卡鉆事故
1、在鉆井中常見的井下工程事故有哪幾種?
答:有如下七種工程事故:
(1)、卡鉆事故;
(2)、鉆具事故;
(3)、鉆頭事故;
(4)、落物事故;
(5)、井噴及井噴失控事故;
(6)、頓鉆事故;
(7)、卡電纜、卡儀器事故。
2、什么是卡鉆事故?
答:鉆柱在井內停止時間過久或其它原因造成不能上提、下放或轉動,有時甚至不能循環,這樣的事故統稱為卡鉆事故。
3、常見的卡鉆事故有哪幾種?
答:有如下八種卡鉆事故:
(1)、粘吸卡鉆;
(2)、落物卡鉆;
(3)、井塌卡鉆事故;
(4)、鍵槽卡鉆事故;
(5)、短路循環、干鉆卡鉆事故;
(6)、沉砂卡鉆事故;
(7)、泥包卡鉆事故;
(8)、縮徑卡鉆事故;
4、什么是粘吸卡鉆?
答:鉆柱在鉆井液液柱壓力與地層壓力之差的作用下,緊貼在井壁上造成的卡鉆,稱粘吸卡鉆(也稱壓差卡鉆或粘附卡鉆)。
5、 粘吸卡鉆何特點?
答:(1)、循環鉆井液正常。
(2)、隨時間的延長,卡鉆面積不斷增加, 粘卡越嚴重,且卡點深度上移。
6、鉆井液性能不好,失水量大,對粘吸卡鉆有何影響?
答:鉆井液性能不好,失水量大,在滲透性地層井壁上形成的泥餅越厚,泥餅越虛,易發生粘吸卡鉆。
7、鉆井液中固相含量多,對發生粘吸卡鉆有何影響?
答:鉆井液中固相含量多,泥餅的粘滯系數越大,越容易發生粘吸卡鉆。
8、發生粘吸卡鉆的主要原因是什么?
答:(1)、鉆具在井內靜止時間長,活動鉆具不及時或活動鉆具的方法不當。
(2)、泥漿性能不符合設計要求(注:此話不嚴密,有出路),泥漿液柱壓力和地層孔隙壓力的差值較大。(此句改為;泥漿液柱壓力比地層孔隙壓力大的較多)。
(3 )、泥漿的失水大,泥餅厚,固控設備配備不齊或由于固控設備壞使用少,造成固相含量急劇增加。
(4)、深井、定向井和復雜井等在鉆井液中加入的潤滑劑含量少,泥餅摩組較大。
9、怎樣預防粘吸卡鉆?
答:(1)、停鉆時按規定及時活動鉆具,上提下放活動的幅度要大。
(2)、鉆井液性能符合設計要求(不嚴密)。
(3)、加強設備的檢查、維修及管理,保證在鉆井過程中能正常運轉。如設備出故障不能活動鉆具,鉆具在井底應將全部鉆具重量的三分之二壓在鉆頭上,使下部鉆具彎曲與井壁形成點接觸,減少卡鉆發生的可能性。
(4)、加強固控設備的配備與使用,固相含量一般要控制在10%以內。
(5)、定向井、深井、復雜井等在鉆井液中加入潤滑劑降低摩擦系數,定向井混油量保證在6~8%,摩阻系數在定向井中控制在0.1以內,直井控制在0.15以內。
(6)、在深井、定向井或特殊復雜井中,應用螺旋鉆鋌,加重鉆桿和隨鉆震擊器,防止粘吸卡鉆。
10、發生粘吸卡鉆后如何處理?
答:通常的做法是采用泡油或泡解卡劑,即在被卡鉆柱井段注入一定數量的原油、柴油或者解卡劑,浸泡一段時間,方可上提下放鉆具試圖使其解卡。
11、處理卡鉆事故泡原油、柴油時怎樣泡為好?
答:最好按一定比例(一般為2:1或1:1)泡混合油液,這樣泡的效果比較好,容易解卡。當油液種類缺乏時,也可單獨使用,不過比混合油液效果差一些。
12、泡油或解卡劑能接除粘吸卡鉆的機理是什么?
