钻井事故与复杂问题-第5章井喷事故
第五章井喷事故井喷是事故，井喷失控是损失巨大、影响恶劣的灾难性事故，这一点必须认识清楚。
在科学技术相当发达的今天,?还以井喷作为发现油气田的手段来看待，如果不是犯罪，也是愚昧无知的表现。
井喷失控的危害是非常大的：1损坏设备:?如大庆油田的喇83井、杏5井都是因井喷失控将整套设备陷入地壳，四川气田从1957年到1981年发生井喷着火 31井次、烧毁钻机18台，全国从1950年至1997 年，发生井喷失控井 319 口，失控后着火井 78 口，因井喷失控着火烧毁钻机以及因井喷地层塌陷埋掉钻机共59台。
其损失是相当惊人的。
2死伤人员:?这类事在四川、华北、胜利、中原等各个油田都发生过，仅四川局的32111 钻井队在1966年的一次井喷事故中就死亡6人，2003年12月23日重庆开县罗16h井天然气（含硫化氢）井喷，死243人，中毒住院2142人，紧急疏散65000人，经济损失6432 万元人民币，教训是非常惨痛的。
3浪费油气资源：无控制的井喷，不仅喷出了大量的油气，而且对油气藏的能量的损失是难以计算的，可以说是对油气藏的灾难性的破坏。
仅四川合4井等8 口井的统计，因井喷放空天然气6.98 X 108m,为储量的11%损失是十分惊人的。
4污染环境；喷出的油气随风飘扬，对周围环境造成严重的污染，特别是喷出物含有硫化氢的时候，搅得四邻不安，人心惶惶，影响极坏。
5. 污染油气层:据四川石油管理局多年对多口井的统计资料分析，凡是钻井液喷空后压井或反复测试后压井，都会对产层造成严重伤害，其产量将下降30〜50%，甚至有的井不经酸化则见不到产量，可以说井喷后压井才是油气产层污染的罪魁。
6报废井：井喷失控到了无法处理的时候，最后不得不把井眼报废。
如新疆柯克亚地区的几口高产深井，胜利油田的罗5井、新罗5井等。
7造成大量资金损失:?除上述五项都和资金有关的因素外，在处理井喷事故时，如灭火、压井、钻救援井等都需要投入大量的人力、物力、财力。
还要赔偿因井喷而造成的其它一切经济损失。
&打乱正常的生产秩序：失控井喷特别是井喷着火，往往是震惊整个油田甚至地方行政部门，要调集各种可用的手段来处理事故，正常生产秩序被打乱了。
尤其在注重社会效益与经济效益的今天，?无论是地质家还是工程师都应把防止井喷做为自已的主要职责，凡是明知故犯，或玩忽职守，造成失控井喷事故者都应受到行政的或法律的制栽，不能以“花钱买教训”来进行搪塞。
第一节溢流产生的原因我们知道，?造成井喷必须有三个基本条件:（1）要有连通性好的地层；（2）要有流体（油、气、•水）存在；（3）要有一定的能量，也就是说，要有一定的地层压力。
地层压力是指作用在岩石孔隙内流体上的压力，故又叫地层孔隙压力。
在地层沉积中，正常地层压力等于从地表到地下该地层深处的静液柱压力，?其值大小取决于孔隙内流体的密度，如为淡水，则正常地层压力梯度为0.01MPa/m，?当量钻井液密度为 1.00g/cm 3，如为盐水，则正常地层压力梯度为0.0107MPa/m，当量钻井液密度为1.07g/cm 3。
但是由于各种原因，?地层压力并不总是遵守这个规律，有的高于正常压力，有的低于正常压力。
高于正常压力的叫异常高压。
低于正常压力的叫异常低压。
造成异常高压的原因有：1. 流体压头的存在：储集层与一个异常高的区域性侧压水头相通，由于液体的连通作用，使储层形成高压。
2. ?封闭环境下的快速沉积，形不成连通管作用，水份不能完全挤压出去，流体压力大于静水柱压力，甚至等于上复岩层压力。
3. 构造作用：地壳的上升、下降、折皱、断裂等地质构造运动，使岩层受到很大的挤压力，岩石孔隙内的流体在侧向挤压力的作用下压力升高。
逆掩断层的发展，使断层下盘的上复岩层压力增加，形成圈闭流体中的高压。
由于地壳的上升、剥蚀，使其下部地层中原来沉积时的正常压力变为高压。
由于构造运动，使同一地层所处的海拔高度不一样，?由于液体压力可以传递，若处于低处的一端为正常压力，则处于高处的一端为异常高压。
