钻井工程常见问题分析

1、溢流有哪些现象？发生原因是什么？

答：溢流现象：

钻速加快甚至放空，循环压力下降；

钻井液上返出口流速增加，钻井液罐液面升高；

钻井液中有油花、起泡或含盐量增加，性能发生变化。

起钻时，灌入钻井液量小于起出钻具体积，下钻时，返出的钻井液量大于下入的钻具体积；

空井时，灌不进钻井液，或有连续外溢现象，下钻时连续外返钻井液或从钻具内倒返，严重时会出现井涌。

发生溢流的原因：

对底层压力掌握不准，设计钻井液密度偏低；

由于起钻或井漏使井内液面下降；

由于油气浸或其它原因使钻井液密度下降；

起钻抽汲产生溢流。

2、为什么发生溢流后要迅速关井？

答：控制井口可以使井控工作处于主动，有利于实现安全压井；

制止底层流体继续进入井内；

可以保持井内有较多的钻井液，减少关井和压井的套压；

可以较准确地确定底层压力和压井液密度。

3、井控“四七”动作内容是什么？

答：

（1）钻进时发生溢流

发讯号——当坐岗工发现溢流后，迅速通知司钻，司钻立即发出长笛讯号（一般不得低于30秒），值班干部立即上钻台负责全面指挥。

停止钻进 司钻发讯号同时，迅速摘掉转盘离合器，停止钻进。上提钻具，先停泵，停1 #车，用2#或3 #车。夜间发电工先打开探照灯，后迅速关掉除液控制台的其它电源。

抢提方钻杆——司钻上提钻具，使方钻杆下第一根钻杆本体露出转盘面0.5米左右，内外钳工扣好吊卡（关封井器之前，钻杆不得座在吊卡上）。

开3 #号平板阀（冬天开1 #阀）——场地工迅速打开3 #阀（冬天开1#阀），打开后，给指挥者（或联络员）以明确的手势报告闸门已开启（平板阀打开时必须全开，关，必须关死，下同）。

关封井器——副司钻迅速就位于远程控制台前，待命关井并做好下列三项检查。

a、 电源开关是否在自动位置？

b、 各油压是否正常？

c、 各闸门、手柄是否处于正常状态？

当得到关井指令后，迅速关井，先关环形后关半封闸板。此时内外钳工应观察井口是否关闭（手柄作用时间不低于15秒）。

关节流阀——当确认已关好封井器后，指挥者给场地工发出关节流管汇指令。场地工关节流阀时观察井口套压是否达到最大允许关井套压，关至最小位置时，套压仍低于最大允许关井套压，再关15 #平板阀。当套压达到最大允许关井套压值时，保持此压力，节流放喷（三类井口，不关3 #闸门，仅回收钻井液或放喷）。

录取溢流资料——一般关井后10至15分钟，待压力稳定、井内压力达到平衡后，录取以下资料。

a、 关井套管压力

b、 钻井液池钻井液增量

c、 关井立管压力

结束上述动作完成关井程序后：

1） 给上级汇报内容有：

a、 溢流三项资料（溢流量、立压、套压）。

b、 井下情况（井身结构、钻头位置）。

c、 放喷设备状况。

d、 加重设备状况。

e、 重钻井液、加重材料储备量。

f、 安全设施（防火、防毒）配备情况。

2） 关井应注意事项有：

a、 关井后不得放回水泄压，必须用节流管汇泄压，防止堵钻头水眼。

b、 随时观察立压、套压变化，若立压升高时，以立管压力为准，适当从节流阀泄压，保持立压约大于关井立压1MPa。

3） 关井状态过渡至压井状态的操作要领是：

a、 缓慢开泵，迅速打开15﹟平板阀并通过调节17﹟节流阀，保持关井套压不变。

b、 当排量达到压井排量时，保持压井排量不变，以压井施工单位所规定的立管压力值为依据，调节节流阀。

报警解除——压井后套压、立压为零时，发出有节奏的一长一短讯号，场地工先打开15﹟阀，打开17﹟节流阀3-5圈，向指挥者作两臂外展姿势，表示已无套压，指挥者通知副司钻打开封井器，司钻在确认封井器打开后，方能继续作业。场地工按正常流程开关闸门。各岗听到讯号后，继续回本岗位操作。交班时值班干部总结讲评。

