固井異常與處理?任務(wù)描述在固井施工過程中，個人操作、設(shè)備運行、固井原材料以及井下條件等情況的異常均會影響固井施工以及施工質(zhì)量，固井是一次性的工程，施工失敗將會帶來不可挽回的損失，很難進行補救，因此，我們要特別注意固井施工過程中的異常情況，正確及時解決固井異常，保證固井施工的順利進行。本任務(wù)涉及了固井過程中主要異背的情況以及相應(yīng)的處理辦法。?任務(wù)分析通過本任務(wù)的學(xué)習(xí)能夠認識發(fā)生固井作業(yè)異常的主要形式和異常情況，產(chǎn)生的原因，針對各種固井作業(yè)異常制訂了具體的處理措施處理異常情況，確保固井施工的順利進行。?學(xué)習(xí)材料一、地面施工常見異常及其處理（一）操作不當(dāng)管路閘門開關(guān)不正確管線試壓后，水泥頭工沒能及時將往前置液管路上的球閥打開，操作手在得到開泵注入指今后，會發(fā)生管路壓力異常升高甚至是管線膜裂現(xiàn)象。這時施工技術(shù)人員要及時指揮操作人員停泵放壓，并將注入管路上的閥門開到正確位置后再進行施工作業(yè)。完成水泥漿預(yù)混后進行泵送作業(yè)時，如沒有將增壓泵向大泵灌注的閥門打開（BJ水泥車），或沒有將混合錨通向大泵的閥門打開（CPT-Y4、GJC40-17、GJCI-30水泥車），都會導(dǎo)致水泥漿不能被泵入升內(nèi)，混合罐內(nèi)水泥漿外溢，這時要停止水泥漿的混拌，及時打開通向大泵的閘門，待混合罐內(nèi)水泥漿液面正常后再開始正常作業(yè)。注水泥漿過程中操作不正確使用漏斗混合器進行初始混合水泥漿時，干水泥將漏斗混合器緒死，造成混樣水泥失敗。這時要停止注水泥作業(yè)，用撬棍將堵死的漏斗混合器通開。造成堵漏斗的原因主要有兩個;一是在進行混拌水泥開始時，操作人員沒有將底盤車發(fā)動機轉(zhuǎn)速器高，為清水泵和再循環(huán)泵提供動力的液力系統(tǒng)壓力不夠，處理的辦法是先提高底盤車發(fā)動機轉(zhuǎn)速，然后再重新開始水泥漿的混拌泵送作業(yè)；二是從漏斗混合器到混合罐的管線有內(nèi)扒皮，使漏斗混合器中的水泥漿不能順利地進入混合罐，導(dǎo)致堵漏斗，處理辦法是更換管線。使用水泥聚密度自動控制系統(tǒng)進行水泥漿混拌作業(yè)時，在下灰篩車要進行倒條作業(yè)前，由于下灰疑車提供的干水泥量小，很多操作手習(xí)需錨將灰截流閥由自動位置打到手動位置操作，當(dāng)下灰罐車完成倒罐作業(yè)后，干水泥供給量迅速增大，水泥漿密度提高迅速，操作手常常錯誤以為水供不上，就對自動控制系統(tǒng)下達停止混拌的指今，而此時灰載流閥是在手動位置，不服從下達的關(guān)閉指令，造成混合罐內(nèi)大量干水泥填充，造成混拌不能進行，即所謂的“砸罐”。這時施工技術(shù)人品要馬上通知水泥頭工將鉆臺上注水泥管線的球閥關(guān)上.防止低密度水泥漿進入井內(nèi)。同時用洗車管線沖洗和用循環(huán)泵反沖的方法來迅速解決問題，如果不能很快恢復(fù)作業(yè)，應(yīng)安排備用水泥車來完成水泥混拌和泵送作業(yè)。在使用外添加劑水泥漿體系進行注水泥作業(yè)時，常常出現(xiàn)水泥車密度計顯示值低于人工測量值的問題，致使現(xiàn)場施工技術(shù)人員無法正確判斷水泥槳密度。