4. 古压力高：在被致密块状以及基本上不透水的岩石完全封闭的古老岩石里、或是上升到浅处完全被封闭的地层里，才能存在这样的异常地层高压。
5. ?水热增压作用；如地层是一个封闭系统，随着沉积的加深，地温的升高，孔隙中的流体将随温度的升高而膨胀，形成高压。
6. ?地化作用：在沉积的封闭系统中，沉积物内的蒙脱石向伊泥石转化，石膏向硬石膏转化，都要脱出过量的水，增加了地层压力。
7. 块状的区域性盐岩沉积体往往使其下伏岩层丧失液体逸散的可能性，因而在盐岩层下面经常存在异常高压。
8. ?储集层重新加压：。
本来是浅部的正常压力储集层，?由于和深部地层连通，将深部地层压力传递到浅部地层，这种沟通的道路可能是：①老井套管损坏；②老井固井质量不好；③ 未下套管的报废井；④漏失断裂带。
9. 油田注水开发后，本来是低压或常压储集层，由于注水注气使其变成高压层，这是因为：⑴产层的注采不平衡，在同一个产层，注水井多于采油井，则该层长期处于注多采少状态，形成高压层。
⑵砂层平面分布形态不均，对于分布面积较小的砂岩层，不可能全部在注采井控制范围之内，注水井钻遇的砂岩体无采油井泄压，因长期注水会形成高压。
⑶ 砂岩体在平面上渗透性不均，注水井处于高渗透部位，采油井处于低渗透部位，在水线前缘会形成高压。
⑷砂岩体厚度不均，注水井处于厚度大的部位，采油井处于厚度小的部位，采出量相对减少，在水线推到的部位，会形成高压。
⑸断层遮挡的影响，注水井和采油井互不连通，注水井一侧也会形成高压。
在钻井过程中，? 一方面岩层孔隙中的流体有着压力R，我们叫地层压力，另一方面井眼中的钻井液也会产生液柱压力R m?我们叫井底压力，在正常情况下，我们正是用井底压力 P m来平衡地层压力 P p的，因此，为了保持地层和井眼系统的压力平衡，应该建立和维持下列平衡关系Rn=F P+ P e ....................................................... (5-1)••…若P m=P p,则P e=0在这种情况下，虽可维持钻进，但起钻时可能导致井喷。
因为起钻时有个抽吸压力，根据实验结果，抽吸压力相当于减少钻井液密度0.03〜0.13g/cm3之间，若P m>?R,则P e为正值，在这种情况下，可以维持正常钻进，在起钻时只要抽吸压力不大于P e,就不会引起井喷。
若P m<P p,?则P e为负值，则井下处于不稳定状态。
若P e的绝对值不大于循环钻井液时的环空压耗，可以勉强维持钻进,?但不能停泵，一旦停泵就会产生溢流。
若P e绝对值大于循环钻井液时的环空压耗，则在钻进时即可产生溢流。
由此我们可以得出结论,?只要在渗透性好的地层中有流体存在，不论其压力高低，只要它的压力高于钻井液液柱压力就能产生溢流。
由于溢流的发生，使环空液柱压力越来越低, 势必导致井涌甚至井喷。
井底压力为什么会小于地层压力呢？这是因为：1地层压力掌握不准，设计的钻井液密度过低。
没有准确的地层压力资料，也没有进行^15-1不同惜况下的压力喪化”肺空铠知静液4：主压力：A 下艳；5甩磁” 斗-调融钻书45雀钻 及时的地层压力检测，设计的钻井液密度低于地层压力的当量密度，这是在新探区经常碰到 的事。
即使已经开发的老油田 ，由于注水开发的结果，地下的压力系统,?已不是原来的压力 系统,?有的开发层地层压力已经降到静水柱压力以下,?但有的地层或个别区域由于注入水 能量集中，形成了异常高压。
这些情况用现有的压力检测方法是不能解决问题的,?所以在钻 井时往往要打遭遇战。
2钻井液液柱高度降低：？这是因为(1)?起钻时没有灌入钻井液,?或灌入量不足,使液 面降低；(2)钻遇溶洞、裂缝性地层,发生大量漏失,?使液面降低；(3)钻井液液柱压力超过 某些地层的破裂压力，发生漏失，使液面降低。
液面降低之后,?液柱压力也就自然降低了。