（2）起下钻发生溢流

、、、同（1）中的条款。

停止起下钻——立根在刚对扣时或已卸下，应迅速将其推入钻杆盒，架工打开吊卡，司钻下放游车，井架工在游车过指梁后下井架。钻具立柱在起钻过程中，应立即将吊卡座在转盘上。

抢接回压阀——内外钳工必须在回压阀打开的情况下接好（当喷势大时须先接开着的旋阀接头，接好后关旋阀接头，接回压阀，再打开旋阀。）紧扣，扣吊环，上提钻具，使吊卡离开转盘面0.1~0.3，待关封井器。

录取资料——录取：

a、 套管压力

b、 溢流量

c、 测定关井立管压力（接方钻杆，在关井状态下用尽可能小的排量憋压，当套压稍大于关井套压（大0.5~0.7MPa）时停泵，则关井立压为此时的立管压力减去套压的增值）。

（3）起下钻铤时

、、、同（1）中的条款。

停止作业。

抢接带钻铤配合接头的钻杆卸掉安全卡瓦，将钻杆下入井内，再接回压阀（当喷势大时必须先接开着的旋阀接头，接好后关旋阀接头，接回压阀，再打开旋阀。）起吊卡使接头略低于封井器闸板。

同（2）中条款，但因钻具较少，无需求立管压力。

（4）空井时

、、、同（1）中的条款

、 同（3）中的条款。

井队以控制井口为目的，不要求抢下钻杆，需抢下时由各钻井公司负责井控管理指挥者决定。

（井队必须执行不许空井的规定即起钻完，换好钻头，下至套管鞋附近，才允许进行检查等其他作业）。

4、钻开油气层前要那些准备工作？

答：（1）向全队职工进行工程、地质、钻井液和井控设备等四个方面的技术交底。

（2）钻井液密度和其它性能符合设计要求，且有足够的钻井液加重剂、处理剂。

（3）各种井控设备，专用工具，消防器材、电路系统齐全、完好。

（4）调查和落实附近注水井停注情况以及邻井打开油气层的施工情况。

（5）落实关井程序操作岗位和干部值班制度。

（6）全队职工要进行班组放喷演习，并达到规定的演习要求。

5、什么是一次井控？一次井控五项内容是什么？

答：一次井控是指利用钻井液柱压力平衡地层压力，阻止地层流体进入井内。

井队应做好的五项工作是：

进行技术交底，严格执行设计和技术措施。储备足够的重钻井液、加重材料和钻井液处理剂，起钻时钻井液密度达到设计上限。

起钻时连续灌满钻井液，缩短空井时间，空井时专人观察井口，负责灌钻井液。

每天检查落实注水井停注、泄压情况。

保持井眼畅通，做到起钻不拔活塞。

有浅气层的井要配浆开钻，打开气层时不中断循环，循环观察正常后再接单根继续钻进。

6、什么是软关井？怎样实现软关井？

答：即发现溢流后，先把节流管汇开通，再关封井器，然后再关节流管汇的关井方法叫软关井。

7、使用闸板防喷器手动锁紧装置应注意哪些事项？

答：（1）手动锁紧装置只能用来关闭闸板，不能打开闸板。

（2）要打开闸板必须先将手动锁紧装置解锁复位，再用液压打开闸板。

8、为什么手动平板阀关到底后要回旋1/4—1/2圈？

答：因为手动平板阀处于浮动状态才能严密封闭，关得过紧闸板失去浮动作用引起刺漏。因此，关到底后要回旋1/4—1/2圈。

9、什么是司钻法压井？什么是工程师法压井？

答：司钻法压井是发生溢流关井后，先用原密度钻井液节流循环，排出溢流，再用加重钻井液压井，用两个循环周完成压井的方法。该方法往往在边远井及加重剂供应不及时的情况下采用。