答:因原油和解卡劑都是很好的潤滑劑和滲透劑(適當混入柴油后更好如在加一些QT快速滲透劑其效果為最佳)。滲透到鉆井液中和泥餅內,并破壞泥餅結構,降低了鉆井液的粘滯系數,從而使鉆柱解卡。
13、發生粘吸卡鉆后,泡油或注入解卡劑前應如何處理?
答:(1)、發生粘吸卡鉆后,泡油或注入解卡劑前應按規定活動鉆具,停止活動時應將卡點以上鉆具重量的2/3或全部壓上,使未卡鉆具呈彎曲狀態與井壁成點接觸,防止卡點上移。
(2)、泡油或泡解卡劑前,按要求調整好泥漿性能,一定要大排量循環洗井2~3周,使井內的砂子盡量帶出井眼,防止由于井眼所聚砂子的增多,而導致泡油失敗。
14、卡點深度如何計算?
答:卡點計算公式如下:
H=K
式中:H—指鉆柱最上一個卡點的深度,m;
ΔL—指未被卡部分連續上提時的平均伸長,cm;
ΔP—指鉆具未被卡部分連續上提的平均拉力,kN;
K—指計算系數,不同尺寸和壁厚的鉆具有不同的K值;
K= =2.1F
式中:E—指鋼材彈性系數,其值為2.1×106kg/cm2
F—指管柱截面積,cm2
15、泡油量如何計算?
答:計算公式如下:
V=KV1H1+V2H2
式中:V—指泡油總量,m3;
K—指附加系數,一般取1.2~1.5;
V1—指環形空間每米容積,m3/m;
V2—指鉆桿內每米容積,m3/m;
H1—指環形空間泡油高度,m;
H2—指鉆桿內油柱高度,m;
16、泡油替鉆井液時計算公式?
答:泡油替鉆井液量的計算公式如下:
V0=V1H
式中:VO—指泡油時替鉆井液的量,m3;
V1—指鉆桿內每米容積,m3/m;
H—設計替至油面井深,m;
17、泡油施工中,注油泵壓什么時候最高?
答:當總泡油量大于鉆柱總內容積時,原油到達鉆頭時的泵壓為最高;當總泡油量小于鉆柱內容積時,全部油進入鉆具后泵壓就達最高,一直持續到油從鉆頭出來。開始下降。
18、泡油時最高泵壓如何計算?
答:最高泵壓計算公式如下:
P=P1+
式中:P—最高注油泵壓,Mpa;
P1—用替油排量循環時的泵壓,Mpa;
H—油在鉆柱內的最大高度,m;
r1—鉆井液的密度,g/cm3;
r0—所泡油的密度,g/cm3;
19、計算卡點深度:某井Φ216鉆頭鉆至井深915米,修泵循環活動鉆具不及時造成粘吸卡鉆,鉆具結構Φ216mm鉆頭+Φ159mm鉆鋌(200m)+Φ127mm鉆桿,鋼級是E級、壁厚9.19mm,卡鉆前懸重為550kN,連續上提三次,指重表指示為650kN、750Kn、850kN。 鉆具伸長量分別為10cm、20cm、30cm,鉆桿的K值為7150,計算出卡點深度?
答:卡點深度計算如下:
H=K
=7150×
=7150×20÷200=715(米)
20、計算泡油量:根據19題的已知條件和計算出的卡點深度715米,被卡鉆具200米,下部鉆鋌外徑159毫米,內徑70毫米,鉆桿外徑127毫米,內徑108毫米,一般管外泡油的頂界高于卡點100米,管內比管外油面高100米,泡油附加系數取1.2,計算所需的泡油量是多少?