3钻井液密度降低：这是因为:(1)钻开油、气、水层后，地层内流体侵入井内，造成钻井 液密度下降，如果循环至地面未能及时清除 ,?被污染的钻井液又被注入井内，将加剧油气侵 使密度进一步降低；(2)地面水的混入，如处理钻井液时加水过多，下雨时不加防护，搞卫生 时把大量清水冲入循环系统，都足以使钻井液密度下降；(3)钻具或套管带有回压阀时，在下 钻的过程中，不向管内灌钻井液，或灌入量很少，在循环钻井液时把大量空气混入 ，造成人为 的气侵，也降低了钻井液密度。
4起钻时的抽吸压力：在起钻过程 中，由于钻具在井内的向上运动，将引起 井内液压降低,所降低的压力叫抽吸压 力。
抽吸压力和钻井液性能、 环空大小、钻具结构、起钻速度有直接关系 ,?许多井喷发生在起钻过程，就是抽吸压力起 了促喷作用。
在不同工况下井底压力变 化如图5-1所示。
5停泵时环空压耗消失：循环钻井 液时,泵压主要消耗在两个方面，一方面 是循环系统的磨阻损耗，通常称为压耗；一方面是作用在钻头水眼上的压降，它 转变为水力功能用以破碎地层和携带岩 屑。
压耗部份的绝大部份损失在钻柱内 的流动磨阻,?只有一小部份损失在环空流动磨阻 ，在近平衡压力钻进时，正是这一部份压耗对地层压力起着平衡作用，一旦停止循环，便失去了这部份环空压耗，导致井底压力小于地 层压力。
第二节井喷前的预兆凡是油层、油气同层或水层由溢流而发展为井喷总有一个渐变过程，只要安装有井控装 置,完全有时间可以做好井控工作。
但是气层则不然，从溢流到井喷是一个暂短的过程 ，有时 只有几分钟的时间。
因为气体遵守以下规律PWT I =PV 2/T 2假定P l 、V i 、T i ,为天然气在井底时的压力、体积、和温度，P 2、V 2、T 2为天然气运移到 井口时的压力、体积和温度。
可以看出 ,?天然气在向上运移的过程中，随着温度的下降，体 积要有些许收缩，但随着压力的下降，体积要大量的膨胀,?在井底的一立方米天然气到井口 时要膨胀数百倍甚至数千倍 ,?其速度之快，能量之大，可想而知。
所以及时发现溢流是搞好 井控工作的前提。
根据地层压实原理，凡是高压地层一般都是欠压实的，所以在接近高压层或钻开高压层 时,？钻速要加快，某些裂缝发育的地层，还会发生跳钻或别钻现象。
所以遇到钻速加快或有别、跳钻现象时，要注意观察是否会发生溢流，只要有地层流体 侵入井内，必然有以下现象发生。
1钻井液返出量增大。
返出量与注入量之差值就是地层流体的侵入量。
2钻井液池液面上升。
液面上升越快 ，说明侵入量越多。
3循环系统压力上升或下降。
若地层压力高于井底压力，?打开高压层时，?泵压会上升。
但由于油、气、水的侵入，环空液柱压力下降，又可使循环系统泵压下降。
4钻进时悬重增加或减少。
当钻开高压层时，井底压力增加，悬重要下降。
钻井事故与复杂问题
钻井事故与复杂问题钻井是一项隐蔽的地下工程，存在着大量的模糊性、随机性和不确定性问题。
由于对客观情况的认识不清或主观意识的决策失误，往往产生许多复杂情况甚至造成严重的事故，轻者耗费大量人力物力，重者导致全井报废。
本文就我们钻井现场经常发生的一些事故发生的原因和一般处理程序作以总结。
1．造成井下事故与复杂情况的主要因素：1．1地质因素钻井的对象是地层，而地层有软有硬，地层压力有高有低，孔隙有大有小等，如果对这些认识不足，就会发生一些难以预料的问题，就会导致井下事故与复杂情况。
1．2工程因素1．2．1思想认识上模糊，存在侥幸心理。
在钻井作业中，有些人思想认识模糊或为发某些片面的局部利益驱动，或明知故犯，或铤而走险，为事故和井下复杂的发生创造了条件。
如片面的节约钻井成本，使泥浆性能恶化，如片面的追求钻井速度，表层钻进深度不够或座塞子失败，如一些低、老、坏作法和违章，起下钻铤和接钻铤钻进不卡安全卡子，造成钻铤落井，如对钻头的使用没有科学的分析，导致钻头牙轮落井等。
1．2．2钻井设备发生故障。
在钻井作业中，由于对钻井设备没有仔细检查，没有预见性，导致设备发1．2．3管理不到位，岗位人员不负责任。
