固井复杂情况与事故PPT

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1、固井复杂情况与事故,中国石油大学(北京)岩石力学实验室 刘爱萍 2005年12月,汇报提纲,套管事故 注水泥事故,卡套管原因,钻井液性能不好，钻井液的密度越高，粘附卡套管的可能性越大 测井和井壁取心时间过长，通井时没有循环处理好外井液，井内的钻屑过多，井壁的稳定性不好 下套管时未按技术要求及时足量灌好钻井液，当回压阀挤毁时，产生强烈的倒流抽吸，环空液柱压力下降，造成井壁坍塌或钻屑集中，堵塞环空 钻进时发生的漏失层没有封堵好，下套管时由于下放速度过快，或开泵时压力上升过猛，激动压力过大，压漏低压层，由于井漏而引起井塌或钻屑集中 高压层没有压稳，在下套管过程或下套管以后发生溢流或井喷，导致井壁垮塌

2、,预防卡套管,循环调整钻井液性能，做到低粘低切低失水，确保井下不漏不喷；降低滤饼摩阻系数 校正井口，使天车、转盘、井口在一条垂直线上，这样，在对扣和上扣时不易错扣 要缩短套管上扣时间和下套管的时间 按技术要求及时足量灌满钻井液，以防挤毁回压阀或套管本体 用人工灌浆时持续活动套管柱，上下活动范围不少于2m。当发现井下有遇阻显示时，应停止灌浆，立即大距离活动套管，待井下情况正常后再灌浆,预防卡套管,井口套管多次错扣，静止时间较长，先活动井下套管，再另换一根套管对扣 下套管过程井漏、井塌，起出套管，下钻处理如套管已下到设计深度，根据漏失层位决定 深井下套管进行分段循环，防止产生压力激动，蹩漏地层 控

3、制套管下放速度。通过已知漏层时，每一单根应控制在1.52min 下完套管后，灌满钻井液再开泵循环,刚性扶正器,外径8.25in，高7.5in； 六条支撑翼片：高0.75in，宽1.5in 螺旋(左)角度30,设计考虑因素： (1)、翼片螺旋角度与扶正器高度综合考虑，确保与井壁的任何一个接触面上有足够的接触面积，防止支撑翼片嵌入软地层； (2)、翼片两端的倒角，保证不会造成扶正器卡在硬地层上； (3)、当下套管遇阻时，由支撑翼片分解出的周向力使扶正器旋转，可以顺利通过轻微缩径井段。 (4)、为减小扶正器旋转阻力，对扶正器两端和支撑翼片外部进行一定的处理，使其具有一定的光洁度。 (5)、当流体流过

4、扶正器时，支撑翼片使其产生螺旋紊流流动，其作用距离为3.57.0m。如果每根套管加一个扶正器，几乎所有加扶正器的井段均能保证水泥胶结优。 (6)、左螺旋避免摩擦阻力造成套管螺纹松扣。,卡套管处理,保护套管串不被破坏是管遇卡后的首先任务 提断套管将面临报废部分或全井的结局 粘卡：在能循环钻井液的情况下，和处理粘附卡钻的方法一样，注入解卡剂解卡,卡套管处理,塌卡或砂卡： 井内已形成砂桥，但尚有部分钻井液返出:坚持小排量低泵压循环，提高钻井液粘度、切力，逐渐打开通路 套管已下到井底，发生塌卡或砂卡，循环时发生漏失:大多数情况下，发生坍塌和漏失的地层是上部松软地层，泵压不高，此时可立即组织水泥固井，把

5、水泥浆挤入，会得到满意的效果 套管未下到井底，但距目的层不远:先固井，然后钻通水泥塞和套管鞋，通井循环到底，挂尾管办法把油气层封固好。虽然井眼小了一级，但比用其他办法处理要经济的多,套管下完后循环不通回压阀堵死,原因: 套管内落入内径规、棉纱、手套、螺纹脂刷子等物体，开泵后压力只升不降 预防： 不在井口使用容易落入套管的东西，通径、清洗螺纹应在场地进行，涂螺纹脂应在井口外进行，如果必须进行这些工作，也要采取切实的防掉措施； 下入套管时有专人逐根检查套管，套管内不能有任何物件 处理办法： 下射孔枪在阻流环附近射孔，恢复循环，然后固井。固井碰压可采用长木塞加胶塞的办法，木塞的长方尖高于射孔位置,套

6、管下完后循环不通井塌或砂堵,复杂特征： 井塌或砂堵后，开泵泵压升高，钻井液只进不返 预防措施： 循环时调整处理钻井液，清除积砂，返速达到固井设计要求 掌握地层坍塌规律，下套管工作选在地层稳定期内 最后一次起钻作好灌钻井液的工作 起钻完到下套管开始的时间越短越好 合理设计使用扶正器的数量，并慎用刮泥器,套管下完后循环不通井塌或砂堵,处理方法： 漏层在上部松软地层，泵压不太高，有较大的吸收量，可以直接注水泥 漏层在中硬地层，也有一定的吸收量，只是泵压较高，也可以挤入水泥浆，但水泥浆的稠化时间和初凝时间要适当的延长 漏层就是生产层或者地层的吸收量很小，只能把井口固定好，在坍塌层段以下生产层以上的适当

