1、統(tǒng)統(tǒng)5454井氣侵險情處置井氣侵險情處置分析與探討分析與探討川慶鉆探長慶井控培訓中心川慶鉆探長慶井控培訓中心內容提要內容提要一、基本情況一、基本情況二、事故發(fā)生經過二、事故發(fā)生經過三、處置情況三、處置情況四、四、問題探討與問題探討與事故原因分析事故原因分析一、基本情況一、基本情況一基本數(shù)據(jù)一基本數(shù)據(jù) 1 1、險情發(fā)生時間：、險情發(fā)生時間： 4 4、開鉆時間：、開鉆時間：20142014年年3 3月月1616日一開、日一開、3 3月月2121日日1 1二開二開 一、基本情況一、基本情況二井身結構二井身結構一、基本情況一、基本情況三井控設備三井控設備2FZ28-35 一、基本情況一、基本情況三其它

2、三其它周圍沒有注水井周圍沒有注水井 日常檢查、驗收查出隱患日常檢查、驗收查出隱患 1 1一具正壓呼吸器氣瓶開關手柄壞一具正壓呼吸器氣瓶開關手柄壞 2 2放噴管線固定松動放噴管線固定松動 3 3氣動三連體漏氣氣動三連體漏氣 4 4除氣器未調試運轉正常除氣器未調試運轉正常 5 5泥漿回收管線無地錨固定泥漿回收管線無地錨固定 6 6坐崗資料未填寫齊全，電子坐崗本未使用坐崗資料未填寫齊全，電子坐崗本未使用 7 7井控裝置檢查保養(yǎng)記錄填寫不全井控裝置檢查保養(yǎng)記錄填寫不全 8 8起鉆鋌、空井、下鉆桿工況各起鉆鋌、空井、下鉆桿工況各只進行一次演習只進行一次演習 9 9八通道主機顯示故障，電路接觸不良八通道主

3、機顯示故障，電路接觸不良 1010未按規(guī)定召開井控例會未按規(guī)定召開井控例會 二、事故發(fā)生經過二、事故發(fā)生經過2014年4月14日19:0019:00完鉆井深完鉆井深3530米米 地層馬地層馬4 完鉆泥漿性能完鉆泥漿性能 密度：密度：1.13 g/cm1.13 g/cm3 3粘度：粘度：65s 鉆進時最高氣測值鉆進時最高氣測值:24萬萬層位：石盒子層位：石盒子循環(huán)時間循環(huán)時間3小時小時 泥漿性能泥漿性能 密度：密度：1.13 g/cm3粘度：粘度：65s 完鉆完鉆電測后下套管前通井正常電測后下套管前通井正常 二、事故發(fā)生經過二、事故發(fā)生經過2014年4月19日1:0018:30 接方鉆桿接方鉆桿

4、單凡爾開泵單凡爾開泵正常返出正常返出 10分鐘后泵壓由分鐘后泵壓由7MPa上升至上升至15MPa 井口失返、套管卡死井口失返、套管卡死 下套管下套管 2922m二、事故發(fā)生經過二、事故發(fā)生經過2014年4月20日7:0012:00循環(huán)至循環(huán)至12:00下套管下套管12根遇阻根遇阻 23:00處理泥漿循環(huán)處理泥漿循環(huán)泥漿性能泥漿性能密度：密度：1.15g/cm3粘度：粘度：65s 二、事故發(fā)生經過二、事故發(fā)生經過2014年4月21日10:15 10:30 下套管下套管5根遇阻根遇阻接方鉆桿循環(huán)至接方鉆桿循環(huán)至11:30 二、事故發(fā)生經過二、事故發(fā)生經過2014年4月21日11:50下入下入2根套