岗位人员严重脱岗，措施执行不力，落实不到位，导致造成井下事故与复杂情况。
如钻遇目的层，座岗人员脱岗，没及时发现溢流，导致发生井涌或井喷，如钻遇洛河组副司钻没有观察好泥浆池液面，场地工没有记录好接单根泥浆返出时间导致井漏加剧。
2．处理井下事故与复杂情况应遵循的原则：2．1安全原则在井下事故与复杂的处理过程中，设备和工具所承受的拉、压、扭转都要比正常钻进时所用的力量大得多，而且处理事故工序复杂，起下钻次数频繁，也增加了新事故发生的机率。
所以在处理井下事故与复杂情况时，必须从设备、工具、技术方案、技术措施、人员素质各个方面进行综合考虑，不但要考虑如何进攻，而且还要考虑如何退守，凡事要留有余地，留有后路。
2．2快速的原则一旦发生井下事故或复杂问题，其情况会随时间的推移而更趋恶化，所以在安全的前提下，必须抓紧时间进行处理，要迅速决策，迅速地组织，迅速地施工，工序衔接要有条不紊。
窿5井井喷事故
窿5井井喷事故专家点评：2000年12月19日，窿5井井喷，事故主要原因是测井时间太长，没有及时通井，造成卡测井仪器，处理事故时造成事故复杂化，打捞电缆过程中没能及时通井，处理事故心情过急，急于求成，经验不足，使电缆拧成团，遇卡上提抽吸造成流体进入井筒，致使处理卡钻过程中发生井喷；另一原因是井队职工井控意识不强、井控素质不高所致。
1、基本情况窿5井是玉门油田酒西盆地青南凹陷窟窿山鼻状构造的一口预探井，位于青西地区窿2井北偏西321m，设计井深4400m，实际井深4399.50m，钻探的主要目的是预探窟窿山构造高点附近含油气性，进一步提高对砂砾岩裂缝性储层油气富集规律的认识，为下步评价砂砾岩裂缝性油藏提供依据，整体评价窟窿山构造的含油气性。
该井由吐哈钻井公司4509队承钻。
2、设计情况(1)地质分层(2)预计油气层位置下沟组K1g2+33880－3920m为油层，3980－4040m为油层下沟组K1g14120－4180m为油层，4250－4300m为油层(3)井身结构设计本井采用13－7结构，φ444.5mm钻头一开，钻至井深1000m，下入φ339.7mm表层套管，封住该区1000m以上的漏失层段或疏松地层段；用φ241mm钻头二开，采用“直－增－稳”三段制剖面，上直段钻至3100m，定向钻进至完钻井深4400m，下入φ177.8mm油层套管完井。
(4)油气井控制①二开前按设计要求使用2FZ35－35液压防喷器及与之匹配的液控系统、压井节流管汇；②进入预计油气层前，应储备密度为1.40g/cm3的重泥浆80m3，同时储备足够的加重材料；③该井因测核磁共振，所以不准使用铁矿粉。
3、钻井概况该井于2000年6月13日经玉门油田勘探事业部项目组一开检查验收，对提出的问题整改后于6月14日8∶00一开，采用φ444.5mm3A钻头于6月26日13∶10钻至井深1000.60m，最大井斜1.6°，井身质量合格。
钻井事故与井下复杂问题
一、卡钻事故
缩径卡钻
原因 砂泥岩易因泥浆滤失量大形成厚泥饼 特殊泥页岩吸水膨胀，含水泥岩塑性蠕变，沥青层 盐岩蠕变 温度、压力、时间 深部石膏层吸水膨胀 地层错动、井眼横向位移 特征 单向遇阻，卡点固定 多发生在钻具运动中（蠕变层例外） 一般循环正常 卡点在钻头或大直径钻具处 蠕变岩层钻速快、扭矩大、提起难下到原井深
钻井事故与井下复杂问题
钻井事故与井下复杂问题
概述 卡钻事故 钻具断落事故 井下落物事故 测井事故 井喷事故 井漏 固井中的事故及复杂问石、新井 眼随之生成，新形成的井壁岩石失去了原来的支 撑条件，呈现出不稳定状态，如果钻井措施不能 适应这些变化，就会造成井下诸多复杂情况和事 故。据统计，当前事故与复杂情况可占钻井施工 总时间的 68 ，造成巨大经济损失。正确认 识和预防、处理井下事故及复杂情况是钻井工作 者的重要任务之一。
一、卡钻事故
泥包卡钻 预防 钻进保证足够的排量 软地层使用低粘、低切钻井液；可使用刮刀钻头；注 意控制钻速 注意泵压和钻井液出口流量 发现泥包显示，停止钻进、及时清除；起钻防抽吸 处理 . 开大泵量，降低钻井液的粘度和切力 强力活动钻具 使用震击器震击 倒扣套铣 清除粘卡、爆松