工程师法压井也称一次循环法，溢流发生后迅速关井，根据计算地层压力加重钻井液，用加重钻井液在一个循环周内完成压井。

10、怎样确定钻井液密度？

答：应以裸露井段最高地层压力系数为依据，油层附加0.05—0.10克/厘米³，气层附加0.07—0..15克/厘米³。

11、钻井液的粘度、切力过高或过低对钻井有哪些危害？

答：粘度、切力过高。

（1）开泵困难，开泵压力过高，易产生压力激动，憋漏地层；

（2）使钻速下降；

（3）循环压耗大，总泵压高，对优选参数钻井不利；

（4）容易泥包钻头，造成抽汲井喷；

（5）易受气侵；除气困难；

（6）钻屑、砂子不易清除影响固控效果，因而造成设备和钻具磨损；

（7）在井壁形成厚泥饼（砂饼），使起下钻困难，易发生粘卡。

（8）钻井液不易维护，处理困难。

粘度、切力过低：

（1）携带和悬浮能力差，洗井效果不良，易造成重晶石和钻屑沉淀引起卡钻；

（2）冲刷井壁，造成井壁剥落坍塌；

（3）渗漏地层容易发生漏失。

12、如何调整钻井液的粘度？

答：（1）携带和悬浮能力差，洗井效果不良，易造成重晶石和钻屑沉淀引起卡钻；

a、加入搬土或水化搬土浆，提高搬土含；

b、加入分散剂，提高粘土分散度；

c、加入高分子增粘剂；

d、利用正电胶提高粘、切；

（2）降低钻井液粘度的方法有：

a、利用固控设备，清除粘土固相；

b、利用清水或低浓度药液稀释；

c、加入有机稀释剂进行稀释处理；

d、对于化学污染引起的粘度增高可进行分解絮凝、抗盐、稀释、护胶处理。

13、影响钻井液静滤矢量的因素有哪些？如何控制钻井液滤矢量？

答：影响钻井液静滤矢量的因素有：滤饼的渗透率、压差、滤液粘度、滤失时间、温度、化学污染和底层的渗透性等。其中最重要的是滤饼的渗透性。致密的、渗透性小的滤饼是控制滤矢量的关键。

控制滤矢量的方法：

（1） 使用片状细颗粒和水化膜厚的搬土形成致密的滤饼；

（2） 加入适量的分散剂，以提高粘土的电动电位，水化程度和分散程度；

（3） 加入稀释剂和护胶剂，保护细的粘土颗粒，防止它们聚结，从而有利于提高粘土分散度；

（4） 加入一些极细的胶体粒子，堵塞滤饼孔隙，减小滤饼渗透性；

（5） 加入有机高分子降滤失剂，增加滤液粘度，使滤失阻力增加。

14、钻井液滤矢量过大对钻井有哪些危害？滤矢量是否越低越好？为什么？

答：钻井液滤失量过大而滤液又缺乏抑制防塌能力时，会造成井下情况复杂，如在水敏性泥岩井段钻进易垮塌、缩径。高固相钻井液由于滤矢量过大，则形成滤饼太厚，造成井眼缩径，起下钻不畅通，并影响固井质量。

钻井过程中滤矢量适度为好，而不是越低越好。例如在上部井段钻进，滤矢量过低，打出的井眼较小，上部地层蒙脱石含量高易水化膨胀缩径，造成起钻遇卡，下钻遇阻。相反上部地层钻进时滤矢量适度大一些，相应增加滤液的抑制防塌能力，打出的井眼相对大一些，进入下部地层将滤矢量降低，即使上部有一定的水化膨胀缩径，但由于井眼相对大些不致引起起下钻的阻卡。