這時施工技術(shù)員要根據(jù)施工前完成的操作來判斷，施工前一般對水泥車密度計標(biāo)定兩點：一是在管線空時標(biāo)定一次，將密度計測量狀態(tài)認定為“零”；二是在預(yù)混水泥漿前。管路中充滿配漿水時標(biāo)定一次，此時將密度計讀值標(biāo)定為“1”。這一標(biāo)定過程是否精確將會導(dǎo)致密度測量是否準(zhǔn)確，原因是標(biāo)定的液體密度通常不是“1”。例如現(xiàn)場常用混配液（膠乳），自身有一定的黏性，在用再循環(huán)泵循環(huán)來標(biāo)定時常起泡，其自身的密度值小于“1”，而在標(biāo)定時將其認定為“1”，其結(jié)果是水泥車自動混配系統(tǒng)在進行水泥漿作業(yè)時控制的實際的水泥漿密度低于設(shè)定值，導(dǎo)致將低于設(shè)計密度的水泥漿泵送到井內(nèi)。解決這類問題的辦法有兩種：一是在標(biāo)定時盡量用清水作為標(biāo)定液體，在用混有藥液的液體進行密度標(biāo)定時，要加入消泡劑，消除起泡造成的影響；二是將人工計量的密度計事先校正好，當(dāng)出現(xiàn)車載密度計測量值小于人工計量值時要以人工計量值為準(zhǔn)，但這時切記一定要重新設(shè)定水泥車自動控制系統(tǒng)的水泥漿密度，設(shè)定值應(yīng)為設(shè)計水泥漿密度加上車載密度計與人工計量值偏差（如設(shè)計水泥漿密度1.90g/cm3，測量差為0.015g/cm3，這時重新在水泥車上輸入的水泥漿密度值應(yīng)為1.915g/cm3）。（二）設(shè)備故障清水泵不能正常工作在固井施工時，清水泵經(jīng)常發(fā)生不正常工作現(xiàn)象，導(dǎo)致混配水泥漿出現(xiàn)異常。在用漏斗混合器進行水泥混拌時，會出現(xiàn)堵漏斗現(xiàn)象，這時要停止水泥漿的混拌作業(yè)。有些水泥車配有雙清水泵（如BJ水泥車），只需要啟動備用水泵工作即可;對于單水泵的單機單泵水泥車，只能換備用水泥車。應(yīng)用CPT-Y4水泥車進行水泥漿混拌作業(yè)發(fā)生這種現(xiàn)象時，可利用該車配備的緊急混拌裝置完成水泥漿的混拌作業(yè)，其原理是利用一個大泵作為清水泵提供混配水，混配水通過一個帶溢流閥的歧管接到混配頭上，以保證供水的壓力和流量限定在需要的范圍內(nèi)。再循環(huán)泵不能正常工作在固井施工時，再循環(huán)泵常有不正常工作的現(xiàn)象發(fā)生，會導(dǎo)致混配速度降低，保證不了水泥漿密度。此時，施工技術(shù)員要綜合考慮水泥車的配置和現(xiàn)場要求來采取有效處理，首先要判斷增壓泵不能正常工作的原因，對于葉輪被卡問題，可以用小管鉗盤一下增壓泵的軸，就有可能解決問題，或者是拆松增壓泵的外殼，再盤一下軸，就能解決問題，恢復(fù)作業(yè)。如果是楔形鍵失效等其他原因，對于單機單泵漏斗混配的水泥車，這時要更換備用的施工水泥車完成后續(xù)作業(yè);對于密閉混配。有攪拌器的水泥車?？梢岳脭嚢杵鱽硗瓿珊罄m(xù)較小量的作業(yè)。使用CPT-Y4水泥車進行水泥漿混拌作業(yè)時，可利用該車配備的緊急混拌裝置完成水泥漿的混拌作業(yè)，其原理是利用一個大泵作為清水泵提供混合用清水，利用地面漏斗混合器完成水泥漿混配，用另外一臺大泵邊抽汲邊泵送，完成注水泥漿作業(yè)。