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钻井复杂事故

/sorts of drilling complex & accidents/
条目作者王玺查永进
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王玺

查永进

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最后更新 2024-12-04
浏览 158
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在钻井过程中,由于地下情况的不可见性,有时可能出现导致钻井正常作业中断或效率降低的事件。

英文名称
sorts of drilling complex & accidents
所属学科
石油与天然气工程

将引起钻井作业中断的事件称为钻井事故(为避免与其他行业的事故区别,有时称井下事故为井下故障);将引起钻井作业效率降低的事件类型称为钻井复杂情况(简称钻井复杂)。如果钻井复杂严重时,也会导致钻井作业中断。由于钻井工艺的复杂性,钻井事故种类繁杂,可以有多种分类方法。

钻井复杂是井下出现使钻井生产难以正常进行的意外情况。出现钻井复杂时钻井生产过程虽然有时可以进行,但会导致经济损失。常见的井下复杂情况有井漏、起下钻遇阻、溢流、井涌、钻具剌漏、钻井液污染与有害气体浸入等。①井漏。按漏失的速度不同可以分为小漏、中漏、大漏与恶性漏失。②起下钻遇阻。是按不同的岗位有不同的上提、下放悬重的权限,超过权限不能活动钻具时就转为卡钻事故。一般在直井时,井队司钻的上提、下放权限不超过150千牛,钻井队长(平台经理)上提、下放权限不超过300千牛;当司钻超过权限不能上提或下放钻具时,可以上报井队队长,此时不能算事故;如果井队队长不能使钻具上提或下行,则应上报上一级领导,此时就应算遇卡事故。③溢流和井涌。溢流是地层流体进入井眼,并循环出地面的现象,表现为返出钻井液量大于泵入井内钻井液量。溢流的早期表现为井浸,此时会有少量地层流体进入井筒,并没有导致返出流量与泵入流量有显著差异。溢流如果不能得到及时有效的控制,就会由于地层中的流体密度小于钻井循环液的密度而导致井筒压力与地层压力差进一步加大,此时地层流体会加速进入井筒,进而转为井涌,严重时会发生井喷。④钻具剌漏。因钻具不具密封性而出现流体循环时局部发生短路的现象,此时应及时起钻检查,否则会导致钻具断落。⑤钻井液污染与有害气体浸入。钻井液需要保持一定的性能才能维持钻井的正常进行,如果钻井液中混入了较多的地层水等物质后,会导致性能变差,如果混入了硫化氢等有害气体还有可能带来井场人身安全风险,此时需及时停止正常钻井状态,对钻井液进行处理,使钻井液性能恢复正常状态。

钻井事故是井下出现正常生产过程被中断的意外情况。常见的井下事故主要有地面事故与井下事故。

地面事故分为机械事故与人身事故。①机械事故。常见的钻井机械事故有单吊环起钻、顶天车、钻台落物等。钻井涉及复杂的机械设备,除正常的设备非损耗外,可能发生异常情况导致设备的异常损坏,这种损坏通常导致除设备本身损坏部分外的其他损失或风险,如动力机的飞车、管线的爆裂等。设备事故大多与维护保养不当或错误的操作。②人身事故。部分地面机械事故可能导致人身伤害,此时就伴随发生人身事故。如顶天车事故是指上提游动系统时游动系统已与天车接触,此时绞车施加到大绳的拉力会拉断大绳,导致游动系统从天车下落,可能导致钻台上人员受到伤害。又如上提钻具时只有一侧吊环挂住,导致下部钻具受到较大的弯曲应力而发生断落,也可能导致人员受到伤害。

井下事故主要有卡钻、井塌、井喷、固井事故、测井事故、中途测试事故等。①卡钻。是钻具在井眼内受到意外的约束无法上提、下放,严重时还不能旋转的现象。卡钻分为井塌卡钻、滤饼黏附卡钻、键槽卡钻、砂桥卡钻、缩径卡钻、泥包卡钻、落物卡钻等。②井塌。是由于井壁突发性垮塌较多的岩石,导致部分钻具被埋的现象。落物卡钻是指井下因为上部掉落的物体卡在钻具与井壁之间,导致钻具无法上提的现象,此时可能钻具有一定的活动空间,但无法起出,落物卡钻的落物可能是地面掉落井内的,也可能是钻柱中掉落的。井内落物是指掉落在井内的除地层岩石外的其他物体,常见的落物有断钻具(因钻具断裂而落入井内)、掉牙轮、电缆落井等。③井喷。是指井涌或溢流时因关井失败,地层流体无控制地喷出地面的事故。井喷事故处理不仅需要动用太多的装备、人员进行抢险,还可能导致对人身、环境的严重伤害。④固井事故。是固井过程中发生的事故,通常包括固井井漏导致水泥未封固的井漏事故,尾管固井或打水泥塞时钻具没有及时起出而被水泥固结的插旗杆事故,下套管过程中卡套管,套管附件故障,在钻井期间发生套管破损,此外还有断套管等。⑤测井事故。指测井过程中发生的卡仪器、卡电缆、掉仪器、断电缆等事故。此外,射孔过程中发生的卡射孔枪等也属测井事故。⑥中途测试事故。是钻井过程中进行中途测试期间发生的事故,包括卡封隔器、因测试抽吸而导致井塌等。

钻井是一项隐蔽的地下工程,存在着大量的模糊性、随机性和不确定性,使得人们对客观情况的认识不清,加上主观上的一些错误决策,往往会出现井下事故。钻井复杂情况处理得好不一定造成事故,而钻井复杂问题处理不当可能会演变成钻井事故。

钻井事故与钻井复杂造成的损失约占全球总成本的15%左右,从设计到施工中积极采取措施预防钻井事故与钻井复杂的发生,而在钻井事故与复杂发生时及时采取措施正确处理,可以大幅度降低钻井成本,缩短钻井周期,同时提升应对复杂井的能力。

  • 蒋希文.钻井事故与复杂问题 . 2版.北京:石油工业出版社,2006.

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