录井图
卡钻事故 一、卡钻事故
粘吸卡钻 郝科1井粘吸卡钻 经过 郝科1井 1996年6月3日11:00钻水泥塞至井深
4320.89m时发生井涌，当时泥浆密度为1.77 g/cm3。12:00关井，至 16:10以密度1.92～1.95 g/cm3 泥浆压井，井下平衡。继续钻进时将 泥浆密度提到1.94～1.99 g/cm3 ，6日5:00钻至井深4383.87m（出技 术套管59.03m）接单根 15min发生卡钻。卡钻后开泵正常，活动钻 具最大提到1380 kN、下砸到 0不能解卡。 处理 分析卡钻原因认为，4324.8m～4369.75m井段砂层发 育，泥浆密度高，卡钻为压差卡钻。7日5:10将泥浆密度降 到1.91～1.92 g/cm3 ，钻具自动解卡。 启示 此类卡钻与钻具所处裸眼长度关系不大， 裸眼长度短时采取降密度的方法有效。
钻井事故与复杂问题
象、预防措施和处理办法。并引证一些现场发生的事故实例,使大家加深认识。
井下事故与复杂情况虽然不能直观,但通过各种现象,可以察其端倪,寻其规律。我们利用现有的条件,根
据泵压、悬重、钻井液进出口流量、机械钻速的变化、及钻具上下活动、转动时的阻力变化情况,把发生
井下复杂情况的各种现象列于表 1 中,利用表 1 基本上可以把井下复杂情况判断清楚。把发生井下事故的
另走他路。发生事故本已造成了经济损失,处理事故的原则是把这种损失降到最低限度。
钻井复杂情况主要有:井涌、井漏、轻度井塌、砂桥、泥包、缩径、键槽、地层蠕变、地应力引起的
井眼变形、钻井液污染及有害气体的溢出。钻井事故主要有卡钻、井喷、严重井塌、钻具或套管断落、固
井失效、井下落物及划出新井眼丢失老井眼等。以下将分章论述各种井下事故与复杂情况的发生原因、现
能落得个事倍功半,甚至劳而无功。但是随着井下情况的变化及人们认识的加深,部分修改或全部修改原定
方案的事是常有的,所以在确定第一方案的同时要有第二甚至第三方案的考虑,预作准备。“凡事预则立,
不预则废。”要争取以最快的速度见到实际的效果。对从事作业的人员来说 ,旷日持久,劳师无功,必然会
影响工作情绪,一个士气低落的队伍是难以打攻坚战的。时间就是金钱,时间就是制胜的法宝,可惜这一点
各种现象列于表 2 中,利用表 2 基本上可以把发生的井下事故类型判断清楚。井下复杂情况有时是单一的,
有时是复合的,但发生的初期总是单一的。若处理不当,就会产生连锁反应,如井漏就可能引起井塌;井塌就
可能引起卡钻;钻具剌漏就可能导致钻头泥包或干钻,甚至会造成钻具断落或卡钻。井下事故也是一样,有
二.工程因素:
由于钻井作业的隐蔽性、复杂性,所以“安全第一”应作为钻井作业的主导思想。但是由于有些人思 想识认的模糊或者为某种片面的局部的利益所驱动 ,或明知故犯.或铤而走险,为钻井事故和复杂问题的 发生创造了条件。由于地质资料掌握不全不准,或者虽有可靠地质资料而未严格的按科学方法进行井身结 构设计,使同一段裸眼中喷、漏层并存,治喷则漏,治漏则喷。虽然下了套管但不装井控设备,或者虽然装了 井控设备但不讲求质量,一旦钻遇高压层,应急使用时,到处刺漏,造成井喷失控。钻井液体系和性能与地层
井喷事故研究与分析
井喷事故研究与分析井喷是地层流体（油、气和水）无控制地涌入井筒，喷出地面的现象。
钻井过程中，井喷是危及作业安全的恶性事故，井喷失控是重大恶性事故，井喷失控着火更是灾难性的恶性事故。
溢流失控导致井喷或井喷失控，使井下情况复杂，无法进行钻井作业。
如果井喷失控着火将会造成船毁人亡、井眼报废、破坏油气资源、污染自然环境等严重后果，给国家和企业带来巨大损失。
因此，切实加强防喷工作，掌握和实施井控技术，杜绝井喷事故的发生，确保钻井作业安全，是我们钻井工作者的头等大事。
溢流和井喷的根本原因是地层和井眼系统的压力失去平衡。
