井下事故及复杂情况的处理

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(一)井漏

1．井漏分类 见表3－2－132。

表3－2－132 井漏分类

2．井漏处理 见表3－2－133。

表3－2－133 井漏处理

(1)石灰乳胶质泥浆配方：见表3－2－134。

表3－2－134 快干石灰乳泥浆试验现场配方

注：(1)水玻璃用量，按泥浆与石灰乳总体积计算。

(2)石灰乳的相对密度应不低于1．2，相对密度越大越好。

①低比例石灰乳泥浆石灰乳(相对密度1．4±)与泥浆(相对密度1．4以上)相配合。

石灰乳：泥浆=1～5∶10(体积)。此配方具有在高温条件下固化速度慢，流动度差，可塑性大的特点，适用于低压水层的堵漏。

②高比例石灰乳泥浆石灰乳：泥浆=2～1∶1(体积)。高温固化，但强度低，适用于深井堵漏。图3－2－75是不同比例的石灰乳，胶质泥浆的流动度。曲线I是石灰乳的相对密度为1．35，泥浆的相对密度为1．40。曲线Ⅱ是石灰乳和泥浆的相对密度均为1．40。

图3－2－75 不同比例的石灰乳、胶质泥浆的流动度

③快干石灰乳泥浆配方 在高比例石灰乳胶质泥浆中，加入2%的烧碱(重量)和1～3%的水玻璃(体积)，可加快凝固时间，提高堵漏效果。其初凝时间随水玻璃加入量而不同，应按室内试验数据与现场实际配制。

④石灰乳堵漏注意事项

Ⅰ 在配制时，烧碱必须先加入石灰乳中，它能改善石灰乳的流动度。其方法为：将烧碱溶于配制石灰乳所用之定量水中，其重量应为试验配方中烧碱之加量。

水玻璃直接加入新泥浆中，应搅拌均匀，加入后必须不停搅拌，否则会很快冻结成块，造成泵送困难。因此水玻璃必须在其他一切施工都准备就绪后再加入泥浆中。

Ⅱ 烧碱石灰乳液和水玻璃泥浆在地面配制时应严格分开进行。注入时可以用水泥车单注石灰乳，另用水泥车或泥浆泵注泥浆或水玻璃泥浆，使其在钻具内混合。或者分别从环形空间和钻具内注入，在井下进行混合。

Ⅲ 注石灰乳泥浆过程，以不带钻头和钻铤为宜，钻杆可下至漏层附近。

Ⅳ 施工中，不论任何情况，均不得中断，特别是在石灰乳泥浆未替至井底前，短时间的停泵也会造成蹩泵。在石灰乳泥浆替出钻具之后，必须经常上下活动钻具。

Ⅴ 候凝24h后，循环试漏，不漏即可接钻头下钻，通井钻井。在石灰乳井段要逐根划眼，注意蹩泵和卡钻。漏层处不宜过多循环划眼，以防冲漏。

Ⅵ 在封堵有进无出的漏层时，可从钻杆内注石灰乳，同时从环形空间注入水玻璃泥浆，其替泥浆排量应控制至使石灰乳和水玻璃泥浆两者同时到达井下混合，推至漏层位置。

(2)快干水泥试验配方 见表3－2－135。

表3－2－135 快干水泥试配方

(3)煤油乳化水泥浆堵水 配方见表3－2－136。

表3－2－136

注：(1)水泥浆的相对密度要在1．85以上。

(2)煤油必须加在水泥浆中。

(3)此配方用于某井堵水效果较好。该井经用6次普通水泥浆堵水均失败，后采用上述配方，先后堵住7个水层(水产量1200m³／日，水层压力24．3MPa)。

(二)井塌

1．提高粘度、切力，适当提高泥浆相对密度，降低失水，以小排量循环洗井或钻进。

2．井塌严重，塌块尺寸大时，加大钻头水眼，高压大排量洗井，保持环空高返速，带出塌落物。洗井时可配一定量(如10m³左右)的高切力(80／120mg／cm²)、高粘度(80s以上)泥浆，清扫井筒，再换入防塌泥浆；或用水泥封堵已塌井段。