7、位置两处射孔，用小钻杆或油管带封隔器下入套管，将封隔器坐封于射孔位置之下，循环畅通之后，再注入水泥浆封好生产层,套管下完后循环不通井漏,处理： 已知油气层压力不高，漏层油气层以上，而且有可靠的井控设备，可以固井，注水泥碰压后，关防喷器井并从环空间断地泵入钻井液，维持环空压力； 不知到漏层位置，而且油气层压力较高，有发生井下井喷的危险，或者漏层就是油气层，应先堵漏后固井。将堵漏浆液替入环空，分段挤注，待井下恢复循环后，再关井挤进一部分堵漏浆液，静止一段时间后，再挤进一部分堵漏浆液，待地层承压能力符合固井要求时，循环好钻井液再固井,套管下完后循环不通井漏,预防： 通井循环以固井设计返速进行 严格控

8、制下套管速度，避免激动压力压漏地层 下套管过程保持环空钻井液流动，下至设计井深后，逐步开泵至正常排量(不大于通井时的循环排量) 在钻进过程中就发生过漏失的地层，在下套管以前对这些地层进行一次堵漏工作 合理使用扶正器，避免泥饼积存在小井眼井段,套管或回压阀挤毁,原因： 回压阀挤毁：主要是灌钻井液不足 套管挤毁的原因：灌钻井液不足，内外压差太大；抗挤强度低的套管混入强度高的套管串中；套管壁厚不匀、椭圆度太大、钢材性能达不到标准 固井以后的作业超过套管设计强度发生挤毁：设计强度太低，例如有盐岩井段未按盐岩蠕变压力设计套管抗挤强度，盐岩蠕变压力过大而挤毁；试油作业时，掏空深度太大，超过了套管的抗挤极限

9、；为了补救固井质量，在挤水泥在过程中，井下座封的封隔器过于靠近射孔段引起套管挤毁,套管或回压阀挤毁,预防： 以套管抗挤强度的一半控制掏空深度，按设计要求定时足量灌入钻井液，灌浆量应用规矩容器计量，或以见到管内液面为准 在盐岩等蠕变性地层中固井，应按蠕变层的蠕变应力设计套管的抗挤强度，如没有高抗挤强度的套管，或者高抗挤强度套管的内径太小影响下一阶段作业，可以在相应层段下入双层套管。如244.5mm套管外可以套装273mm套管，139.7mm套管外可以套装168.3mm套管，两层套管之间用水泥浆或液体充满,套管或回压阀挤毁,预防： 提高固井质量。在蠕变层段的套管周围必须均匀地填满水泥石，不能有窜槽

10、的现象发生。如有沟槽，挤毁将首先从那里发生 试油作作业时的掏空深度，严格限制在套管抗挤强度允许范围以内，不得超越 为了补救固井质量上的缺陷，需要下封隔器挤水泥时，封隔器要离开射孔井段至少35m，避免给套管造成大的反挤压力,套管断裂,与钻井有关的原因： 螺纹连接不好，特别是大直径套管很容易错扣，错扣后用大钳硬上，入井后很容易滑脱。或者在错扣后用电焊焊接，在焊接处造成了一个拐点，在以后的钻具撞击中也容易脱落 钻井液中有硫化氢气体，对高等级钢材有氢脆破坏作用，温度越低氢脆破坏作用越显著，在这种条件下，套管很容易从上部断裂 套管遇卡后，上下活动套管时施加的拉力过大，把套管从接箍中提脱,套管断裂,与钻井

11、有关的原因： 表层套管或技术套管底部水泥固结不良，甚至替空，在以后的钻进和起下钻过程中，由于钻柱的撞击，使底部套管脱落 技术套管中钻进不采取防护措施，钻杆接头将套管磨穿 卸联顶节时将下部未固结的套管卸松或卸开 钻定向井时或在同井场钻替补井时，新井井眼轨迹控制不好将老井套管钻穿,套管断裂,预防： 含有硫化氢的产层必须压稳，并充分循环处理钻井液，清除混入钻井液中的硫化氢气体后，才能下套管。为了考虑以后的生产需要，含硫油气井应采用防硫套管和井口装置 连接套管时不许错扣，更不允许在错扣后用电焊焊接（圆螺纹错扣后很难处理） 套管遇卡后可以全压，但不允许多提，上提拉力不得超过套管串中最薄弱套管抗拉强度或螺

