气体钻井井下复杂情况分析及预防

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1、学兔兔www.xuetutu.com2014笠天然气技术与经济Vo1．8．No．1第8卷·第1期NaturalGasTechnologyandEconomyFeb．2014doi：10．3969／j．issn．2095—1132．2014．01．012气体钻井井下复杂情况分析及预防谢春强史辉高尧黄晓川(1．中国石化中原石油勘探局钻井管具工程处，河南濮阳457331；2．中国石}Sill庆钻探工程公司钻采工程技术研究院，四JlI广汉618300)摘要气体钻井是一种特殊的欠平衡钻井方式，也是一种钻井效率比较高的技术手段，其优势主要表现在提高机械钻速、减少井下复杂事故的发生、延长钻头寿命等方面

2、。为了保证气体钻井安全，对气体钻井过程中可能出现的井下复杂情况进行分析，并以川东北地区实际施工过程中出现的事故为实例，列出了气体钻井中易出现的井下燃爆、井下下钻、井壁倾斜等导致井下复杂情况的因素，得出了相应的预防措施，确保气体钻井施工安全。关键词气体钻井欠平衡钻井井下复杂情况安全文献标志码：B文章编号：2095—1132(2014)01—0042—04受阻，井下压力迅速上升，泥环以下的气体温度升O引言高，这时，即使天然气等烃类物质进入井眼的流速气体钻井是一种特殊的欠平衡钻井方式，它是很低，也可能会迅速形成可燃的混合物。一旦混合以压缩气体为循环介质，充当破岩工具并清洗井物达到爆炸极限，在遭

3、遇明火或高温的条件下很容眼；能极大地提高钻进速度，缩短钻井周期，消除易发生燃爆(图1)。另外，钻柱与井壁的摩擦、钻头常规钻井出现的漏失现象。同时气体钻井对于地层在钻硬地层时会产生火花、钻柱出现微裂缝或4,TL要求极其苛刻，需要井壁稳定，不存在垮塌现象，刺漏出的气体在其周围产生局部高温等原因把井下而且地层不能出水，对于不符合使用条件者不能勉混合气体点燃也会发生燃爆b]。强使用。即使是条件适合于空气钻进技术要求的情况，也应根据实际条件制定相应的技术措施，各施工单位及辅助部门应在施工过程中密切关注各项施工参数及监测参数，及时发现施工过程中出现的井下燃爆、井下出水、井壁坍塌等井下复杂情况，以便在

4、施工时出现突发事件时能够确保生产安全。l气体钻井井下燃爆1．1气体钻井燃爆成因分析用空气作为钻井循环介质时由于空气中含有氧图1混合物燃爆示意图气，氧气进入含烃环境容易造成井下着火、爆炸，1．2气体钻井井下燃爆实例井下着火、爆炸是空气钻井的一大缺点n。天然气或油等烃类物质与空气混合后，当混合量达到爆炸2013年5月1日，XX井使用(2j314．1mm空气锤极限范围并在有火源或高温、高压的情况下，就会钻头钻进至井深2177．61m起钻。5月2日22：19下引起井下燃爆。空气钻井作业时，若有地层水进牙轮钻头至井深1846．07m遇阻，安装旋转防喷器、入井眼，与钻屑混合形成泥环，井内循环介质流动

5、接方钻杆，准备划眼。22：25开始送气(排砂口为常收稿日期：20I3—1I一06修订日期：2014—0l一13作者简介：i【¨F(I972一)，r0Ili，从!}i：fi'ill愉测-1发令性价、373084738@q(1t。01

6、142／NaturalGasTechnologyandEconomy学兔兔www.xuetutu.com总第43期天然气技术与经济·钻井工程明火)，气量为25m。／rain，立压为0．1MPa，22：34防喷口处点火，焊接完毕后，反向操作，充分循环井口突然爆炸，排砂口火焰高2ITI左右，排砂管灼热后恢复钻进。烫手，悬重由888．6kN下降至130．50kN。5

7、月4Ft4)钻至气层后，起下钻过程中要缓慢，尽量避7：00起钻完发现2号228．6mm钻铤由母扣下3．84m免钻具与井壁岩石摩擦从而产生火花，起下钻过程处断裂，有燃烧现象，断口呈斜坡状，局部燃烧后中应进行气体抽吸作业，在井口处形成负压力，避形成黑色氧化物(图2)，可见井下燃爆、着火常常会免井内可燃气体在井口处聚集，并在点火口处点燃炸断或熔化掉着火点附近的钻具。倒吸入环空，从而引起燃爆。循环防喷点火前应及时熄灭排砂口长明火。5)钻遇油气显示，如环空不畅，不应采用高压空气憋通环空，宜更换其他钻井介质。6)发现油气显示应停止钻进循环观察，排砂口及时点火。全烃含量低于3％时，采用控制钻时钻进，全

8、烃值大于3％应维持排量循环观察，长时间循环烃值保持3％以上，应及时转为其他安全的钻井方式。2气体钻井井下卡钻图2228．6mm钻铤燃爆断口图2．1气体钻井卡钻成因分析l-3事故原因分析气体钻井卡钻常见地层出水形成卡钻及地层坍下钻中途通过节流管汇循环点火，气体排量为塌形成卡钻等情况。地层出水形成卡钻的原因25m，循环期间闸板防喷器顶密封或前密封失效，有：足够的水量将空气钻井形成的粉尘及岩屑变为气体从闸板上部进入旋转防喷器后经排砂管线至