5、管遇阻根套管遇阻至至12:30循環(huán)循環(huán)40分鐘分鐘 13:00下入下入5根套管遇阻根套管遇阻 套管下深套管下深3452.9米米地層：馬家溝地層：馬家溝余余5根套管到底根套管到底 二、事故發(fā)生經過二、事故發(fā)生經過2014年4月21日13:05 13:10 泵壓降至泵壓降至3MPa停泵發(fā)現(xiàn)出口不斷流停泵發(fā)現(xiàn)出口不斷流立即關井立即關井15分鐘后求壓分鐘后求壓立壓立壓0.5MPa、套壓、套壓2.4MPa二、事故發(fā)生經過二、事故發(fā)生經過時間時間工況工況備注備注4 4月月1414日日19:0019:00完鉆完鉆電測后下套管前通井正常電測后下套管前通井正常 （循環(huán)時間（循環(huán)時間3 3小時、鉆井液密度小時、鉆

6、井液密度1.13 g/cm1.13 g/cm3 3）？開始電測時間、電測完時間開始電測時間、電測完時間？通井開始下鉆時間、通井下鉆到底時間通井開始下鉆時間、通井下鉆到底時間？開始起鉆時間、起鉆完時間開始起鉆時間、起鉆完時間4 4月月1919日日1:001:00開始下套管開始下套管18:3018:30單凡爾開泵正常返出單凡爾開泵正常返出？ 1010分鐘后泵壓由分鐘后泵壓由7MPa7MPa上升上升至至15MPa 15MPa 井口失返、套管卡死。井口失返、套管卡死。 4 4月月2020日日7:007:0012:0012:00下套管下套管1212根遇阻根遇阻（2 2）處理泥漿循環(huán)至處理泥漿循環(huán)至23:

7、0023:00（鉆井液密度（鉆井液密度1.15 g/cm1.15 g/cm3 3 ）4 4月月2121日日10:1510:1510:3010:30下套管下套管5 5根遇阻根遇阻（3 3）接方鉆桿循環(huán)至接方鉆桿循環(huán)至11:3011:3011:5011:50下套管下套管2 2根遇阻根遇阻（4 4）循環(huán)至循環(huán)至12:3012:3013:0013:00下套管下套管5 5根遇阻根遇阻（5 5）下深下深3452.93452.9米，地層：馬家溝（余米，地層：馬家溝（余5 5根套管到底）根套管到底）13:0513:0513:1013:10泵壓降至泵壓降至3MPa3MPa停泵發(fā)現(xiàn)出口不斷流，立即關井停泵發(fā)現(xiàn)出口

8、不斷流，立即關井13:2513:25求壓求壓立壓立壓0.5MPa0.5MPa、套壓、套壓2.4MPa2.4MPa三、處置情況三、處置情況2014年4月21日13:25 14:30 停泵停泵觀察井口不斷流觀察井口不斷流關閉節(jié)流閥關閉節(jié)流閥5分鐘套壓分鐘套壓1.2MPa 三、處置情況三、處置情況2014年4月21日14:3515:40 四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析2014年4月19日18:30 接方鉆桿接方鉆桿單凡爾開泵單凡爾開泵正常返出正常返出 10分鐘后泵壓由分鐘后泵壓由7MPa上升至上升至15MPa 井口失返、套管卡死井口失返、套管卡死 4月20日7:00由于由由于由7MPa

9、上升至上升至15MPa憋漏地層憋漏地層造造成液柱壓力下降成液柱壓力下降長時間（長時間（12小時小時30分）活動套管分）活動套管抽吸抽吸四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析溢流的主要原因溢流的主要原因1 1、起鉆時井內未灌滿鉆井液、起鉆時井內未灌滿鉆井液2 2、井眼漏失井眼漏失 3 3、鉆井液密度低、鉆井液密度低4 4、抽汲抽汲5 5、地層壓力異常、地層壓力異常四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析抽汲抽汲 上提鉆具時，由于鉆井液粘附在鉆具上提鉆具時，由于鉆井液粘附在鉆具外壁上并隨鉆具上移，同時，鉆井液外壁上并隨鉆具上移，同時，鉆井液要向下流動，填補鉆具上提后下部空要向下流動，填補

