井下復雜情況與井下事故

井下簡單狀況與井下事故一般狀況下，只要處理得當，井下簡單狀況會逐步好轉并恢復正常。如處理不得當，則問題會更加簡單轉化為井下事故。如井漏——井塌——卡鉆一、鉆井井下簡單問題〔一〕緣由分析鉆井工程存在著大量的隱蔽性、模糊性隨機性和不確定性問題。由于對客觀狀況的生疏不清或主觀意識的決策失誤，往往會產(chǎn)生很多簡單狀況甚至造成嚴峻的事故，輕者消耗大量人力、物力和時間，重者導致全井廢棄?！捕程幚碓瓌t安全原則快速原則敏捷原則經(jīng)濟原則〔三〕分類井噴〔涌〕定義：地層流體〔〕無掌握連續(xù)不斷的涌入井筒，噴出地面或侵入其他低壓層位的現(xiàn)象緣由：在鉆頭鉆透地下高壓油氣層時，泥漿比重低，泥漿液柱壓力低于油氣層的自然壓力。遇到漏失層，泥漿漏失。鉆透油氣層時，起鉆速度過快，產(chǎn)生抽汲作用。鉆透油氣層后，起鉆時未準時灌入泥漿，使井內泥漿液面下降，回壓降低。沒能有效去除泥漿中滯留的氣體，連續(xù)循環(huán)使用，使泥漿氣浸嚴峻，降低回壓。鉆至油氣層時，發(fā)生井下事故，如斷鉆具、卡鉆等。設備故障，停鉆修理。測井時，泥漿靜止時間過長等等。發(fā)生井噴時假設不能準時平衡和掌握地下油氣迸出的火星，即刻發(fā)生大火，嚴峻威逼油田的安全井漏定義：井漏是在鉆井、完井及其他井下作業(yè)過程中,各種工作液(包括鉆井液、完井液、水泥漿、修井液等)在壓差的作用下，流盡地層的一種井下簡單狀況。緣由：一是地層緣由，即在地層沉積、地下水溶蝕或構造活動過程中形成了原始漏失通道，鉆開漏失通道后便會發(fā)生漏失。〔強度相的粒徑，把鉆井液壓入了漏失通道而發(fā)生漏失。三是施工過程中由于開泵過猛、下鉆過快等人為因素造成的漏失通道而發(fā)生漏失。漏產(chǎn)生重要影響。井塌定義：井壁不穩(wěn)定主要表現(xiàn)為泥頁巖的膨脹、剝落、坍塌，泥頁巖中的粘土礦物水化是造成井壁不穩(wěn)定的因素。緣由：內在緣由：1〕泥頁巖所合粘土礦物泥頁巖中一般含有蒙脫石、伊利石、高嶺石、綠呢石等粘土礦物此外還有石英、長石、達90%-100%.而伊利石吸水膨脹率僅有2.5%，混層礦物吸水膨脹率按蒙脫石所占的比例多少而定.比例大者吸水膨脹較大。粘土礦物膨脹力量的挨次為蒙脫石>混層礦物>伊利石>高嶺石>多泥石。由于粘土礦物吸水膨脹產(chǎn)生的壓力，假設不加抑制，則會大大的超過巖石的膠結強度極限而引起井塌。2)可溶性鹽頁巖中假設含有兩種可溶性鹽類，可能會由于鹽在鉆井液中的溶解使頁巖失掉支撐而塌落井中3〕地層水平應力作用快的釋放出來，造成頁巖崩落井中。4)地層的構造狀態(tài)由于構造運動，地層發(fā)生局部或區(qū)域的斷裂、褶皺、滑動和倒塌，上升或下降，導致地層傾角發(fā)生變化，假設傾角增大，其穩(wěn)定性變差。高壓油氣層泥頁巖的層面釋放出來，使交界面處的泥頁巖坍塌。泥頁巖孔隙壓力特別隙和孔隙內形成高壓。鉆開時，由于負壓低會引起坍塌。地層側壓力及溫度地層側壓力等于地層的掩蓋壓力和泊松比的乘積粘土礦物發(fā)生轉化，一般狀況在3000到5000m石，蒙脫石開頭轉化成伊蒙混層，再進一步轉化成伊利石。外在緣由鉆井液濾液的大量浸入時濾液大量侵入，由于粘土礦物的親水性，結果使巖層中所含的粘土礦物水化膨脹而坍塌。侵入液的性質鉆開易塌地層后，除鉆井液濾液的侵入數(shù)量產(chǎn)生影響外，濾液性質至關重要。其性質主要是對頁巖的抑制水化特性。在濾液中影響抑制的有:PH值、無機鹽的種類與含量、各種有機處理劑的品種和濃度。鉆井液的造壁性與流變性鉆具工程的影響鉆具組合不合理:如鉆鋌直徑太大，螺旋扶正器過多，鉆具與井壁的間隙太小，起下鉆時易產(chǎn)生壓力感動，導致井壁失穩(wěn)。