2.6 地热井钻进事故的预防与处理
地热钻井受多种因素影响往往会出现各种事故,处理不好会造成很大的损失。如果做好预防工作,或有一套事故处理办法,就可避免这些损失或将损失减到最小。主要事故有以下几方面。
(1)井孔倾斜
造成井孔倾斜的主要原因是:钻井人员对钻井地区的地质构造、各层段的岩性变化不清楚,因而心中无数,单纯求快而出事故或者是钻机安装质量不高,特别是天车、转盘、井口三点没有对准成直线,甚至钻机的机座不平,转盘面倾斜;也可能是由于对钻井参数执行不严或随意改变钻井参数,钻具下部结构不符合要求,钻链、扶正器受到严重磨损仍在使用;此外,给进不均、溜钻、盲目加压、钻压表不准而无法正确使用钻压等也是造成井斜的主要原因。
要防止井孔倾斜,钻进前要严格验收钻机的安装质量,钻进时要严格执行钻进参数,选择适宜的扶正器外径,用满眼钻具钻进。要采用适宜的泥浆泵排量,使正常情况下,刮刀井段上返速度为1~1.2m/s,牙轮井段上返速度为0.6~0.8m/s。泵压要保持稳定(用高泵压钻井),保证转盘转速在100~150r/min的范围内。钻压要适宜,不能在禁压范围内加压。还要做到给进均匀,不能突然加压或减压。对于钻压表、记录仪、测斜仪等仪表要管好用好,做到及时分析情况指导生产。
(2)井喷
当钻进高压汽、水层时,由于压力过大并侵入泥浆,引起泥浆密度急速降低,此时,容易发生井喷,同时泥浆槽流量增大,泥浆池液面上升,泥浆密度和黏度下降,泵压下降,井口有外涌现象。
要防止井喷,应迅速提高泥浆密度,用泥浆栓、搅拌器、泥浆筛进行除气。钻遇高压汽、水层前,要做好一切防喷准备工作,在均匀提高泥浆密度同时,要加入C.M.C以提高泥浆的悬浮能力。
一旦发现井喷就要迅速发出警报,全队紧急集合上岗;提出方钻杆,接回压阀门,打开放喷闸门,关死封井口;要关闭井架灯,打开探照灯,从二层平台迅速下撤,并打开冷却水,迅速开泵循环压井。
对于各种不同的井喷情况要采取不同的处理措施。
① 钻进中井喷:先上提方钻杆,停泵,控制井口。
② 起下钻杆时井喷:先抢装回压阀门,喷势大时,立即抢接方钻杆(带回压阀门)。
③ 空井井喷:应抢下钻杆式防喷短节,带回压阀门,控制井口。
④ 下套管时井喷:先接循环短节与方钻杆,关井控制循环。
⑤ 电测时井喷:立即起电缆,喷势大时,切断电缆,强行下入钻具,控制井口。
⑥ 下井管时井喷:应抢装井管,控制井口。
对于高温井的井喷,要切实做好预防工作。孔内泥浆温度过高(一般不应超过沸点)时,特别对浅井,地热蒸汽容易经岩层裂隙进入孔内而引起温度升高,这样,蒸汽就可能喷出井外。此时,若井口防喷器关闭,而护口管外固井不好,则蒸汽、热水会自管外喷出并包围钻机,造成井口坍塌,钻机倾斜。为了预防出现这种情况,应在钻进中随时测定泥浆指标和温度,充分利用冷却塔进行冷却,如泥浆指标出现问题或温度过高,应立即采取措施。如果发现有井喷迹象,应立即关闭防喷器,向孔内注入大量冷水以冷却蒸汽喷出层,并注入密度和黏度大的泥浆,使井喷立即停止。此外,钻具内必须安装逆止阀门,防止蒸汽沿钻具和胶管上升,否则,胶管将因高温高压而损坏。
(3)牙轮钻头落井
为防止牙轮钻头落井,当钻头使用到后期,出现跳钻、蹩车、相同地层钻速显著变慢、关车后转盘有不正常倒转现象时,应考虑起钻检查。钻进中要注意观察钻压表的指针摆动,以判断钻头情况。要严格控制钻进时间,并比较同地层前几次钻头的进尺,来检查钻头可能存在的问题。操作时要均匀给进,严防顿钻、溜钻、蹩掉或顿掉牙轮。不合格的三牙轮钻头禁止下井。
(4)钻具粘扣
为防止钻具粘扣,加工的钻链要保证质量,丝扣要磷化,钻具要带好护丝;钻链下井前丝扣要洗净,应无毛刺、无损伤,上下钻台要戴好护丝;钻链上扣前丝扣要涂专用丝扣油,上卸钻链要做到不跳扣、不磨扣、不顿扣。
(5)井漏
由于地层疏松,开泵过猛或地层出现断裂带、溶洞时都会造成井漏。此外,渗透性地层由于泥浆相对密度过高也会引起渗透性漏失。
当泥浆池液面降低泥浆量减少,或井口返出泥浆量减少甚至不返出泥浆时,就可判断有井漏出现。钻进中如果钻速突然变快,钻具放空,泵压下降,往往也是发生井漏的信号。
针对井漏事故应采取以下相应处理措施。
① 渗透性漏失时,要设法提高泥浆黏度、切力,同时降低泥浆相对密度和泵的排量。
② 严重漏失时,可在泥浆中加入堵漏物质,如马粪、锯末、麻刀、黏土块等并注入胶质水泥,将石乳配成相对密度为1.35~1.40和相对密度为1.20~1.25的新泥浆,其配比为1∶1、1∶2、2∶1,然后加入烧碱水和水玻璃,使其具有一定的流动性,注入漏失层封堵其裂缝。
有时还会碰到上涌下漏等更复杂的情况。此时主要是用套管或其他措施先将上涌的地层隔开,然后采用清水钻进的方式。我国西藏羊八井地热田开发时,北部羊14井钻至130m,发生全泵量漏失,曾用一百多袋锯末,数十袋草炭、泥球,麻袋片和8t水泥堵漏,均无效。最后考虑,热储层较稳定,采用清水全漏钻进至终孔,既省投资又不影响热储层出水量(杨期降,1985)。
(6)钻具淤塞孔内
因泥浆快速漏失会造成钻具淤塞,此时可注入润滑油,即将重油或其他高黏度油注入钻具被淤塞处,以使其松动。当钻具被油浸泡8~24h且已松动后,可以一次提出来,也可用冲击器或回转活环打捞器打捞钻具;还可用卸扣工具卸开淤塞位置钻具的丝扣以提出上部的钻具,如卸开困难,可用钻杆爆破割断器切断。