(三)井喷

应以防喷为主，安装适用的防喷、防火装置和足够的相应相对密度的泥浆，及时处理，防止井喷。一旦井喷发生，将造成重大损失，并需处理复杂的问题。

1．井喷卡钻 在井口装置及井身条件下，可用诱喷解卡或泡油倒扣解卡。

2．井喷失火

(1)小气量井喷着火，可用喷射水流灭火法。在火源四周布置消防水枪(或泥浆枪)，冷却井口周围；再以相当数量水枪，在火焰与气流间喷射成水幕，产生蒸汽，起到隔绝火焰与空气的作用。

(2)空中爆炸灭火：利用爆炸所产生的强大冲击波，形成巨大压力切断火源，造成井喷气流对火焰供气瞬间中断；同时爆炸产生的不燃废气隔绝空气，达到灭火，紧跟射水冷却。

(3)使用干粉及“红卫912”灭火

①对流量20～100万米³／日之火焰，使用1～2个68kg型干粉灭火器，试验证明可在1～5s内灭火。

②“红卫912”灭火剂每1m³天然气中加0．52～0．68kg，喷射强度0．7～2．40kg／s，即可迅速扑灭日产气量10～30万米³、压力3～8MPa的气井火焰。时间0．5～5s。

(四)卡钻

卡钻原因很多，简述处理方法如下：

1．键槽卡钻：采用下震、泡油减少摩擦，倒划眼、解卡。

2．压差卡钻：水浴、油浴或酸洗，配合扭转。

3．泥包钻头卡钻：下放钻具、加大泵量、转动钻具，甩脱泥包。

4．沉砂卡钻：大泵量冲砂，配合转动。

5．落物硬卡：活动钻具，挤磨入井壁。必要时根据现场情况，可采用提、顶、套铣倒扣和割、炸、侧钻等方法处理。

(五)常用计算公式

1．卡钻深度计算

式中 L——卡点深度(m)

e——钻杆连续提升的平均伸长(cm)

E——钢材弹性系数 0．214×10⁶kg／cm

F——管体截面积(cm²)

P——钻杆连续提升时平均拉力(t)

K——计算系数

2．卡钻时油泡(或酸洗)计算

(1)泡油量(或用酸量)的计算公式

式中 Q——用油量(m³)

K——附加系数，取1．2～1．5

D——井眼直径(m)

D₁——钻杆外径(m)

d——钻杆内径(m)

H——钻杆外油(酸)泡高度(m)

h——钻杆内油(酸)柱高度(m)

(2)油泡(酸洗)时的最高泵压

P=P_压差+P_流动 (3－2－64)

式中 P——最高泵压(MPa)

P_流动——流动阻力(相当于单泵时的泵压)(MPa)

P_压差——管内外液柱压差(MPa)

=(泥浆的相对密度－泵油或酸的相对密度)×管内油柱高

3．卡钻时钻具允许扭转圈数

N=KH (3－2－65)

式中 N——允许扭转圈数(圈)

K——扭转系数(圈／m)

H——卡点深度(m)

式中 σ_屈——钢材屈服强度

π——圆周率

G——钢材剪切弹性系数

S——安全系数=1．5

D——钻杆外径(cm)

4．卡钻时千斤上顶计算

(1)油顶压力计算

Q=(1+f′)qL (3－2－66)

式中 Q——油顶所承担的负荷(kg)

f′——上顶计划超出钻具重量之系数(取0．3)

q——钻具每公尺重量(kg／m)

L——钻具总长(m)

压力表上显示之压力(用双千斤顶时)：

式中 P_g——压力表读数(MPa)

F——油顶活塞面积(cm²)

(2)丝杠、螺旋千斤顶之计算

式中 P——手摇把所需之力(kg)

Q——千斤顶所承担之负荷(kg)

γ_m——丝杠之平均直径(cm)

α－——手把长度(cm)

α——螺旋线的提升角度(4°～6°)

β——摩擦角度(摩擦系数为0．1时摩擦角约等于6°)，正号代表提升，负号代表下降