鉆具碰擊井壁，鉆具刺穿等也會引起井塌:假設在易塌井段起鉆時，使用轉盤卸或者鉆進時轉盤轉速過快都會產(chǎn)生對井壁猛烈碰擊，從而加劇井塌;其次在承受噴射鉆井時，鉆頭停留在易塌地層循環(huán)鉆井液時亦可產(chǎn)生較大的沖刷力而沖塌不穩(wěn)定地層。井身質量:井身質量不好，全角變化率較大，那么在鉆井中易消滅兩種不利后果，其一是地層應力易于集中，周向應力集合點可能就是頁巖剝落的突點;其二是在鉆進中，旋轉的鉆具碰擊的幾率和強度會大，結果必定會加劇井塌。壓力感動過大:有幾種狀況可以引起井內壓力波動，起下鉆速度過快，起下鉆“拔活塞”造成井內壓力失衡，起下鉆猛剎猛放，尤其是下鉆完初次開泵，鉆井液靜時間較長，網(wǎng)狀構造較強，流淌阻力很大。假設初次開泵過猛、排量過大造成壓力感動，鉆頭泥包產(chǎn)生抽吸作用，靜切力過大和開泵過猛等，這些都不利于井壁穩(wěn)定。鉆井液液柱壓力降低:鉆井過程中由于起鉆不準時灌鉆井液或突發(fā)性井漏等可導致鉆井井筒中下方向發(fā)生運移，其結果常會由此引起井壁失掉平衡而發(fā)生井塌。井斜和方位:鉆井施工過程中(尤其是水平井、大斜度井)，井斜和方位掌握不合理，位于最大水平主應力方向的井眼簡潔失穩(wěn)。井噴：井噴后，鉆井液受到污染，使液柱壓力降低；由于高速油氣流的沖刷，破壞了井壁泥餅，也破壞了四周薄弱的巖層，造成井壁不穩(wěn)定。縮徑定義：漿密度小，造成井壁上徑向應力大于井內液柱壓力，產(chǎn)生井眼小于鉆頭直徑的現(xiàn)象。1)砂礫巖的縮徑1)砂礫巖的縮徑:,在井眼形成之后,由于其濾失量大,在井壁上形成一層厚的濾餅,而縮小了原已形成的井眼,如下圖。2)泥頁巖縮徑:泥頁巖井段一般表現(xiàn)為井徑擴大,但有些泥頁巖吸水后膨脹,也可使井徑縮小。如(1)表層泥頁巖,主要成分為鈉蒙脫石,具有較高的含水量,在鉆進中易消滅塑性變形。(2)未固結的粘土,內摩擦角為零,一旦剪切應力大于膠結強度,便發(fā)生塑性變形。(3)在壓力特別帶的泥頁巖,因其含水量和孔隙壓都遠遠超過正常值,也就簡潔發(fā)生塑性變形。3〕鹽膏層縮徑鹽、膏、泥復合鹽層往往是鹽、膏、泥相間，互層多且薄，巖性變化大，并含鹽膏軟含膏泥巖、灰質泥巖、泥頁巖等多種巖性組成。其巖性簡單多變，泥巖層理發(fā)育，軟泥巖含水量高，含鹽量7～60%不等。而且，由于沉積環(huán)境的不同，產(chǎn)生了富含碳酸鹽、硫酸鹽的千差萬別，蠕變特性差異很大。鹽巖在肯定的溫度條件下,表現(xiàn)出延展性,而且隨著溫度的上升而快速增加。鹽巖層的強度隨深度的增加而減小。鹽巖層在肯定的溫度和壓力下會發(fā)生明顯地變形,稱之謂蠕變,深部沉積的石膏層：一般認為在上覆巖層壓力下把結晶水擠掉,成為無水石膏。當鉆開時,石膏又吸水膨脹,減弱強度,縮小井徑。無水石膏密度為2.9g/cm,含水石膏密度為2.3g/cm,即無水石膏變?yōu)楹鄷r體積要膨脹26%。其他鹽類如芒硝、氯化鎂、氯化鈣等也具有類似性質。原已存在的小井眼: 鉆頭使用后期,外徑磨小,形成一段小井眼,刮刀鉆頭尤為顯著。有些取心鉆頭,其外徑小于正常鉆進的鉆頭, 或者在使用后期外徑磨小,也會形成一段小井眼。如下鉆不留意,或擴、劃眼過程中發(fā)生溜鉆,也會造成卡鉆。其性質和縮徑卡鉆一樣。剛性增加, 或者下入外徑較大長度較長的套銑工具或打撈工具時,在彎曲井眼處簡潔卡住。層面或節(jié)理面后,引起孔隙壓力的上升,產(chǎn)生了沿斷層面或節(jié)理面的滑動,導致了井眼的橫向則在起鉆至錯動位置時會發(fā)生遇阻遇卡,其情形就和縮徑差不多,但卻不是縮徑,嚴峻的錯動將會馬上把鉆具卡住將大一級的鉆頭下入小一級的井眼中。鉆井液性能發(fā)生了較大的變化:如鉆遇石膏層、鹽巖層、高壓鹽水層,濾失量增加,粘度、切力增加,濾餅增厚?；蛘邽榱硕侣?大幅度地調整鉆井液性能,都很簡潔形成假濾餅,使某些井段的井徑縮小。井斜定義：過井眼軸線上某點作井眼軸線的切線，該切線向井眼前進方向延長的局部稱為井眼方向線，