12、纹抗滑脱强度的80% 表层或技术套管下部36根用螺纹粘接剂粘接，螺纹必须清洗干净，不得有油污。低强度套管虽然可以电焊，但电焊时应沿周边进行段焊，不可全焊,套管断裂,预防： 表层或技术套管鞋要座在不易垮塌的地层中 表层套管水泥要返至地面，技术套管的水泥返高视情况而定，最好是返至地面或返至上层套管以内 采用双胶塞注水泥，或者在管内多留一些水泥塞。对于大直径套管采用内管注水泥，确保套管尾部的封固质量 已下套管的井中用转盘钻进，要限制转盘转速。钻铤未出套管以前，转速不得大于60r/min，钻铤出套管以后，也不要超过150r/min。施工期较长的井，对技术套管要采取防护措施，如在钻杆上加胶皮护箍,套管断

13、裂,预防： 适当地延长候凝时间，待水泥石有足够强度时再钻水泥塞 卸水泥头及联顶节时，一定要把下部的套管固定好，不允许套管倒转 钻水泥塞时，不得使用刮刀钻头，加压要均匀 热采井采用优质钢材，在固井时提拉预应力,套管断裂,处理： 上部套管从接箍中滑脱而接箍螺纹仍然完好，可以下入新套管对扣 表层套管或技术套管从下部断落，可下入锥形引鞋扶正，并注水泥固定 下部断落套管很短，或只是一只套管鞋，用锥形引鞋也无法扶正，只好下磨鞋磨铣 表层套管或技术套管从中间断开而且断口错位，如能下小一级的钻头，则下入小一级的钻头钻进；如小一级的钻头也无法下入，则下入铣锥修整下部断口，直至上下通行无阻，再下入一层套管，将断口

14、隔开；如果连铣锥也无法下入，那只好用磨鞋磨出一条通路，进行侧钻了,套管泄漏,原因： 入井套管未进行水力试压，把有裂纹的套管下入井内 未按规定扭矩紧扣 固井水泥凝固后，卸套管联顶节时把上部套管卸松，甚至把套管卸开 胶塞失灵，或未装胶塞，或者是碰压压力过高，把阻流环压碎，或把阻流环以下的套管顶脱，造成套管下替空，失去了封堵作用,套管泄漏,原因： 内压过高，将套管胀裂。如碰压时压力过高、试压时压力过高、关井时压力过高都足以把套管从最薄弱处胀裂 在已下套管的井中继续加深钻进，钻具接头在上下运行和放置过程中不断地磨损套管内壁，尤其在井斜较大或方位变化较大的井段，磨损极为严重，如不加防护措施，一个月大概可

15、以磨损1mm左右，如作业时间较长，足以把上层套管磨穿,套管泄漏,预防： 下井套管应逐根进行水力试压，并进行探伤检查 使用优质螺纹密封脂或螺纹粘合剂 螺纹一定要按规定扭矩上紧 采气井套管要用气密型螺纹连接 采气井各层套管水泥浆均应返至地面,套管泄漏,预防： 提高固井质量。在蠕变层段的套管周围必须均匀地填满水泥石，不能有窜槽的现象发生。如有沟槽，挤毁将首先从那里发生 试油作作业时的掏空深度，严格限制在套管抗挤强度允许范围以内，不得超越 为了补救固井质量上的缺陷，需要下封隔器挤水泥时，封隔器要离开射孔井段至少35m，避免给套管造成大的反挤压力,套管泄漏,预防： 关井试压或井控作业时，关井压力不能超过

16、最薄弱套管抗挤强度的80% 在技术套管内如用转盘旋转钻进，应在每个钻杆公接头上加胶皮护箍，以便保护套管。依据作业环境的状况，护箍应用耐油耐温的橡胶制成,套管泄漏,处理： 对于表层或技术套管如工艺上没有特殊要求，可以不做处理 如井控工作有严格要求则必须处理，处理的办法是找准泄漏位置，用超细水泥挤堵套漏。超细水泥为精磨水泥，平均粒度为6m，最大粒度为15m，为标准水泥粒度的1/51/7。由于粒度很小，很适合挤堵作业，尤其适合于渗入狭小缝隙，封堵套管接箍的漏失。用于挤注作业的超细水泥组分为20%30%的精磨水泥和70%80%的水硬矿碴，水硬矿碴为胶结物，具有高温条件下的稳定性,汇报提纲,套管事故 注水泥事故,注水泥过程中发生漏失,原因： 水泥浆上返过程中可能发生漏失，其原因是在水泥封固段有低压层存在，当水泥浆、前置液、钻井液三段液柱压力之和大于地层压力时有可能发生漏失。水泥漏失后，水泥面返不到预计深度，不能按设计要求封隔地层，造成产层和水层互窜。或者漏层就是产层，水泥浆漏入产层，会对产层造成极大的损害,注水泥过程中发生漏失,预防： 了解地层孔隙压力和破裂压力，以此作为固井设计