10、鉆具上提后下部空間，由于鉆井液的流動沒有鉆具上提間，由于鉆井液的流動沒有鉆具上提得快，這樣就在鉆頭下方造成一個抽得快，這樣就在鉆頭下方造成一個抽汲空間并產生壓力降，從而產生抽汲汲空間并產生壓力降，從而產生抽汲作用。作用。四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析抽汲壓力抽汲壓力抽汲壓力抽汲壓力就是由于上提鉆柱而使就是由于上提鉆柱而使井底壓力減小的壓力井底壓力減小的壓力一般情況下抽汲壓力一般情況下抽汲壓力當量當量鉆井液密度為鉆井液密度為0.030.13g/cm3 四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析7MPa上升至上升至15MPa當量密度增加當量密度增加0.28 g/cm3 加原鉆井液密

11、度加原鉆井液密度1.13cm3 2922米處循環(huán)當量密度為米處循環(huán)當量密度為1.41cm3 地層時代地層時代地層破裂壓力梯度（地層破裂壓力梯度（MPa/mMPa/m）白堊系（志丹）白堊系（志丹）侏羅系上部侏羅系上部（安定、直羅）（安定、直羅）0.04200.04200.0470.047侏羅系下部（延安）侏羅系下部（延安）三疊系中、上統(tǒng)（延長）三疊系中、上統(tǒng)（延長）0.01400.01400.0160.016三疊系下統(tǒng)（和尚溝、劉家溝）三疊系下統(tǒng)（和尚溝、劉家溝）0.01350.01350.01400.0140上古生界（雙石層、山西、太原）上古生界（雙石層、山西、太原）0.01580.01580

12、.01980.0198下古生界（馬家溝）下古生界（馬家溝）0.01600.01600.01920.0192僅作分析參考僅作分析參考四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析2014年4月20日7:004月21日13:003452.9下套管下套管530.9米米耗時耗時30小時小時遇阻遇阻4次次每次遇阻不可避免要活動套管每次遇阻不可避免要活動套管抽吸抽吸從開始下套管算起從開始下套管算起井底已井底已靜止靜止約約60小時小時擴散氣侵擴散氣侵一般通過濾餅侵入井內的天然氣量一般通過濾餅侵入井內的天然氣量不大。但當濾餅受到破壞或不大。但當濾餅受到破壞或停止循停止循環(huán)時間很長時環(huán)時間很長時，侵入量會增大。，

13、侵入量會增大。 四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析天然氣侵入井內的方式天然氣侵入井內的方式巖屑氣侵巖屑氣侵鉆開氣層。鉆開氣層。置換氣侵置換氣侵鉆遇大裂縫或溶洞。鉆遇大裂縫或溶洞。擴散氣侵擴散氣侵 濾餅受到破壞或停止循環(huán)時間很長時，侵入量會增大濾餅受到破壞或停止循環(huán)時間很長時，侵入量會增大以上三種情況即使在井底壓力大于地層壓力時，天然氣也會侵入井內。以上三種情況即使在井底壓力大于地層壓力時，天然氣也會侵入井內。發(fā)生天然氣氣侵，可通過地面除氣設備從鉆井液中排除。發(fā)生天然氣氣侵，可通過地面除氣設備從鉆井液中排除。氣體溢流氣體溢流 井底壓力小于地層壓力。關井、壓井。井底壓力小于地層壓力。關井

14、、壓井。四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析2014年4月21日13:0513:10 泵壓降至泵壓降至3MPa停泵發(fā)現(xiàn)出口不斷流、關井停泵發(fā)現(xiàn)出口不斷流、關井中途遇阻循環(huán)情況中途遇阻循環(huán)情況循環(huán)位置循環(huán)位置循環(huán)時間循環(huán)時間備注備注292229221919日日18:3018:302020日日7:007:00（1212小時小時3030分）分）遇阻遇阻305430542020日日12:0012:0023:0023:00（1111小時）小時）遇阻遇阻330733072020日日23:0023:002121日日1010：1515（1111小時小時1515分）分）邊循環(huán)邊下邊循環(huán)邊下3362336

