新文 72-107井溢流处理事故

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2016年11月21日
1、基本情况
1)背景简介
新文 72-107 井是一口开发定向井,位于文留构造南部断块区文 85 块; 设计井深 3516m,目的层: 沙二下, 沙三上;钻探目的: 完善文 85 块沙二下、沙三上注采井网。
 2)设计地质分层数据
层位
垂深m
地层压力系数
钻井液密度g/cm3
地层抗破能力
沙一
2615
1.05
1.15
/
沙二
3410
1.30
1.40
/
沙三
3516
1.40
1.55
/
3)设计井身结构数据

 

井眼层序
井段m
钻头尺寸mm
套管尺寸mm
水泥返深m
一开
120
444.5
339.7
地面
二开
1260
311.1
244.5
1600
三开
3516
215.9
139.7
2200
井控装备:二开、三开均安装 II 类井控装置 (FH+2FZ)35-35
4)情况简述
本井钻达 3200m时,发生快钻时并发现溢流,由于溢流量不大,于是进行开井循环压井。但因为井底钻井液受气侵严重,从井口大量溢出,实施关井。由于溢流量小,没有求得立压套压,于是进行了敞开双节流阀循环压井。建立井底压力平衡恢复钻进后,又先后多次打开不同的高压油气层,造成多次压井,使钻井液密度越来越高,井下情况得到好转。
2、溢流发生经过及采取的措施
该井于 2003 年 1 月 16 日一开, 表层套管下深 128m;于 19 日二开,技术套管下深 1267m;转换防喷器试压合格后,于 25 日三开。
2 月 16日0:20,215.9mm 钻头钻至井深 32OOm 时,发现 2m 快钻时,当时钻井液密度 1.58 g/cm3, 粘度 98s,排量 30 升 /s,泵压 16MPa 。发现快钻时后,停泵停钻观察井口,看到少量溢流。由于溢流量不大,没有马上进行关井,为保证井下安全,继续循环观察,做好加重准备。 1:10,发现井口钻井液溢出,说明井底钻井液返出井口,测得密度最低 1.18 g/cm3, 粘度 148s,液面有明显的油花气泡,据此可判定溢流种类为油气侵,因此,钻井液受污染严重,井口持续外溢,只好停泵进行关井。等待一段时间后,并没有明显的立压和套压,但为了避免钻井液流失,没有马上开井,而是敞开双节流阀开泵循环,排量 3OL/s,开始加重压井。为了预防井漏,对加重速度进行了控制,进口钻井液密度附加值不超过 0.03 g/cm3,同时跟加堵漏剂5t。 14:00, 测得入口钻井液密度 1.69 g/cm3, 出口钻井液密度 1.66 g/cm3,打开防喷器,恢复正常钻进。
继续钻进中,出口钻井液密度逐渐降低,分析原因是没有求得准确的地层压力,加重密度还不够,接着进行随钻加重,把密度提到 1.75 g/cm3。 2 月 17日 1:30,钻至 3238m 又出现快钻时,停钻停泵观察,有少量溢流。继续开泵循环,同时开始加重。当井底钻井液返出时发生外溢,测得密度只有 1.l0 g/cm3, 粘度由 98s 上升到 165s。液面上有更多油花气泡。接着关井节流、循环加重,并开大两个节流阀,减小回压以防井漏,为此,加重的同时又跟加了 3t 堵漏剂。至 16:00,进口密度达到 1.85 g/cm3, 出口 1.83 g/cm3, 停止加重,恢复钻进 。
随着井深增加,发现进出口钻井液密度越来越不平衡。 2 月 18 日 7:00,钻达井深 3281m,入口钻井液密度 1.84 g/cm3, 而返出钻井液密度仅有 1.27 g/cm3, 不得不停钻循环加重。当气侵严重的一段钻井液溢出井口时,就关井限流循环。当密度提到 1.90 g/cm3 恢复钻进时,井下开始出现复杂危险迹象,但进出口钻井液密度仍然未达到平衡。为防止井漏,停止继续加重,这样坚持着欠平衡钻进。
2 月 20 日 7:00,钻达井深 3336m 出现快钻时,循环观察,密度由 1.9O g/cm3降到 1.78 g/cm3 。由于井下已出现多种复杂苗头,再提密度可能会造成意想不到的井下事故,于是,开始深入调查造成地层异常高压的原因。后经调查发现,在附近 70Om 外,有一口文72-248 注水井,注水量较大,但其周围油井产量却不增加。据此分析认为,其注水能量可能在局部地层聚集。然而,由于该注水井不符停注条件,所以一直没有停止注水。后经协商,当日 18:00对该注水井停注放压,而本井却在 19:20 循环时发生只进不出的井漏。由此看来,本井钻遇异常高压地层正是由注水引起。
确定了地层异常高压的根本原因后,下部就采取了针对性的措施。在以后的钻进过程中,不再盲目进行提高钻井液密度,而是采取防漏措施的同时把注水井卸压。随着注水井能量的释放,本井钻井液的密度也逐渐下降,到完钻时,钻井液密度为 1.77 g/cm3, 井下情况也趋于好转。
3、溢流原因分析:
首先是设计提供的地层压力系数误差太大。本来钻井液密度已达到设计最大值,仍不能平衡所钻地层的异常高压。而主要原因是,由于本井附近注水井的直接影响,其大量注水并没有使周围的油井产量得到增加,而是在局部聚集造成圈闭高压。
措施:
当发现溢流后,为了保证井下钻具的安全,在溢流量不大的情况下,采取开井循环加重的做法是可取的。在气侵钻井液返出井口时,进行关井限流循环,也是较为合理的措施,这样不仅可以节约钻井液,也能控制一定回压以减少油气侵入井筒。最后在钻井液密度越来越高井下情况趋于恶化的严峻形势下,发现了附近注水井的严重影响,并采取了卸压、堵漏、降密度措施,使钻井液密度逐渐下降,而井下情况也有所好转。可见,注水井对钻井施工的危害有时是很突出的,在钻井过程中,如果能提前做好注水井的停注工作,对钻井施工会更顺利。
4、事故教训
1、发现快钻时应及时停钻停泵观察井口,如果没有明显溢流,可以开井循环观察,以确保井下安全。
2、当钻井液污染严重而关井后又不起压力时,也可以关井,实施敞开节流阀循环压井,以避免损失钻井液。
3、当钻遇易漏地层加重压井时,加重速度要控制好,必要时还要跟入一定量的堵漏剂。
4、在钻开注水层位前,提前做好注水井的停注卸压工作,以释放地层能量,尽量避免返水和油气侵。
5、在钻遇不正常压力地层时,要考虑周边注水井的作用,调查分析原因,采取相应处理措施。
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