm1.87g/cm3 3; ; 泥浆量泥浆量 70m70m3 3 压井结束：节流压井未返出钻井液，点火火焰高压井结束：节流压井未返出钻井液，点火火焰高2020 30 m30 m，呈橘黄色，关井套压呈橘黄色，关井套压34MPa34MPa，立压，立压 5MPa5MPa。毛坝毛坝 1 1

5、 井井 压井压井 第三次第三次 压井初始套压压井初始套压37MPa37MPa 压井压井: : 目的为先用目的为先用1.70g/cm1.70g/cm3 3泥浆建立循环，然后逐步提高泥泥浆建立循环，然后逐步提高泥 浆密度使循环不产生气柱，恢复钻进。浆密度使循环不产生气柱，恢复钻进。 压井泥浆压井泥浆 300m300m3 3; ; 密度密度 1.70g/cm1.70g/cm3 3 压井时间压井时间 8:198:19 压井中井口有长达压井中井口有长达2400m2400m左右的气柱，点火火势强劲。压井中左右的气柱，点火火势强劲。压井中途途管线冰堵管线冰堵。解堵后用。解堵后用1.70 g/cm1.70 g

6、/cm3 3泥浆无法建立平衡，边循环边泥浆无法建立平衡，边循环边加重，每周幅度不超过加重，每周幅度不超过0.02 g/cm0.02 g/cm3 3。 压井结束：用压井结束：用1.88 g/cm1.88 g/cm3 3泥浆建立起不产生集中气柱的循环泥浆建立起不产生集中气柱的循环毛坝毛坝 1 1 井井 压井压井 第四次第四次 用用1.88g/cm1.88g/cm3 3泥浆钻进至井深泥浆钻进至井深4352.25m4352.25m发生溢流，溢流发生溢流，溢流2.0 m2.0 m3 3关井关井 。 压井：用压井：用1.88g/cm1.88g/cm3 3泥浆循环不能消除溢流，将密度提高到泥浆循环不能消除溢

7、流，将密度提高到1.90g/cm1.90g/cm3 3压井成功。压井持续压井成功。压井持续6:366:36，火焰高度，火焰高度1515 20m20m，间断漏间断漏失泥浆失泥浆19m19m3 3，压井完火焰熄灭。，压井完火焰熄灭。毛坝毛坝 1 1 井井 压井压井第五次第五次 循环中出现溢流（即泥浆仍不能平衡地层压力），关井套压循环中出现溢流（即泥浆仍不能平衡地层压力），关井套压为零、立压为零、立压6MPa 6MPa 。 压井：泥浆密度压井：泥浆密度 1.90g/cm1.90g/cm3 3；压井时间；压井时间 1:501:50 火焰高度火焰高度3 3 4m4m，其间环形防喷器胶芯坏，漏失，其间环形

8、防喷器胶芯坏，漏失7m7m3 3 压井结束：建立了不产生集中气柱的循环，换好胶芯，恢复压井结束：建立了不产生集中气柱的循环，换好胶芯，恢复钻进。钻进。毛坝毛坝 1 1 井井 压井压井第六次第六次 用用1.92g/cm1.92g/cm3 3泥浆钻进至井深泥浆钻进至井深4365.00m4365.00m中途完钻，静止中途完钻，静止2:242:24测测得气体上窜速度得气体上窜速度768.44m/h768.44m/h，短起下，短起下1010柱井下强烈井涌，气体上柱井下强烈井涌，气体上窜速度窜速度910.20m/h910.20m/h。 压井：泥浆密度压井：泥浆密度 1.92g/cm1.92g/cm3 3;

9、 ; 压井时间压井时间 2:132:13 压井方式压井方式 节流循环节流循环 火焰高度火焰高度2020 30m30m，压井中间断漏失，压井中间断漏失15m15m3 3 压井结束压井结束: : 建立了不产生集中气柱的循环。建立了不产生集中气柱的循环。毛坝毛坝 1 1 井井 压井压井 第七次第七次 调整泥浆密度至调整泥浆密度至1.95g/cm1.95g/cm3 3，间断，间断漏失漏失203m203m3 3，静止，静止3:453:45测得测得气体上窜速度气体上窜速度459.51m/h459.51m/h。井下继续溢流。井下继续溢流。 压井：注入压井：注入1.92g/cm1.92g/cm3 3堵漏泥浆堵