15、钻井液固相含量高有哪些危害？

答：（1）降低钻进的机械钻速，缩短钻头的使用寿命。

（2）滤矢量大，滤饼厚，密度高，钻井液滤液和固相颗粒侵入油层，破坏和降低油井的生产能力。

（3）滤饼质量不好，易造成起下钻遇阻遇卡，造成井漏、井塌等现象。

（4）影响固井质量。

（5）造成钻具和钻头严重磨损，先期报废。

（6）砂样录井受干扰，电测不顺利，测井资料不准确。

（7）耗费大量的水、钻井液原材料和处理剂。

另外，正电胶钻井液失水不易过低，以防止因滞留层液相粘度高、造成携砂差或不出砂子，引起井下复杂。

16、要保持钻井液低固相应解决哪些危害？

答：（1）钻井液中应加有足够量的有机高分子絮凝剂、包被剂或正电胶类抑制剂，使钻头破碎地层时产生的岩屑和粘土，由井底返至地面过程中尽量不致水化分散。

（2）钻井液应有足够的携岩能力，尽可能缩短岩屑由井底返至地面的时间并迅速地从钻井液中清除掉。

（3）配齐固控设备，保证设备的有效使用率。

17、钻井液的固相控制方法有哪些？

答：（1）化学法：

a、化学处理剂抑制水化分散，钻屑包被。

b、化学处理剂絮凝细小颗粒，以利清除。

（2）物理法：

a、稀释法：加水使固相含量降低。

b、自然沉淀法：通过循环系统沉降。

c、替换部分钻井液法：用低固相钻井液替换部分原钻井液。

（3）机械分离法：

用固相控制设备，强制清除。以上三种方法，互相配合，才能起到良好的控固效果。

18、钻井液含砂量过高有哪些危害？

答：（1）含砂量高，钻井液固相含量增加，使钻井速度降低。

（2）含砂量高，形成滤饼厚且松，胶结性能差，易发生缩径，起钻拔活塞，造成井塌，井垮；使滤饼摩擦系数增加，造成粘附卡钻，影响固井质量，电测遇阻遇卡，地质资料不准确。

（3）含砂量高，造成钻头、钻具及机械设备磨损，缩短了使用寿命，增加了检修次数，延长了钻井时间。

（4）含砂量高，使钻井液固相含量增高，钻井液性能不稳定，增加处理次数，处理剂用量增多，使钻井成本增加

19、上部地层快速钻进的钻井液维护处理方法？

答：（1）该段地层比较松软，多为粘土层、泥岩层、砂层、流砂等，造浆严重，所以要保证砂子岩屑迅速在地面沉除，钻井液要保持低粘、低切、低密度和低固相含量，钻井液主要以高分子聚合物絮凝包为主，并辅以清水稀释，起钻前50米左右改小循环进行化学处理，形成好的滤饼以巩固井壁。

（2）钻井中应连续补充清水，如水源缺乏，无法补充时，应停止钻进，调整钻井液性能，起钻等水，切不可长时间循环等水，更不能强行钻进，以免造成井眼复杂。

20、科学钻井对钻井液有何要求？

答：（1）使用优质钻井液，有利于取全、取准地质、工程各项资料，有利于发现、保护油气层，有利于安全钻井。

（2）探井应根据岩石矿物组成分析，油层物性资料和地层压力的大小选择合适的钻井液体系与类型，要求钻井液具有低固相、低失水、低摩阻、携砂能力强、热稳定性好。

（3）根据地质设计提供的地层孔隙压力梯度来设计钻井液密度，打开油层时钻井液密度附加0.05——0.10g/cm3，气层附加0.07——0.15g/cm³，实现近平衡压力钻井。