15、22121日日1010：303011:3011:30（1 1小時）小時）遇阻遇阻338433842121日日1111：505012:3012:30（4040分）分）遇阻遇阻3452.93452.92121日日13:0513:05開泵、開泵、13:1013:10泵壓下降泵壓下降遇阻遇阻四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析2014年4月21日13:10 泵壓降至泵壓降至3MPa、停泵發(fā)現(xiàn)出口不斷流、立即關井、停泵發(fā)現(xiàn)出口不斷流、立即關井15分鐘后求壓分鐘后求壓立壓立壓0.5MPa、套壓、套壓2.4MPa鉆柱中未裝鉆具回壓閥時關井立管壓力測定鉆柱中未裝鉆具回壓閥時關井立管壓力測定直接讀取直接

16、讀取借助曲線找出借助曲線找出鉆柱中裝鉆具回壓閥時關井立管壓力測定鉆柱中裝鉆具回壓閥時關井立管壓力測定不循環(huán)法不循環(huán)法循環(huán)法循環(huán)法四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析關井后立、套壓為零關井后立、套壓為零PTfPTi井內鉆井液密度能平衡地層壓力井內鉆井液密度能平衡地層壓力油氣是通過油氣侵進入的，且油氣侵不嚴重油氣是通過油氣侵進入的，且油氣侵不嚴重處理方法處理方法 保持原鉆進時的排量、泵壓，以原鉆井液保持原鉆進時的排量、泵壓，以原鉆井液敞開井口循環(huán)敞開井口循環(huán), ,排除侵污鉆井液即可排除侵污鉆井液即可四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析關井后立壓為零、套壓不為零PTiPTfPa變化線

17、處理方法處理方法 必須在防噴器關閉的情況下，必須在防噴器關閉的情況下，通通過節(jié)流閥循環(huán)過節(jié)流閥循環(huán)，排除環(huán)空內受侵污的，排除環(huán)空內受侵污的鉆井液。鉆井液。 循環(huán)時一定要通過循環(huán)時一定要通過調節(jié)節(jié)流閥調節(jié)節(jié)流閥的的開啟大小，控制立管壓力不變。開啟大小，控制立管壓力不變。鉆井液液柱壓力能平衡地層壓力鉆井液液柱壓力能平衡地層壓力油氣仍是通過油氣侵進入的油氣仍是通過油氣侵進入的只是環(huán)空內的鉆井液受油氣侵污只是環(huán)空內的鉆井液受油氣侵污嚴重。嚴重。 四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析常規(guī)壓井法常規(guī)壓井法能關井、鉆具在井底、能正常循環(huán)能關井、鉆具在井底、能正常循環(huán)四、問題探討與原因分析四、問題探討

18、與原因分析常規(guī)壓井法常規(guī)壓井法能關井、鉆具在井底、能正常循環(huán)能關井、鉆具在井底、能正常循環(huán)四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析常規(guī)壓井法常規(guī)壓井法能關井、鉆具在井底、能正常循環(huán)能關井、鉆具在井底、能正常循環(huán)四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析非常規(guī)壓井非常規(guī)壓井 發(fā)生溢流、井噴時，若鉆柱不在井底、井漏、空井、泥漿噴空、發(fā)生溢流、井噴時，若鉆柱不在井底、井漏、空井、泥漿噴空、鉆具堵塞等現(xiàn)象時，就不能進行正常循環(huán)，這時就要用非常規(guī)壓井鉆具堵塞等現(xiàn)象時，就不能進行正常循環(huán)，這時就要用非常規(guī)壓井方法。方法。四、問題探討與原因分析四、問題探討與