10、漏泥浆95m95m3 3，循环中将下部气浸泥浆，循环中将下部气浸泥浆顶出溢流。用顶出溢流。用1.92g/cm1.92g/cm3 3泥浆节流压井泥浆节流压井, ,压井排气持续压井排气持续25min25min，火，火焰高度焰高度0.50.5 1m1m。 压井结束：建立了不产生集中气柱的循环。压井结束：建立了不产生集中气柱的循环。毛坝毛坝 1 1 井井 压井压井 第八次第八次 用用1.92g/cm1.92g/cm3 3循环均匀后，短起下循环均匀后，短起下3030柱，起钻大部分拔活塞，柱，起钻大部分拔活塞，下钻井口溢流不断，节流开泵测得气体上窜速度下钻井口溢流不断，节流开泵测得气体上窜速度759.50

11、m/h759.50m/h。 压井：泥浆密度压井：泥浆密度 1.92g/cm1.92g/cm3 3 1.94g/cm1.94g/cm3 3； 压井方式压井方式 节流（节流（3 3 4MPa4MPa）循环；压井时间）循环；压井时间 11:0411:04 火焰高度火焰高度2030m2030m 压井结束：建立了不产生集中气柱的循环。压井结束：建立了不产生集中气柱的循环。 后续工作：堵漏、加重至后续工作：堵漏、加重至2.00g/cm2.00g/cm3 3、短起下静止、短起下静止40:2540:25，开，开泵测得气体上窜速度泵测得气体上窜速度48.00m/h48.00m/h，为下部作业创造了条件。，为下部

12、作业创造了条件。毛坝毛坝 1 1 井井可鉴经验可鉴经验 充分准备充分准备硬件硬件 进行气密封试验进行气密封试验 进行高低压密封试验进行高低压密封试验 节流管汇外接双闸门、两条放喷管线节流管汇外接双闸门、两条放喷管线 有质量过硬的泥浆回收系统，采用大有质量过硬的泥浆回收系统，采用大 直径防硫排放管线直径防硫排放管线 井控装置备件齐全井控装置备件齐全( (胶心、闸板、密胶心、闸板、密 封件、闸阀、安装工具等封件、闸阀、安装工具等) ) 备足内放喷工具，质量可靠备足内放喷工具，质量可靠 防护设施配备齐全防护设施配备齐全毛坝毛坝 1 1 井井可鉴经验可鉴经验 充分准备充分准备泥浆泥浆重泥浆储备井筒容积

13、两倍以上重泥浆储备井筒容积两倍以上铁矿粉储备铁矿粉储备300t300t以上以上堵漏材料充足堵漏材料充足毛坝毛坝 1 1 井井可鉴经验可鉴经验 充分准备充分准备环境环境 清除放喷口清除放喷口50m50m以内的易燃物以内的易燃物 宿舍摆放在离井口宿舍摆放在离井口300m300m以外以外 井口井口500m500m以内的居民迁走以内的居民迁走毛坝毛坝 1 1 井井 可鉴经验可鉴经验井控工艺井控工艺 钻开产层前对裸眼进行承压试验钻开产层前对裸眼进行承压试验, , 不足时应采取补救措施不足时应采取补救措施 高度重视一次井控高度重视一次井控 压力控制就高不就低，有漏失就堵，压稳后才进行后续施工压力控制就高不

14、就低，有漏失就堵，压稳后才进行后续施工 尽早发现溢流，及时关井，不能循环观察尽早发现溢流，及时关井，不能循环观察 尽量避免长时间关井尽量避免长时间关井, ,尽快组织用工程师法压井尽快组织用工程师法压井 需长时间等待、有需长时间等待、有H H2 2S S时，可先用司钻法第一循环周排气，蹩压控时，可先用司钻法第一循环周排气，蹩压控制溢流，再组织用工程师法压井；没制溢流，再组织用工程师法压井；没H H2 2S S时，可先建立和保持循环，时，可先建立和保持循环，再建立平衡。再建立平衡。 没没H H2 2S S长期关井井口压力超过允许值时，必须放压、补充泥浆长期关井井口压力超过允许值时，必须放压、补充泥

15、浆毛坝毛坝 1 1 井井 可鉴经验可鉴经验压井工艺压井工艺 关井程序（关环形关井程序（关环形- -关闸板关闸板- -开环形）错误可能导致灾难性的恶果开环形）错误可能导致灾难性的恶果 长期关井容易在井口形成气柱，间断放喷使套压升高很快长期关井容易在井口形成气柱，间断放喷使套压升高很快 压井可以选用先建立循环、再逐步提高密度将井压稳的方法压井可以选用先建立循环、再逐步提高密度将井压稳的方法 放喷压力过大时必须走直通放喷管道放喷压力过大时必须走直通放喷管道 对产能高的产层压井过程中极易形成冰堵对产能高的产层压井过程中极易形成冰堵 使用使用旋塞更有利于准确测知地层压力、方便进行井控作业旋塞更有利于准确