答:(1)、計算鉆鋌內的總容積:
V1=π÷4×D2× L1
=0.785 ×0.072×200
=0.77(m3)
(2)、計算鉆鋌外的總容積:
V2=π÷4×(Db2-DC2)× L1
=0.785 ×(0.2162-0.1592)×200
=3.36(m3)
(3)、計算鉆桿內的總容積:
V3=π÷4×dp2× h1
=0.785 ×(0.1082)×(100+100)
=1.83(m3) 注:(前一個100為鉆桿外泡油長,后一個100為內外油面高差)
(4)、計算鉆桿外的總容積:
V4=π÷4×(Db2-Dp2)× L2
=0.785 ×(0.2162-0.1272)×100
=2.40(m3)
(5)、計算總的泡油量:
V=V1+V3+K(V2+V4)
=0.77+1.83+1.2×(3.36+2.40)
=9.51(m3)
21、計算替泥漿量:已知井深915米,卡點深度715米,井內127鉆桿,壁厚9.19,設計泡油液面高于卡點100米,內液面高于外液面100米,地面與立管線長30米(127鉆桿同每米9.25升),水龍帶18米長內容積每米14.6升,方鉆桿長11米,內容積每米5.4升。
答:V替=V0+V地
V0=9.25(715-200)=4763.75(升)=4.76(方)
V地=14.6×18+9.25×30+5.4×11=599.7(升)=0.60(方)
V替=4.76+0.60=5.36(方)
22、計算泡油時的最高泵壓:已知鉆頭深度為915米,卡點深度715米,鉆井液密度1.25,循環泵壓10Mpa,準備泡油的密度0.85,井內鉆具結構Φ216mm鉆頭+Φ159mm鉆鋌(200m)+Φ127mm鉆桿(壁厚9.19)。泡油量計劃10方。計算泡油施工中的最高泵壓?
答:首先計算油在鉆具內的最大長度。10方=10000升
1000÷9.25=1081米大于鉆頭井深,固油在鉆具內的最大長度915米(鉆頭深度)
P=P1+P2
=P1+[H油(r泥-r油)]÷100
=10+[915(1.25-0.85)] ÷100
=10+3.66=13.66(Mpa)
23、粘卡后為什么泡油或注入解卡劑越早越好?
答:因粘卡的嚴重程度隨時間的延長而增加。時間愈長不但卡的愈死,而且卡點容易上移,增加處理難度。
24、處理粘吸卡鉆,在泡油或注入解卡劑后是立即活動好,還是浸泡一段時間活動好?
答:泡油或注入解卡劑后為使泡的油液或解卡劑滲透進入受粘卡的部位,應靜止一段時間使泡液充分發揮解卡作用,然后再活動鉆具使其解卡。
25、什么是遇阻、遇卡?
答:下鉆時若懸重比原懸重降低叫遇阻。上提鉆具時若懸重超過原懸重叫遇卡。
26、鉆具在井內遇卡、遇阻有什么危害?
答:鉆具在井內遇卡時,是發生卡鉆的前兆,此時不能硬將鉆具壓入井內,或直接向上提,報者將其提出的幻想。應接方鉆桿循環泥漿,活動鉆具,輕壓、慢轉、劃眼(或倒劃眼)使其解除,避免事故的惡化。
27、鉆具在井內遇卡或遇阻時如何處理?
答:(1)、上提遇卡時,上提懸重不得超過原懸重(包括正常起鉆時鉆具的摩擦阻力)100kN。否則應立即接方鉆桿循環,上下活動鉆具或進行倒劃眼,倒劃眼時上提5~10Kn。嚴格控制轉盤、間斷轉動,防止將鉆具倒開或倒掉鉆頭。當上提鉆具無阻卡現象時,方可進行下步作業。
(2)、下鉆遇阻時,下壓不得超過原懸重100kN,否則應立即接方鉆桿循環鉆井液、劃眼,當下放無遇阻現象時,方可轉為下步作業。
28、什么叫落物卡鉆?
答:因井下落物造成的鉆柱卡鉆事故,就叫落物卡鉆。
29、落物卡鉆有何特點?
答:出現卡鉆很突然,遇卡后卡點不隨時間上移,且可正常循環鉆井液。
30、怎么樣預防落物卡鉆?
答:(1)、起下鉆操作時,嚴防物體從井口掉入,按規定檢查井口工具。
(2)、發生落物事故后,在未卡死之前(即:鉆具可旋轉,上提下放有一定的范圍),盡量采用旋轉鉆具的方法將落物蹩入井壁,遇卡時嚴禁死提硬拔,以防上提卡死。
(3)、空井時應將井口蓋好。
(4)、表層和中間套管的下入時,盡量留較少的口袋,以免固完井水泥凝固后,再進行下邊的鉆進時,水泥環較長,容易脫落造成卡鉆。
31、發生落物卡鉆時如何處理?