（4）探井使用的处理剂不能影响地质录井，加重剂在碳酸岩地层尽量为酸溶物，并降低粘土含量。

（5）满足测井要求。

（6）搞好固控设备配套，保证较低的含砂量和固相含量。

21、完井电测钻井液工作及工程措施有哪些？

答（1）完钻前30——50m停止用粉剂聚合物直接加入处理钻井液，并按设计要求将钻井液处理均匀，使性能稳定、合适。

（2）完钻后，提高柴油机转速，大排量洗井，振动筛上基本无钻屑返出时，适当提高泥浆粘、切，方能起钻电测。

（3）掉块多的井段，起钻前用CMC或其它药品配置高粘度的钻井液封井（一般粘度60-100s），并搞短起下干通到底后，方可起钻电测，起钻时用旋绳卸扣起出此井段。

（4）起钻时连续灌钻井液，避免井塌和井喷。

（5）起钻时井眼不畅通，可再将钻具下到井底，泵循环，清洗井眼，然后用一档车起钻。

（6）电测中，必须及时灌满钻井液。

22、电测遇阻的主要原因有哪些？

答：（1）因钻井液类型不适应井下要求，造成垮塌和缩径，形成“糖葫芦”井眼。

（2）钻井液结构力不强，悬浮力差，致使固相（加重物、钻屑）沉淀形成“砂桥”。

（3）钻井液滤矢量大，造成易水化膨胀地层缩径，渗透砂层形成厚泥饼。

（4）钻井液密度低，造成油、气、水侵，影响钻井液性能。

（5）高温增稠和高温减稠，使钻井液稳定性差。

（6）排量小，上返速度低，岩屑携带不干净，造成井底沉砂。

23、对“糖葫芦”井眼电测时遇阻、遇卡应采取什么措施？

答：用高粘度钻井液封井，该井段严禁转盘卸扣；

用母锥或大接头在该井段反复通井，削去下台肩消除遇阻；

把扶正器加在钻铤中间，用扶正器划眼消除上台肩遇卡问题；

对“锯齿形”井段可用牙轮钻头划眼处理；

下钻到底，先用大排量携带岩屑和掉块，再用小排量（降转速）稳定和巩固井壁，最后用高粘度钻井液封井，起出封井井段下钻干能通然后再一直起完。

在电测仪器下部加带弯油管一根或导向加重，对消除“糖葫芦”井眼电测遇阻也非常有效。

24、完井声波电测遇阻的原因是什么？怎样预防？

答：声波电测遇阻的原因：

（1）替浆不准，套管内留有水泥塞；

（2）钻井液固相含量高，高温稠化；

（3）钻井液抗钙侵能力差；

（4）钻井液悬浮能力差造成沉砂；

（5）钻井液与水泥浆混合而稠化。

预防办法：

（1）替水泥浆准确，套管内不留水泥塞；

（2）钻井液固相含量合适，性能稳定，不出现高温稠化和高温减稠，悬浮能力好，不出现沉砂。

（3）提高钻井液抗污染能力，打好隔离液，避免钻井液与水泥浆混浆稠化。

25、油气侵后的钻井液应如何处理？

答：发现油气侵后应停泵观察井口，有外溢时应关井求压。井口无外溢，关井立管压力、套管压力都为零时，应根据油气侵程度决定是否加重。若油气侵严重需要加重时，应按每周密度提高0.03~0.05g/cm³的幅度，不要过猛避免造成井漏。然后循环观察，测量密度，若性能稳定，密度不降，证明已平衡地层压力。也可以采取短起下钻的方式来测量油气上窜速度，密度提高以油气上窜速度不超过10米/小时为度。当钻井液污染严重时，应进行针对性处理，并排油排气。加重的同时，要根据加入的重晶石粉量，按一定比例补充聚合物，以提高钻井液的悬浮能力，减小泥饼磨阻。

处理油气侵钻井液时应当适量加水。因为处理油气侵钻井液时加处理剂、加重剂需要 一定的水份。否则钻井液难处理，流动性不好，钻井液中油、气不易排出，密度不易提高。

26、东营组以下地层下钻遇阻划眼时钻井液应如何处理？

答：（1）开动所有的净化设备，必要时采用药液，降低钻井液中固相含量。

（2）对钻井液进行稀释处理，使钻井液具有低粘、低切、低固相含量、低失水和良好的造壁性能，以稳定划过的井眼。

（3）不断补充聚合物，使钻井液保持足够的聚合物含量，以控制划眼时进入钻井液的粘土分散。

27、沙三段因砂桥下钻遇阻划眼，钻井液应采取什么措施？

答：（1）下钻于砂桥上部，预处理钻井液，保持好的流动性，然后加入高分子聚合物或活性搬土提高钻井液的屈服值以利携砂。

（2）大排量、小钻压划眼。

（3）开动净化设备，及时除去划出的砂子。

（4）加入高温降失水剂和沥青质防塌材料，稳定已划过的井眼。

28、钻进中沙河街组泥页岩坍塌掉块应采取什么措施？

答：（1）发生坍塌掉块时不要停泵，在循环过程中补充防塌剂，使其含量达到1%-1.5%，加入SMP等抗高温降失水剂，以提高粘度和降失高温失水，一般情况下将能控制井塌。

（2）属于钻井液密度偏低发生的坍塌问题，主要是液柱压力不能平衡地层压力，可适当提高钻井液密度达到设计上限或更高一些也能解决坍塌问题。

（3）由于泥页岩层理发育好，引起严重的坍塌掉块，在降低失水、提高密度不明显时，采用多元醇树脂，利用成膜技术防塌。

（4）坍塌问题解决后，待砂子循环干净方可停泵起钻，否则大量沉砂停泵时可能引起卡钻，起钻前可用CMC或SMP配制高粘度钻井液（漏斗粘度60-100S）封井塌段，该井段严禁转盘卸扣。