毛坝1井、毛坝4井井控事件及处理.ppt
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毛坝1井、毛坝4井井控事件及处理.ppt
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20072007年年66月月四川四川达州达州一、毛坝一、毛坝11井压井施工井压井施工毛坝毛坝11井井概况概况毛毛坝坝11井井位于四川省达州市,设计井深位于四川省达州市,设计井深4500m,为中石化南方海相重点天然气预为中石化南方海相重点天然气预探井。
探井。
2002年年11月月18日钻至日钻至4322m,泥浆密度,泥浆密度1.40g/cm3,钻时,钻时105min/m55min/m,19日日0:
19钻至钻至4324.54m蹩钻,悬重由蹩钻,悬重由1500kN1240kN,发生发生严重井涌严重井涌。
0:
19关井套压关井套压12MPa、立压立压4MPa;4:
50套压套压29MPa;5:
54套压套压38MPa压井中压井中估算气量达估算气量达50100104m3/d。
在在14天内共天内共8次压井,井口压力最高达次压井,井口压力最高达38MPa压井压井第一次第一次关井:
关井:
4:
314:
31关井套压升至关井套压升至29MPa29MPa放喷:
喷出为气、液混合物,点火即燃,喷远约放喷:
喷出为气、液混合物,点火即燃,喷远约40m40m。
放喷放喷3030分钟后节流点火,火焰呈橘黄色,焰高分钟后节流点火,火焰呈橘黄色,焰高151518m18m。
放喷中发现压放喷中发现压力迅速增加,节流点火后力迅速增加,节流点火后3434分钟套压升至分钟套压升至38MPa38MPa。
压井:
泥浆密度压井:
泥浆密度1.65g/cm1.65g/cm33;泥浆量泥浆量200m200m33压井压井压井时间压井时间2:
36;2:
36;压井排量压井排量1.21.21.4m1.4m33/min/min压井结束:
返出钻井液密度压井结束:
返出钻井液密度1.55g/cm1.55g/cm33,因液气分离器进液因液气分离器进液管管线弯头刺坏线弯头刺坏,关井套压为由,关井套压为由29MPa29MPa降为降为00、立压由、立压由4MPa4MPa变为变为13.5MPa13.5MPa。
毛坝毛坝11井井压井压井第二次第二次关井:
关井:
6:
586:
58关井套压由关井套压由00升至升至36MPa36MPa,立压立压8.1MPa8.1MPa压井:
目的为防止套压超过井口控制能力压井:
目的为防止套压超过井口控制能力压井时间压井时间5252分钟分钟;排量排量1.21.21.4m1.4m33/min/min泥浆密度泥浆密度1.87g/cm1.87g/cm33;泥浆量泥浆量70m70m33压井结束:
节流压井未返出钻井液,点火火焰高压井结束:
节流压井未返出钻井液,点火火焰高202030m30m,呈橘黄色,关井套压呈橘黄色,关井套压34MPa34MPa,立压立压5MPa5MPa。
毛坝毛坝11井井压井压井第三次第三次压井初始套压压井初始套压37MPa37MPa压井压井:
目的为先用目的为先用1.70g/cm1.70g/cm33泥浆建立循环,然后逐步提高泥泥浆建立循环,然后逐步提高泥浆密度使循环不产生气柱,恢复钻进。
浆密度使循环不产生气柱,恢复钻进。
压井泥浆压井泥浆300m300m33;密度密度1.70g/cm1.70g/cm33压井时间压井时间8:
198:
19压井中井口有长达压井中井口有长达2400m2400m左右的气柱,点火火势强劲。
压井中左右的气柱,点火火势强劲。
压井中途途管线冰堵管线冰堵。
解堵后用。
解堵后用1.70g/cm1.70g/cm33泥浆无法建立平衡,边循环边泥浆无法建立平衡,边循环边加重,每周幅度不超过加重,每周幅度不超过0.02g/cm0.02g/cm33。
压井结束:
用压井结束:
用1.88g/cm1.88g/cm33泥浆建立起不产生集中气柱的循环泥浆建立起不产生集中气柱的循环毛坝毛坝11井井压井压井第四次第四次用用1.88g/cm1.88g/cm33泥浆钻进至井深泥浆钻进至井深4352.25m4352.25m发生溢流发生溢流,溢流溢流2.0m2.0m33关井关井。