答:(1)、上提下放活動鉆具或輕輕轉動鉆具,將落物蹩入井壁(注:必須在鉆具扭轉系數范圍之內進行,嚴防扭斷鉆具)。
(2)、將鉆具接上下震擊器,進行震擊解卡。
(3)、將鉆具倒開進行套銑處理。
32、什么是井塌卡鉆?
答:由于井壁坍塌將鉆具埋住卡死,叫做井塌卡鉆。
33、發生井塌卡鉆的的原因有那些?
答:(1)、鉆井液性能不符合設計要求,造成易塌地層垮塌。
(2)、因井漏引起上部地層井壁坍塌。
(3)、鉆井液密度低于地層壓力,造成地層坍塌。
(4)、起鉆未灌滿泥漿,引起地層坍塌。
(5)、鉆頭泥包起鉆形成拔活塞的抽吸作用引起井塌。
(6)、井噴后或泡油解卡后,井壁失去穩定造成井塌。
34、怎樣預防井塌卡鉆?
答:(1)、鉆井液性能符合設計要求,變化幅度不得過大。
(2)、發生井漏時應及時采取措施堵漏措施。
(3)、起鉆時要灌好泥漿。
(4)、嚴防井噴事故的發生。
(5)、根據地層破裂壓力、地層孔隙壓力,配合合理的鉆井液密度平衡易塌地層。
(6)、處理解卡事故后,應及時洗井并調整好鉆井液性能。
(7)、對于上部易水化分散地層和下步滲透好 的地層,要嚴格控制好泥漿的失水,并增加短起下次數,避免拔活塞將地層抽垮。
35、井塌卡鉆的特點?
答:(1)、不能上提下放,轉盤不能轉動。
(2)、不能開泵循環。
36、怎樣處理井塌卡鉆?
答:(1)、測卡點,用倒爆松扣的方法將卡點以上鉆具倒開起出。
(2)、采取優質的鉆井液穩定井壁,控制井塌的惡化。
(3)、選擇合適相應尺寸的套銑筒對所埋鉆具進行套銑。
(4)、套通全部鉆具(或接近鉆頭及扶正器的位置),接液壓震擊器對扣,試圖恢復循環震擊解卡。若不能解卡,則泡油或解卡劑配合震擊器解卡。
37、什麼是鍵槽卡鉆?
答:因井眼鍵槽造成的鉆具被卡,稱之為鍵槽卡鉆。
38、鍵槽卡鉆有何特點?
答:(1)、發生鍵槽卡鉆后能正常循環鉆井液,泵壓無變化。
(2)、上提鉆具時,(卡死之前)上提遇卡、下放正常。
(3)、上提鉆具時,卡死之前上提遇卡、卡鉆的位置不變或變化不大。
39、怎樣預防鍵槽卡鉆?
答:(1)、保證井身質量,使全角變化率符合井身質量標準。
(2)、起鉆到有鍵槽的位置處,用低速輕輕上提,嚴防上提過猛將鉆具提死。
(3)、發現鍵槽后(鉆桿接頭有時有阻卡現象),不要輕易改變入井的鉆具結構。
(4)、起出鉆具,下鉆至鍵槽頂部用牙輪或鍵槽破壞器將鍵槽消除。
(5)、在定向井中,采用18度鉆桿,減輕、克服鍵槽的產生。
40、鍵槽卡鉆如何處理?
答:(1)、首先不能將鉆柱提死,應接方鉆桿循環鉆井液,轉動鉆具,不同方位上提。如仍提不出要慢慢轉、倒劃眼。
(2)、接地面震擊器下擊解卡
(3)、測卡點,在距離鍵槽合適的位置倒爆松扣,接下擊器對扣泡解卡劑下擊解卡或倒劃眼解除事故。
(4)、測卡點,在距卡點以上合適位置松扣,防掉套銑(或套銑、對扣)震擊解除事故。
41、什么叫泥漿短路循環?
答:泥漿不全部從鉆頭反出的循環,叫泥漿短路循環。
42、鉆井液短路循環的原因有哪些?