当我们对地层孔隙压力掌握不清，或由于某些外力及人为因素造成钻井液柱压力降低，使静液柱压力小于地层孔隙压力较多时，将导致溢流和井喷。
为了保持地层与井眼系统的压力平衡，在现场作业中，应使钻井液柱压力略大于地层孔隙压力，防止地层流体侵入井眼内。
当溢流发生后，则要利用具有不同功能的各种先进的井控设备控制溢流。
在平台上钻井和地质监督、平台经理、高级队长和司钻等高岗位人员是实施井控技术的关键人物，参加平台钻井作业的人员必须了解井喷的征兆和预防措施，熟悉现代井控装置的功能和特性，掌握和井喷作斗争的原理和方法，而且具有在紧急情况下能够制服溢流和井喷的过硬本领，这就是我们研究和掌握井控技术的根本任务。
井喷事故图片安全重于泰山警钟长鸣防喷英雄方针预防为主，常备不懈，统一指挥，协调高效，持续改进。
原则保护人员安全优先，防止和控制事故蔓延优先，保护环境优先。
井喷事故树研究图计算：如图所示事故树分析如下：X=(X1+X2+X3+X9+X10+X11+X12+X13+X14+X15+X16+X17+X25+X26+X27+X28+X29+X30+X31+X32+X39+X40+X41+X42)（X4+X5+X6+X7+X8+X18+X19+X20+X21+X24+X33+X34+X35+X36+X37+X38）最小割集：P1{X1,X2，X3，X9，X10，X11，X12，X13，X14，X15，X16，X17，X25，X26，X27，X28，X29，X30，X31，X32，X39，X40，X41，X42}P2{X4，X5，X6，X7，X8，X18，X19，X20，X21，X24，X33，X34，X35，X36，X37，X38}预防事故应做好异常地层压力的预报和监测要搞好井控，必须准确掌握地层压力，特别是异常高压地层。
井喷事故PPT课件
二、事故原因——管理原因
4、关键岗位人员素质偏低
近几年，由于工作量的迅速增长，钻井队伍建设和人员 配备跟不上业务发展和生产的需要，现场一线岗位人员存在 缺员现象，新员工的比例过高，尽管我油田集团公司进行了 大量的岗前培训和井控培训（新员工培训时间为三个月）， 但仍然存在工作经验不足、安全意识不强、技能素质不高等 问题。
一、事故经过
着火后3～5分，井架 倒向东侧。期间，在二层 台作业的井架工解照品在 朝向东侧的逃生绳索无法 逃生的情况下，爬上天车 从井架西北侧4号绷绳滑到 地面落入火中丧生。
二、事故原因——直接原因
该井钻遇气层，在起钻前活动钻具和短起下时，由于循环 压耗的丧失和钻柱上提的抽吸作用，致使地层气体侵入井筒并 上窜；起出12柱钻杆后循环泥浆使得已进入井筒的气体快速上 移膨胀，形成溢流；由于现场判断失误、处置不当，没有果断 关井，致使溢流发展为井喷；正在运转的主柴油机或井口喷出 的地层泥砂打击井架产生火花，引发喷出的气体着火；由于风 向影响，远程控制台被井口火焰包围，失去了最后关井机会， 致使井口敞喷失控、着火。在二层台上作业的井架工反应不及 时，没有及时从井架撤离，失去了逃生的有利时机，是导致井 架工从井架绷绳下滑落入火中丧生的直接原因。
二、事故原因——间接原因
1、起钻时作用到气层的当量泥浆比重降低，使得地层气体 大量侵入井筒。本井在钻进和循环工况下正常，证明当时的泥 浆静液柱压力加上循环压耗是可以平衡地层压力的。但是，在 停泵活动钻具和起钻工况下，由于循环压耗的丧失和钻柱上提 的抽吸力的共同作用，抵消了部分泥浆静液柱压力，导致地层 气体大量侵入井筒。特别是起钻前，在井底5～13m范围内进行 了11次共计23分钟的上提下放钻具，加剧了地层气体大量侵入 井筒的过程。
井下复杂情况、事故的判断及处理