压井:
用压井:
用1.88g/cm1.88g/cm33泥浆循环不能消除溢流,将密度提高到泥浆循环不能消除溢流,将密度提高到1.90g/cm1.90g/cm33压井成功。
压井持续压井成功。
压井持续6:
366:
36,火焰高度,火焰高度151520m20m,间断漏间断漏失泥浆失泥浆19m19m33,压井完火焰熄灭。
压井完火焰熄灭。
毛坝毛坝11井井压井压井第五次第五次循环中出现溢流(即泥浆仍不能平衡地层压力),关井套压循环中出现溢流(即泥浆仍不能平衡地层压力),关井套压为零、立压为零、立压6MPa6MPa。
压井:
泥浆密度压井:
泥浆密度1.90g/cm1.90g/cm33;压井时间压井时间1:
501:
50火焰高度火焰高度334m4m,其间环形防喷器胶芯坏,漏失其间环形防喷器胶芯坏,漏失7m7m33压井结束:
建立了不产生集中气柱的循环,换好胶芯,恢复压井结束:
建立了不产生集中气柱的循环,换好胶芯,恢复钻进。
钻进。
毛坝毛坝11井井压井压井第六次第六次用用1.92g/cm1.92g/cm33泥浆钻进至井深泥浆钻进至井深4365.00m4365.00m中途完钻,静止中途完钻,静止2:
242:
24测测得气体上窜速度得气体上窜速度768.44m/h768.44m/h,短起下短起下1010柱井下强烈井涌,气体上柱井下强烈井涌,气体上窜速度窜速度910.20m/h910.20m/h。
压井:
泥浆密度压井:
泥浆密度1.92g/cm1.92g/cm33;压井时间压井时间2:
132:
13压井方式压井方式节流循环节流循环火焰高度火焰高度202030m30m,压井中间断漏失压井中间断漏失15m15m33压井结束压井结束:
建立了不产生集中气柱的循环。
建立了不产生集中气柱的循环。
毛坝毛坝11井井压井压井第七次第七次调整泥浆密度至调整泥浆密度至1.95g/cm1.95g/cm33,间断间断漏失漏失203m203m33,静止静止3:
453:
45测得气测得气体上窜速度体上窜速度459.51m/h459.51m/h。
井下继续溢流。
井下继续溢流。
压井:
注入压井:
注入1.92g/cm1.92g/cm33堵漏泥浆堵漏泥浆95m95m33,循环中将下部气浸泥浆循环中将下部气浸泥浆顶出溢流。
用顶出溢流。
用1.92g/cm1.92g/cm33泥浆节流压井泥浆节流压井,压井排气持续压井排气持续25min25min,火火焰高度焰高度0.50.51m1m。
压井结束:
建立了不产生集中气柱的循环。
压井结束:
建立了不产生集中气柱的循环。
毛坝毛坝11井井压井压井第八次第八次用用1.92g/cm1.92g/cm33循环均匀后,短起下循环均匀后,短起下3030柱,起钻大部分拔活塞,柱,起钻大部分拔活塞,下钻井口溢流不断,节流开泵测得气体上窜速度下钻井口溢流不断,节流开泵测得气体上窜速度759.50m/h759.50m/h。
压井:
泥浆密度压井:
泥浆密度1.92g/cm1.92g/cm331.94g/cm1.94g/cm33;压井方式压井方式节流(节流(334MPa4MPa)循环;压井时间循环;压井时间11:
0411:
04火焰高度火焰高度2030m2030m压井结束:
建立了不产生集中气柱的循环。
压井结束:
建立了不产生集中气柱的循环。
后续工作:
堵漏、加重至后续工作:
堵漏、加重至2.00g/cm2.00g/cm33、短起下静止短起下静止40:
2540:
25,开,开泵测得气体上窜速度泵测得气体上窜速度48.00m/h48.00m/h,为下部作业创造了条件。
为下部作业创造了条件。