16、测知地层压力、方便进行井控作业 充分考虑循环压耗、压力激动对液柱压力的影响；保持循环和均匀充分考虑循环压耗、压力激动对液柱压力的影响；保持循环和均匀 的钻井液密度非常重要的钻井液密度非常重要 提前制定各种预案，周密进行压井作业提前制定各种预案，周密进行压井作业 掌握油气上窜规律，保证有足够的安全作业时间掌握油气上窜规律，保证有足够的安全作业时间毛坝毛坝 1 1 井井二、毛坝二、毛坝4 4井钻具氢脆断落井钻具氢脆断落毛坝毛坝 4 4 井井 概况概况 毛毛坝坝4 4井是南方公司在川东断褶带毛坝场构造北端部署的一口评井是南方公司在川东断褶带毛坝场构造北端部署的一口评价井，地处四川省达州市宣汉县毛坝镇

17、价井，地处四川省达州市宣汉县毛坝镇6 6村村9 9组，设计井深组，设计井深4840m4840m。本井。本井由由50789DG50789DG钻井队承钻钻井队承钻, ,于于20052005年年1010月月1919日开钻，日开钻，20062006年年7 7月月2424日钻至井日钻至井深深3941.10m3941.10m。 已完成的井身结构：已完成的井身结构： 508mm508mm导管导管18m+18m+ 339.7mm339.7mm310.9m310.9m+ + 244.5mm244.5mm 2524.69m 2524.69m。 本井在井深本井在井深3456.00m3456.00m见气层，从见气层，

18、从3800.003800.00 3941.10m3941.10m一直连续取心一直连续取心作业，在作业，在3835.343835.34 3844.44m3844.44m井段岩心出筒时测得井段岩心出筒时测得 H H2 2S S 浓度为浓度为258mg/m258mg/m3 3(172ppm)(172ppm)；在；在3844.443844.44 3853.64m3853.64m岩心出筒测得岩心出筒测得 H H2 2S S 含量为含量为288mg/m288mg/m3 3（192ppm192ppm）。）。毛坝毛坝 4 4 井井经过经过 20062006年年7 7月月2424日取心钻进中，日取心钻进中，20

19、:5020:50 20:5520:55接单根后接单根后发生卡钻。卡钻时钻井液性能：密度发生卡钻。卡钻时钻井液性能：密度1.38g/cm1.38g/cm3 3，粘度，粘度59s59s，APIAPI失水失水3.2ml3.2ml，泥饼，泥饼0.5mm0.5mm，切力，切力3.5/12.5 Pa3.5/12.5 Pa，含砂，含砂0.30.3，PHPH值值1010。2525日注清水日注清水27.0m27.0m3 3（前后注重浆平衡井（前后注重浆平衡井内压力）浸泡未解卡，内压力）浸泡未解卡，2626日注密度日注密度1.30g/cm1.30g/cm3 3 解卡剂解卡剂25.30m25.30m3 3，8:00

20、8:00活动解卡。活动解卡。8:158:15提出一根钻杆循环排解卡提出一根钻杆循环排解卡液时发现溢流，随即关井控制井口，关井后套压迅速由液时发现溢流，随即关井控制井口，关井后套压迅速由05MPa7MPa05MPa7MPa，立压为，立压为0MPa0MPa（钻具带回压阀）；（钻具带回压阀）；9:159:15做做压井准备中发现悬重由压井准备中发现悬重由1100kN1100kN降至降至550kN550kN，套压降为，套压降为2.5MPa2.5MPa后又升至后又升至4.0MPa4.0MPa，立压由，立压由0 0升到升到7MPa7MPa，现场初步判，现场初步判断：钻具发生氢脆断落井下。断：钻具发生氢脆断落

21、井下。毛坝毛坝 4 4 井井处理处理 7 7月月2626日开始日开始压井压井，其中，其中2626日日16:0016:00节流循环时，节流循环时，实测分离实测分离器出口气体器出口气体H H2 2S S含量达含量达1500mg/m1500mg/m3 3（1000ppm1000ppm），），7 7月月3131日压井完日压井完起出钻具起出钻具1011.75m1011.75m，落鱼，落鱼2929.35m2929.35m。其后转入艰难的打。其后转入艰难的打捞作业，至捞作业，至9 9月月1515日，经日，经3131次打次打捞，捞出落鱼捞，捞出落鱼1919节、最短节、最短0.24m0.24m，井下余钻具井下余