19、原因分析非常規(guī)壓井法非常規(guī)壓井法平衡點法平衡點法鉆柱在井底鉆柱在井底鉆井液噴空鉆井液噴空能關井能關井四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析非常規(guī)壓井法非常規(guī)壓井法置換法置換法井內無鉆具或僅有少量鉆具井內無鉆具或僅有少量鉆具鉆井液已大部分噴空鉆井液已大部分噴空能關井能關井hmaVVP10098. 0定量注入壓井液定量注入壓井液套壓上升（不能超過最大允許關井套壓）套壓上升（不能超過最大允許關井套壓）關井等待（氣體上升到井口）關井等待（氣體上升到井口）開節(jié)流閥緩慢釋放氣體開節(jié)流閥緩慢釋放氣體套壓降到某一值（即泵入的壓井液靜液壓力的增加值）后關節(jié)流閥套壓降到某一值（即泵入的壓井液靜液壓力的增加值

20、）后關節(jié)流閥四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析非常規(guī)壓井法非常規(guī)壓井法體積法體積法鉆頭不在井底鉆頭不在井底井內無鉆具（空井）井內無鉆具（空井）鉆具水眼堵塞鉆具水眼堵塞關井套壓關井套壓接近或超過最大允許關井套壓接近或超過最大允許關井套壓hmaVVP10098. 01 1、確定一個大于初始關井套壓的允許套壓值、確定一個大于初始關井套壓的允許套壓值P Pa1a1，再給定一個允許套壓變化值，再給定一個允許套壓變化值PaPa2 2、當關井套壓由、當關井套壓由PaPa上升至（上升至（P Pa1a1+ +P Pa a）從節(jié)流閥放出鉆井液，使套壓下降至）從節(jié)流閥放出鉆井液，使套壓下降至P Pa1a1

21、關井關井3 3、將放出的鉆井液體積、將放出的鉆井液體積V V換算成環(huán)空靜液壓力的減小值，即得套壓增加值換算成環(huán)空靜液壓力的減小值，即得套壓增加值4、當關井套壓由、當關井套壓由 Pa1上升至（上升至（Pa1+Pa+Pa1）MPa時，從節(jié)流閥放出鉆井液，使套壓下降時，從節(jié)流閥放出鉆井液，使套壓下降至（至（Pa1+Pa1）,關井。關井。直至氣柱到井口再用置換法壓井。直至氣柱到井口再用置換法壓井。四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析井漏情況下的井控技術井漏情況下的井控技術吊罐技術吊罐技術 “吊灌吊灌”技術技術是指在油氣層鉆井作業(yè)時，是指在油氣層鉆井作業(yè)時，發(fā)生井漏以后，靜液面不發(fā)生井漏以后，靜

22、液面不在井口采取在井口采取定時定量定時定量地向地向井內灌注鉆井液，維持井井內灌注鉆井液，維持井內動壓力相對平衡，防止內動壓力相對平衡，防止井噴的一項井控技術井噴的一項井控技術靜液面靜液面動液面動液面動動壓壓力力四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析井漏情況下的井控技術井漏情況下的井控技術吊罐技術吊罐技術 “吊灌吊灌”操作操作通常做法通常做法在靜止觀察情況下，每間隔在靜止觀察情況下，每間隔（510min）向井內入鉆）向井內入鉆井液井液12m3；起鉆每個立柱起鉆每個立柱灌入鉆具體積的灌入鉆具體積的2倍左右倍左右四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析漏速測定漏速測定間隔時間量第一次灌滿井筒的灌入量第二次灌滿井筒的灌入四、問題探討與原因分析四、問題探討與原因分析2014年4月21日13:25PTiPTfPa變化線求壓求壓立壓立壓0.5MPa、套壓套壓2.4MPa循環(huán)立管總壓力計算循環(huán)立管總壓力計算初始循環(huán)壓力初始循環(huán)壓力終了循環(huán)壓力終了循環(huán)壓力本案如何計算循環(huán)立管壓力本案如何計算循環(huán)