毛坝毛坝11井井可鉴经验可鉴经验充分准备充分准备硬件硬件进行气密封试验进行气密封试验进行高低压密封试验进行高低压密封试验节流管汇外接双闸门、两条放喷管线节流管汇外接双闸门、两条放喷管线有质量过硬的泥浆回收系统,采用大有质量过硬的泥浆回收系统,采用大直径防硫排放管线直径防硫排放管线井控装置备件齐全井控装置备件齐全(胶心、闸板、密胶心、闸板、密封件、闸阀、安装工具等封件、闸阀、安装工具等)备足内放喷工具,质量可靠备足内放喷工具,质量可靠防护设施配备齐全防护设施配备齐全毛坝毛坝11井井可鉴经验可鉴经验充分准备充分准备泥浆泥浆重泥浆储备井筒容积两倍以上重泥浆储备井筒容积两倍以上铁矿粉储备铁矿粉储备300t300t以上以上堵漏材料充足堵漏材料充足毛坝毛坝11井井可鉴经验可鉴经验充分准备充分准备环境环境清除放喷口清除放喷口50m50m以内的易燃物以内的易燃物宿舍摆放在离井口宿舍摆放在离井口300m300m以外以外井口井口500m500m以内的居民迁走以内的居民迁走毛坝毛坝11井井可鉴经验可鉴经验井井控控工艺工艺钻开产层前对裸眼进行承压试验钻开产层前对裸眼进行承压试验,不足时应采取补救措施不足时应采取补救措施高度重视一次井控高度重视一次井控压力控制就高不就低,有漏失就堵,压稳后才进行后续施工压力控制就高不就低,有漏失就堵,压稳后才进行后续施工尽早发现溢流,及时关井,不能循环观察尽早发现溢流,及时关井,不能循环观察尽量避免长时间关井尽量避免长时间关井,尽快组织用工程师法压井尽快组织用工程师法压井需长时间等待、有需长时间等待、有HH22SS时,可先用司钻法第一循环周排气,蹩压控时,可先用司钻法第一循环周排气,蹩压控制溢流,再组织用工程师法压井;没制溢流,再组织用工程师法压井;没HH22SS时,可先建立和保持循环,再时,可先建立和保持循环,再建立平衡。
建立平衡。
没没HH22SS长期关井井口压力超过允许值时,必须放压、补充泥浆长期关井井口压力超过允许值时,必须放压、补充泥浆毛坝毛坝11井井可鉴经验可鉴经验压井工艺压井工艺关井程序(关环形关井程序(关环形-关闸板关闸板-开环形)错误可能导致灾难性的恶果开环形)错误可能导致灾难性的恶果长期关井容易在井口形成气柱,间断放喷使套压升高很快长期关井容易在井口形成气柱,间断放喷使套压升高很快压井可以选用先建立循环、再逐步提高密度将井压稳的方法压井可以选用先建立循环、再逐步提高密度将井压稳的方法放喷压力过大时必须走直通放喷管道放喷压力过大时必须走直通放喷管道对产能高的产层压井过程中极易形成冰堵对产能高的产层压井过程中极易形成冰堵使用使用旋塞更有利于准确测知地层压力、方便进行井控作业旋塞更有利于准确测知地层压力、方便进行井控作业充分考虑循环压耗、压力激动对液柱压力的影响;保持循环和均匀充分考虑循环压耗、压力激动对液柱压力的影响;保持循环和均匀的钻井液密度非常重要的钻井液密度非常重要提前制定各种预案,周密进行压井作业提前制定各种预案,周密进行压井作业掌握油气上窜规律,保证有足够的安全作业时间掌握油气上窜规律,保证有足够的安全作业时间毛坝毛坝11井井二、毛坝二、毛坝44井钻具氢脆断落井钻具氢脆断落毛坝毛坝44井井概况概况毛毛坝坝44井是南方公司在川东断褶带毛坝场构造北端部署的一口评价井是南方公司在川东断褶带毛坝场构造北端部署的一口评价井,地处四川省达州市宣汉县毛坝镇井,地处四川省达州市宣汉县毛坝镇66村村99组,设计井深组,设计井深4840m4840m。
本井由。
本井由50789DG50789DG钻井队承钻钻井队承钻,于于20052005年年1010月月1919日开钻,日开钻,20062006年年77月月2424日钻至井深日钻至井深3941.10m3941.10m。
已完成的井身结构:
已完成的井身结构:
508mm508mm导管导管18m+18m+339.7mm339.7mm310.9m310.9m+244.5mm244.5mm2524.69m2524.69m。
本井在井深本井在井深3456.00m3456.00m见气层,从见气层,从3800.003800.003941.10m3941.10m一直连续取心一直连续取心作业,在作业,在3835.343835.343844.44m3844.44m井段岩心出筒时测得井段岩心出筒时测得HH22SS浓度为浓度为258mg/m258mg/m33(172ppm)(172ppm);在;在3844.443844.443853.64m3853.64m岩心出筒测得岩心出筒测得HH22SS含量为含量为288mg/m288mg/m33(192ppm192ppm)。
)。
毛坝毛坝44井井经过经过20062006年年77月月2424日取心钻进中,日取心钻进中,20:
5020:
5020:
5520:
55接单根后发接单根后发生卡钻。
卡钻时钻井液性能:
密度生卡钻。
卡钻时钻井液性能:
密度1.38g/cm1.38g/cm33,粘度,粘度59s59s,APIAPI失水失水3.2ml3.2ml,泥饼,泥饼0.5mm0.5mm,切力,切力3.5/12.5Pa3.5/12.5Pa,含砂,含砂0.30.3,PHPH值值1010。
2525日注清水日注清水27.0m27.0m33(前后注重浆平衡井(前后注重浆平衡井内压力)浸泡未解卡,内压力)浸泡未解卡,2626日注密度日注密度1.30g/cm1.30g/cm33解卡剂解卡剂25.30m25.30m33,8:
008:
00活动解卡。
活动解卡。
8:
158:
15提出一根钻杆循环排解卡提出一根钻杆循环排解卡液时发现溢流,随即关井控制井口,关井后套压迅速由液时发现溢流,随即关井控制井口,关井后套压迅速由05MPa7MPa05MPa7MPa,立压为,立压为0MPa0MPa(钻具带回压阀);(钻具带回压阀);9:
159:
15做做压井准备中发现悬重由压井准备中发现悬重由1100kN1100kN降至降至550kN550kN,套压降为,套压降为2.5MPa2.5MPa后又升至后又升至4.0MPa4.0MPa,立压由,立压由00升到升到7MPa7MPa,现场初步判,现场初步判断:
钻具发生氢脆断落井下。
断:
钻具发生氢脆断落井下。
毛坝毛坝44井井处理处理77月月2626日开始日开始压井压井,其中,其中2626日日16:
0016:
00节流循环时,节流循环时,实测分离实测分离器出口气体器出口气体HH22SS含量达含量达1500mg/m1500mg/m33(1000ppm1000ppm),),77月月3131日压井完日压井完起出钻具起出钻具1011.75m1011.75m,落鱼,落鱼2929.35m2929.35m。
其后转入艰难的打。
其后转入艰难的打捞作业,至捞作业,至99月月1515日,经日,经3131次打次打捞,捞出落鱼捞,捞出落鱼1919节、最短节、最短0.24m0.24m,井下余钻具井下余钻具226.03m226.03m、实际鱼顶、实际鱼顶3715.55m3715.55m,决定侧钻。
,决定侧钻。
毛坝毛坝44井井原因分析原因分析本井在处理卡钻过程中,使用解卡剂密度过低,井内本井在处理卡钻过程中,使用解卡剂密度过低,井内液柱压力不能平衡地层压力,导致井涌、液柱压力不能平衡地层压力,导致井涌、HH22SS气体浸入井气体浸入井筒,继而发生钻杆氢脆断裂,是发生事故的直接原因;本筒,继而发生钻杆氢脆断裂,是发生事故的直接原因;本井使用的钻具不能满足抗硫要求井使用的钻具不能满足抗硫要求(下部为(下部为S135S135钻杆钻杆3165m3165m、上部上部G105G105钻杆钻杆608m608m)是造成钻杆氢脆的重要原因;在未能是造成钻杆氢脆的重要原因;在未能认真消除井下复杂的情况下,进行取心作业是造成卡钻的认真消除井下复杂的情况下,进行取心作业是造成卡钻的主要原因。
主要原因。
毛坝毛坝44井井警示警示防止硫化氢危害更重要的是搞好一次井控。
防止硫化氢危害更重要的是搞好一次井控。
总结经验总结经验吸取教训吸取教训全面提高天然气钻井井控能力全面提高天然气钻井井控能力董董11井井涌压井情况简介井井涌压井情况简介董董11井井基本情况基本情况董董11井井位于准噶尔盆地中四区块董家海子东构造,距位于准噶尔盆地中四区块董家海子东构造,距阜康市西北约阜康市西北约40km40km处的一口重点探井。
设计井深处的一口重点探井。
设计井深6300m6300m,由塔里木第三钻探公司由塔里木第三钻探公司70127012钻井队承钻施工。
于钻井队承钻施工。
于20032003年年55月月1313日第一次开钻,日第一次开钻,339.7mm339.7mm套管下深套管下深1498.42m1498.42m;66月月55日二开,日二开,244.5mm244.5mm套管下深套管下深4498.04m4498.04m;88月月1818日用日用215.9mm215.9mm钻头三开;钻头三开;99月月55日钻至井日钻至井深深4871.76m4871.76m发生强烈井涌,关井后套压、立压发生强烈井涌,关井后套压、立压迅速上升,套压最高达迅速上升,套压最高达到到42MPa42MPa。