答:(1)、井下鉆具刺壞、倒扣、脫扣、斷落等。
(2)、地面高壓管線(閘門、法蘭、油壬及焊口等)刺壞。
(3)、閘門倒錯,如灌泥漿閘門未關等。
43、發生鉆井液短路時有哪些現象或特點?
答:(1)、泵壓逐漸下降。
(2)、泵排量未減,井內巖屑帶不出來或上部地層巖屑量增多。
(3)、鉆頭泥包鉆時變慢,鉆進中發生蹩鉆、跳鉆。
(4)、轉盤負荷加重,扭矩增大。
44、鉆井液短路有哪些危害性?
答:(1)、由于鉆井液短路循環,鉆頭干鉆泥包,易發生卡鉆。
(2)、鉆具被刺后,易被扭斷,落魚往往被卡。
45、發生短路循環時如何處理?
答:(1)、首先檢查地面設備,泥漿泵是否上水好,地面的管線、閘門是否有刺漏或閘門沒關嚴的情況。
(2)、若地面正常時,應立即低速平穩起鉆,旋繩卸扣。詳細檢查鉆具,在起鉆中遇卡時,嚴防死提應拔造成卡鉆。
46、什么叫短路循環卡鉆?
答:由于鉆井液短路循環,鉆頭干鉆造成的鉆柱被卡,叫做短路循環卡鉆。
47、鉆井液短路循環干鉆卡鉆事故有何危害?
答:鉆井液短路干鉆導致卡鉆的事故是一種惡性卡鉆事故。一般處理比較復雜,不但耽誤生產時間,而且造成巨大的經濟損失,嚴重時會造成井眼報廢。
48、怎樣預防鉆井液短路干鉆卡鉆?
答:(1)、嚴格檢查鉆具,不符何規定的不準入井。
(2)、加強鉆具探傷。
(3)、鉆具上下鉆臺必須帶好護絲,保護好絲扣。
(4)、下鉆接單根必須涂好絲扣油,雙鉗緊扣,達到上扣扭矩要求。
(5)、嚴禁用倒檔上扣,以防鉆具被倒開。
(6)、鉆進中發現泵壓下降和懸重有任何微小變化時,首先從地面檢查,然后起鉆檢查鉆具。
(7)、泵壓表必須靈活好用,便于判斷泵壓變化。
(8)、泵壓變化不大,地層沒有變化,而鉆速突然變慢,應立即起鉆檢查接近鉆頭處的鉆鋌(或扶正器)絲扣是否有刺壞。
49、什么是沉砂卡鉆?
答:在鉆進中,循環排量不足或循環排量不夠,鉆井液性能不好,造成巖屑下沉,堵塞環行空間。埋住鉆頭及部分鉆具引起的卡鉆,叫沉砂卡鉆。
50、造成沉砂卡鉆的原因?
答:(1)、用清水快速鉆進,巖屑不易返出,停泵時大量的下沉。
(2)、鉆井液性能不符合設計要求,固相含量高,有無懸浮能力,停止循環時巖屑下沉。
(3)、鉆進中井漏,巖屑未返出停泵時砂子下沉。
(4)、接單根時間長,開泵不及時大量巖屑下沉,開泵太猛,鉆具上頂或蹩漏卡死。
51、沉砂卡鉆時有何特點?
答:(1)、卸開方鉆桿后,鉆具內倒返鉆井液。
(2)、開不開泵或開泵蹩漏地層,井口鉆井液返出量減少或不返。
52、怎樣預防沉砂卡鉆?
答:(1)、用鉆井液開鉆控制鉆速, 適當增加排量讓巖屑盡量返出。
(2)、在易坍塌地層鉆進,按設計使用優質的鉆井液,適當增加鉆井液攜巖能力,接單根并做到早開泵晚泵,必要時還要采取“進一退三”的措施(即:每打半根或一根單根,開泵劃眼兩次,停泵下放一次確定正常后再繼續鉆進或接單根)。
(3)、發現鉆速快,適當增加循環時間,保持井底干凈清潔。
(4)、根據地區鉆進特點,制定相應的短起下鉆制度。一般100~200米短起下一次。
(5)、使用好固控設備,控制鉆井液中固相含量。
(6)、嚴禁將水直接往泥漿里補充,應先配好膠液,再往泥漿里補充。
53、如何處理沉砂卡鉆?