井下复杂情况、事故的判断及处理目录一、井塌： (2)1.井塌现象： (2)2.在渤海湾井塌可能发生的地层： (3)3.发生井塌的可能原因： (3)4.预防井塌基本原则： (3)5.处理井塌的基本原则： (3)二、井漏： (4)1.井漏的类型及现象： (4)2.井漏所带来的损失及潜在的危害： (5)3.预防井漏的一般原则： (5)4.处理井漏的一般原则： (6)三、井涌： (6)1.井涌的征兆： (6)2.引发井涌的可能因素： (7)3.处理井涌的一般原则： (7)四、井喷： (7)1.引发井喷的可能因素： (8)2.处理井喷的一般原则： (8)五、浅层气和浅层气井喷 (9)1、浅层气、浅层气井涌有以下特点： (10)2、钻前准备工作： (10)3、一开钻遇浅层气应注意的事项及处理方法： (10)4、二开钻遇浅层气应注意的事项及处理方法： (11)钻井作业过程中各种各样的井下复杂情况有人为造成的，也有由于地质情况复杂自然造成的，人们在处理这些复杂情况的实践中积累了大量的经验和处理方法，这些经验和方法为后人在从事钻井作业中提供了大量可借鉴资料和财富。
复杂情况是一个量的概念，它在不断地向人们提供信息，告诉作业人员井上、井下情况，当这个量积累到一定程度，就要发生质的转变－事故。
这个积累过程有长有短，表现出来的各种现象有的明显，有的不明显；有的表现出来的是真相，而有的表现出来的则是假象，需要去粗取精，去伪存真。
当然，在处理复杂情况时，人为的因素（指挥与操作）极为重要，正确的判断，正确的处理措施，正确的操作这三点是解决问题的根本，缺一不可，而第一点则来源与数据的准确记录和收集；第二点则来源与丰富经验和处理方法的积累；第三点则来源与组织、应变能力和操作的技能。
下面我们就几个方面来分别描述：1.井塌；2.井漏；3.井涌；4.井喷；5.浅层气及浅层气井喷；6.卡钻；7.卡套管；8.卡电缆；9.钻头及钻具泥包；10.钻头不正常损坏。
钻井事故与复杂问题PPT课件
第二节 井壁失稳与坍塌卡钻
坍塌卡钻是卡钻事故 中性质最为恶劣的一 种事故。因为处理这 种事故的工序最复杂， 耗费时间最多，风险 性最大，甚至有全井 或部分井眼报废的可 能，所以在钻井过程 中应尽力避免这种事 故的发生。
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一、地层坍塌的原因
1. 地质方面的原因
2. 物理化学方面的原因
二、井壁坍塌的特征
在钻进过程中发生坍塌 起钻时发生井塌 下钻时发生井塌 划眼情况不同
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三、井壁坍塌的预防
• 1.采取适当的工艺措施 （1）设计合理的井身结构 （2）尽量减少套管鞋以下的大井眼预留长度 （3）调整钻井液性格使其适应钻进地层 （4）保持钻井液柱压力 （5）减少压力激动
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第三节 砂桥卡钻
• 砂桥卡钻也是沉砂卡钻，其性质和 坍塌差不多，其危害比粘吸卡钻更 甚。
砂桥卡钻示意图
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一、砂桥形成的原因
在软地层用清水钻进，清水悬浮能力差，岩屑下沉，一旦停止循环时间较长，极易形成砂桥。 表层套管下得太少，松软地层暴露太多，这种地层总有渗透性漏失，钻井液渗入以后，破坏了地层的原有
• 注入解卡剂前，最好做一次钻井液循环周试验，确保钻
具没有刺漏现象，方可注入。
• 注解卡剂前特别是注低密度解卡剂前，必须在钻杆上或
方钻杆上接回压阀或旋塞。
• 要保持钻头水眼和环空不被堵塞。 ❖粘吸卡钻发生后，要根据现场的具体情况采取相应的措
施，具体问题要具体分析具体对待，不能一概而论。 第12页/共74页
•在钻柱中要带上随钻震击器，因为在粘卡发
生的最初阶段，震击解卡是很有效的。
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四、粘吸卡钻的处理
钻井及井下作业井喷事故典型案例
一、钻井过程中发生的井喷事故案例1.双观21井井喷事故1.基本情况双观21井是河南油田双江区块的一口观察井，位于河南省桐柏县江河村，设计井深2550m，实际井深2468.25m，井别为直井，井口未安装防喷器。