董董11井井难点分析难点分析实际钻进密度与设计预测的压力系数相差达实际钻进密度与设计预测的压力系数相差达0.770.77,突然钻遇高,突然钻遇高压准备明显不足,现场只储备密度压准备明显不足,现场只储备密度1.52g/cm1.52g/cm33泥浆泥浆70m70m33,对本井压井需,对本井压井需求只是杯水车薪,若遇压井过程中发生上部地层漏失,不只泥浆配制、求只是杯水车薪,若遇压井过程中发生上部地层漏失,不只泥浆配制、加重工作量极大,压井的难度也将大大增加。
加重工作量极大,压井的难度也将大大增加。
由于钻进泥浆密度过低,关井井口套压最高达由于钻进泥浆密度过低,关井井口套压最高达42MPa42MPa,对技术套,对技术套管抗内压强度(最高管抗内压强度(最高64.97MPa64.97MPa)、防喷器及管汇承压能力()、防喷器及管汇承压能力(70MPa70MPa)都是很严峻的考验。
都是很严峻的考验。
关井后井口压力迅速上升,立管压力超过关井后井口压力迅速上升,立管压力超过20MPa20MPa钻井泵已无法钻井泵已无法启动,水龙头、水龙带的承受能力也都制约着正常压井工作的实施。
启动,水龙头、水龙带的承受能力也都制约着正常压井工作的实施。
董董11井井难点分析难点分析由于方钻杆下旋塞缺少日常检查、维护,在突然遭遇井涌的紧由于方钻杆下旋塞缺少日常检查、维护,在突然遭遇井涌的紧急情况下关闭失灵,从而为后来的压井造成种种不便。
抢关上旋塞、急情况下关闭失灵,从而为后来的压井造成种种不便。
抢关上旋塞、卸水龙带、接压井管线、试压整改、开启上旋塞等作业都被迫在高空卸水龙带、接压井管线、试压整改、开启上旋塞等作业都被迫在高空进行。
进行。
中石化西指组建时间短,目前应急处理突发事件的生产体系尚中石化西指组建时间短,目前应急处理突发事件的生产体系尚不完善。
本井不完善。
本井99月月55日发生井涌,直至日发生井涌,直至99月月88日才实施压井,其中施工队日才实施压井,其中施工队伍、高压泵车、高压软管、接头加工、特殊配件等都要临时组织联系、伍、高压泵车、高压软管、接头加工、特殊配件等都要临时组织联系、难以难以“召之即来召之即来”,试想若钻遇高压气层、又不能在短时间内处理使,试想若钻遇高压气层、又不能在短时间内处理使井下压力得到平衡,其后果真可难以想象。
井下压力得到平衡,其后果真可难以想象。
董董11井井方案方案原则、组织、准备、计算、施工程序原则、组织、准备、计算、施工程序&风险予案、风险予案、HSEHSE措施措施施工施工99月月88日日10:
5310:
5311:
0111:
01放喷、点火,火焰高约放喷、点火,火焰高约4m4m、喷射长度约、喷射长度约10m10m,喷出物为油气,放喷结束时套压由,喷出物为油气,放喷结束时套压由41.4MPa41.4MPa降至降至27MPa27MPa11:
0511:
05从压井管线打压从压井管线打压30MPa30MPa、顺利打开上旋塞、顺利打开上旋塞11:
1011:
1013:
0913:
09节流控制套压在节流控制套压在353530MPa30MPa,注入密度,注入密度1.98g/cm1.98g/cm33重重泥浆泥浆40m40m33(11:
2511:
25喷出物见泥浆,改控制立压喷出物见泥浆,改控制立压202023MPa23MPa),停泵压裂),停泵压裂车压力表接近为零、放回水不倒返(套压车压力表接近为零、放回水不倒返(套压24MPa24MPa),钻台卸方钻杆抢),钻台卸方钻杆抢接接22只下旋塞,拆压井管线、接水龙带(气井必须连续施工)只下旋塞,拆压井管线、接水龙带(气井必须连续施工)开泵转正常压井,泥浆密度加至开泵转正常压井,泥浆密度加至1.96g/cm31.96g/cm3井下压力平衡井下压力平衡董董11井井警示警示压力预测、压力预测、施工设计、施工设计、井控意识、井控意识、物资准备、物资准备、生产组织体生产组织体系的完善系的完善
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