答:(1)、盡可能用小排量將其頂通,建立循環,然后大排量洗井,配合泡解卡液(或油)進行解卡。
(2)、若不能建立循環,應測卡點,在卡點以上松扣。下震擊器對扣震擊解卡。
(3)、測卡點,在卡點以上松扣, 落魚較長應套銑,套完后下震擊器震擊解卡。
54、什么叫泥包卡鉆?
答:因鉆頭或鉆具被泥包,造成的鉆柱卡鉆叫泥包卡鉆。
55、造成鉆頭或鉆具泥包的原因?
答:(1)、由于泵上水不好,甚至不上水。
(2)、鉆具被刺未及時發現。
(3)、鉆井液性能不好。
(4)、上部地層水分散性較好,鉆速過快,而排量不足,鉆井液不能及時清潔。
(5)、操作失誤,如溜鉆、頓鉆等。
56、泥包卡鉆的特點?
答:(1)、一般開不開泵,有的雖能開泵循環,但是泵壓較高,經循環一段時間后,泵壓有一定的下降。
(2)、轉動時扭矩較大,甚至有蹩鉆和跳鉆現象,鉆進時進尺較慢。
57、怎樣預防泥包卡鉆?
答:(1)、保證泵的上水良好,盡量采用大排量。
(2)、鉆井液性能符合設計要求,否則應停鉆處理泥漿。
(3)、在粘性大的泥巖中鉆進,嚴禁加大鉆壓,保證均勻送鉆。
(4)、嚴格防止鉆井液短路循環,發現泵壓下降及時停鉆,檢查設備。如果設備無問題,立即起鉆檢查鉆具。
(5)、操作者精力集中,嚴防溜鉆、頓鉆。
(6)、鉆進中,泵壓表、指重表要靈敏好用。
58、泥包卡鉆如何處理?
答:(1)、能蹩通循環的,大排量循環沖洗。
(2)、能恢復鉆具轉動時,充分劃眼或倒劃眼。
(3)、對泥漿性能進一步進行調整,降低黏度、切力,若仍不能解卡,則采用泡解卡劑或油進行處理。
(4)、若蹩不通,不能恢復轉動的,進行爆炸松扣,將鉆鋌以上 的鉆具起出,接震擊器震擊解卡。
59、什么叫縮徑卡鉆?
答:因井眼縮小起下鉆至小井眼處,將鉆柱、鉆頭卡住叫縮徑卡鉆。
60、縮徑卡鉆有何特點?
答:開泵泵壓很高,開不開泵或蹩漏地層。
61、引起縮徑卡鉆的原因是什么?
答:(1)、鉆井液性能不符合設計要求。
(2)、鉆遇膨脹性地層,失水量大易引起地層膨脹,井眼縮小。
(3)、鉆井液中固相含量高、失水大,在井壁形成虛泥餅或假井壁。
(4)、鉆頭磨損嚴重,鉆頭外徑縮小,新鉆頭不小心插入小井眼。
62、怎樣預防縮徑卡鉆?
答:(1)、使用優質鉆井液,尤其要控制失水小于5ml和固相含量低于10%。
(2)、遇阻卡時,不得硬提、硬壓,保證鉆具能轉動和循環泥漿。
(3)、井隊工程師(或技術員)要隊下井的新鉆頭和起出的舊鉆頭以及扶正器,嚴格認真地進行測量,以便采取必要的技術措施。
(4)、對起出的舊鉆頭,外徑磨損嚴重的,下入新鉆頭遇阻后,不得硬壓,要采取擴劃眼,直到井底后,方能恢復正常鉆壓鉆進。
63、怎樣處理縮徑卡鉆?
答:(1)、上提卡鉆,可用地面下擊器下擊解卡。
(2)、測卡點,在卡點以上的鉆具松扣倒出,接上、下擊器震擊解卡。
(3)、若松扣后井下落魚較多,震擊又無效需套銑處理。