该井由河南石油会战指挥部32135钻井队承担钻探任务，于1979年7月23日18：40一开，表层设计下深80m，实际表层套管下深74.11m。
7月27日0:05二开。
2.事故发生及处理经过1979年10月17日0：00钻至井深2449.43m循环开始起钻，7：35起钻完，起钻时连续灌钻井液，7:35～14:00，换钻头后进行下钻作业，因钻头水眼堵塞，不能开泵，14:00～16:30处理憋泵，16：30～17：10起出钻杆4个立柱（钻头位置在井深2339.67m）。
17:10～17:15开泵憋通水眼，17:15～17:45发现钻井液池液面上升，且有大量原油、气泡从井口外溢，当班司钻立即发出报警信号，全队职工奔赴井场抢险，当班司钻迅速将方钻杆提至转盘面以上，钻杆座在转盘上，用大钳钳头压在刹把上，进行刹车。
17:55发生井喷，喷高3～4m，喷出物为原油、天然气和钻井液，当时东北风3～4级，司钻立即通知机房司机和司助紧急停车，司机立即停1＃、2＃、3＃柴油机，在停运3＃柴油机时，因柴油机空气滤清器吸入的天然气进入燃烧室引起飞车，随即发生爆炸着火。
18:00大火蔓延到钻台、机房、钻井液池、1＃、2＃泵. 18:00～18:40先后有4台消防车和4台水泥车赶到井场参加灭火，19:30井场灭火结束。
10月18日利用水泥车打入 1.24～1.27g/cm3的加重钻井液184m3进行循环，没有发现溢流。
22日换好各种设备，井下钻具被卡，10月27日，泡油活动解卡，使用1.15～1.20g/cm3的钻井液循环,恢复正常钻进，钻至井深2468.25m完钻。
本次井喷共损失时间近11天，烧毁的设备有B2-300型柴油机5台、自动压风机1台、井口工具、水龙带烧毁以及井架和绞车部分部件；当班司钻、司机和司助烧伤。
钻井现场事故及复杂情况分析
钻井现场事故及复杂情况分析一、钻井现场事故1、钻井工程报废指钻井队在某井未完成最后一道工序而离开的井，还包括有些井由于钻井事故而未钻到目的层，也未取得设计上要求的地质资料，又不能用做采油、采气或辅助生产的井。
2、报废井段包括两种情况：⑴因钻井事故而决定不再继续钻进时，如某井段已取得设计所要求的地质资料，则自该井段以下没有取得设计所要求的地质资料的井段为报废井段；⑵有些探井由于钻井事故而未钻到目的层，也未取得设计所要求的地质资料，但是穿过了油气层，可以用作采油、采气或辅助生产井，则自油气层以下不能利用的井段为报废井段。
3、报废进尺指由于钻井事故无法解除而报废的进尺，或由于灾害等其他原因造成的无效进尺。
4、事故损失时间指从事故发生起到事故解除恢复正常状态为止的时间。
事故包括井下事故(如卡钻、打捞)、井喷事故、地面机械设备事故、火灾事故及人身事故等等。
5、修理时间指由于机械设备或地面建筑物损坏或运转失灵被迫停止钻进工作，进行修理的时间。
包括机械动力修理和钻具修理等。
6、组织停工损失时间指由于组织工作不善、器材供应不及时或劳力调配不当、等待命令等原因而造成的停工时间。
7、处理复杂情况时间指处理井斜过大或井壁坍塌回填重钻、井漏、水浸、气浸、遇阻遇卡、钻井液循环发生故障、钻井液性能变坏、跳钻、蹩钻等时间。
8、抽油杆故障：抽油杆在工作中承受交变载荷发生的疲劳破坏导致断裂。
9、电缆击穿：由于电缆质量问题，或长期使用老化，或电缆受到腐蚀等因素影响，容易发生击穿，起泵时电缆断掉、滑脱，甚至堆积而发生井下事故。
10、工程报废井由于钻井事故工程事故，无法钻达地质设计深度而报废的井。
11、井下事故：由于各种因素而造成油水井井内管柱遇片，工具、仪器及钻柱等掉落井内的现象。
12、孔内事故造成孔内钻具正常工作中断的突然情况。
13、遇阻：下钻时若悬重比原悬重降低。
14、遇卡：上提钻具时若悬重超过原悬重。
15、埋井：指石油钻井所用的工具或钻具由于钻井事故造成无法从井内起出的现象。