22、钻具226.03m226.03m、实际鱼顶、实际鱼顶3715.55m3715.55m，决定侧钻。，决定侧钻。毛坝毛坝 4 4 井井原因分析原因分析 本井在处理卡钻过程中，使用解卡剂密度过低，井内本井在处理卡钻过程中，使用解卡剂密度过低，井内液柱压力不能平衡地层压力，导致井涌、液柱压力不能平衡地层压力，导致井涌、H H2 2S S气体浸入井气体浸入井筒，继而发生钻杆氢脆断裂，是发生事故的直接原因；本筒，继而发生钻杆氢脆断裂，是发生事故的直接原因；本井使用的钻具不能满足抗硫要求井使用的钻具不能满足抗硫要求（下部为（下部为S135S135钻杆钻杆3165m3165m、上部上部G105G105钻杆钻杆

23、608m608m）是造成钻杆氢脆的重要原因；在未能是造成钻杆氢脆的重要原因；在未能认真消除井下复杂的情况下，进行取心作业是造成卡钻的认真消除井下复杂的情况下，进行取心作业是造成卡钻的主要原因。主要原因。 毛坝毛坝 4 4 井井警示警示 防止硫化氢危害更重要的是搞好一次井控。防止硫化氢危害更重要的是搞好一次井控。总结经验总结经验 吸取教训吸取教训全面提高天然气钻井井控能力全面提高天然气钻井井控能力 董董1 1井井涌压井情况简介井井涌压井情况简介 董董 1 1 井井基本情况基本情况 董董1 1井井位于准噶尔盆地中四区块董家海子东构造，距位于准噶尔盆地中四区块董家海子东构造，距阜康市西北约阜康市西北

24、约 40km40km处的一口重点探井。设计井深处的一口重点探井。设计井深6300m6300m，由塔里木第三钻探公司由塔里木第三钻探公司70127012钻井队承钻施工。于钻井队承钻施工。于20032003年年5 5月月1313日第一次开钻，日第一次开钻， 339.7mm339.7mm套管下深套管下深1498.42m1498.42m； 6 6月月5 5日二开，日二开， 244.5 mm244.5 mm套管下深套管下深4498.04m4498.04m；8 8月月1818日用日用 215.9mm215.9mm钻头三开；钻头三开；9 9月月5 5日钻至井日钻至井深深4871.76m4871.76m发生强

25、烈井涌，关井后套压、立压发生强烈井涌，关井后套压、立压迅速上升，套压最高达迅速上升，套压最高达到到42MPa42MPa。董董 1 1 井井难点分析难点分析 实际钻进密度与设计预测的压力系数相差达实际钻进密度与设计预测的压力系数相差达0.770.77，突然钻遇高，突然钻遇高压准备明显不足，现场只储备密度压准备明显不足，现场只储备密度1.52g/cm1.52g/cm3 3泥浆泥浆70m70m3 3，对本井压井，对本井压井需求只是杯水车薪，若遇压井过程中发生上部地层漏失，不只泥浆配需求只是杯水车薪，若遇压井过程中发生上部地层漏失，不只泥浆配制、加重工作量极大，压井的难度也将大大增加。制、加重工作量极

26、大，压井的难度也将大大增加。 由于钻进泥浆密度过低，关井井口套压最高达由于钻进泥浆密度过低，关井井口套压最高达42MPa42MPa，对技术套，对技术套管抗内压强度（最高管抗内压强度（最高64.97MPa64.97MPa）、防喷器及管汇承压能力（）、防喷器及管汇承压能力（70MPa70MPa）都是很严峻的考验。都是很严峻的考验。 关井后井口压力迅速上升，立管压力超过关井后井口压力迅速上升，立管压力超过20MPa20MPa钻井泵已无法钻井泵已无法启动，水龙头、水龙带的承受能力也都制约着正常压井工作的实施。启动，水龙头、水龙带的承受能力也都制约着正常压井工作的实施。董董 1 1 井井难点分析难点分析 由于方钻杆下旋塞缺少日常检查、维护，在突然遭遇井涌的紧由于方钻杆下旋塞缺少日常检查、维护，在突然遭遇井涌的紧急情况下关闭失灵，从而为后来的压井造成种种不便。抢关上旋塞、急情况下关闭失灵，从而为后来的压井造成种种不便。抢关上旋塞、卸水龙带、接压井管线、试压整改、开启上旋塞等作业都被迫在高空卸水龙带、接压井管线、试压整改、开启上旋塞等作业都被迫在高空进行。进行。 中石化西指组建时间短，目前应急处理突发事件的生产体系尚中石化西指组建时间短，目前应急处理突发事件的生产体系尚不完善。本井不完善。