柱塞泵不能正常工作柱塞泵（即高壓注水泥泵）工作異常情況主要有以下兩種情況：一是泵送水泥漿作業(yè)時，泵入井內(nèi)的排量明顯大于混配速度。這時大泵的排出管線也有異常抖動，表明大泵閥有卡阻，造成泵排出效率低，嚴(yán)重時大泵會出現(xiàn)液體泵送不出去的現(xiàn)象。對于高速短沖程的柱塞泵（如BJ水泥車），可以采取提高柱塞泵沖數(shù)來解決閥卡阻，如果不能得到解決，就要暫停注水泥作業(yè)，拆開柱塞泵液力端閥蓋，清除上水閥和排水閥上卡的雜質(zhì)，更換嚴(yán)重損壞的閥，然后恢復(fù)泵送水泥漿作業(yè)。二是泵送作業(yè)時，常發(fā)生柱塞上的水封或油封失效的情況，造成液力端液體（水泥漿或鉆井液）泄漏。這時要根據(jù)后續(xù)作業(yè)量來采取處理方法，如果后續(xù)作業(yè)不多，可以在完成作業(yè)后更換密封;后續(xù)作業(yè)量大、工作時間長，則要更換后才能進行泵送作業(yè)，或更換備用水泥車來完成作業(yè)。底盤車不能正常工作在固井施工時，水泥車上裝液力系統(tǒng)會出現(xiàn)壓力低的情況，通常是由于驅(qū)動液力泵的底盤車工作不正常，不能提供足夠的轉(zhuǎn)速造成的，多數(shù)的原因是燃料油中的雜質(zhì)堵塞了油管。這時要準(zhǔn)備好備用車，一旦發(fā)現(xiàn)施工無法正常進行，立即更換設(shè)備。下灰罐車不能正常工作下灰罐車在固井施工中不能正常提供氣化的干水泥。常見的有兩種情況：一是壓風(fēng)機皮帶打滑，保證不了足夠的氣壓，這時可以向壓風(fēng)機皮帶撒上一些干土，堅持下完水泥，回廠后更換皮帶；另外一種情況是壓風(fēng)機萬向節(jié)的十字軸斷，這時可以用另外一臺灰罐車的壓風(fēng)機配氣，完成干水泥的輸送。計量儀器不能正常工作現(xiàn)場用的固井計量儀器儀表主要完成井壓力、密度和入井液體流量這3個參數(shù)的計量和顯示。壓力傳感器多為應(yīng)變片式的，用久了會發(fā)生零點漂移和應(yīng)變片脫落，會造成壓力無法顯示，此時可以觀察水泥車上的壓力表來判斷井壓力，井壓力一般情況下要比水泥車壓力表顯示的壓力低1?2MPa。密度計一般為放射性密度計，密度傳感器多為玻璃管的，在連接管線時，強烈的振動會使傳感器損壞，現(xiàn)場無法修復(fù)。這時可以觀察注水泥車上質(zhì)量密度計，并結(jié)合現(xiàn)場人工稱量來確定和控制入井水泥漿密度?，F(xiàn)場使用的流量計絕大多數(shù)是渦輪流量計，在施工時常發(fā)生的異常問題有：一是顯示的排量高于實際排量，這是由于計量液體中有雜物（如膠墊、石塊等）造成過流面積減少，渦輪轉(zhuǎn)速虛高。二是顯示的排量低于實際排量，這是由于計量液體中有雜質(zhì)（如絲袋線、小鐵片等）纏卡住葉輪，使渦輪轉(zhuǎn)速虛低，施工技術(shù)員要參考最初的排量水泥車排量和大泵排量來判斷正確的排量，以免造成施工事故。三是渦輪流量計在進行數(shù)次現(xiàn)場固井作業(yè)后，計量精度滿足不了要求，應(yīng)對渦輪流量計要定期校驗，更換磨損了的葉片和軸承。四是對現(xiàn)場流量計量范圍考慮不全面，會導(dǎo)致計量精度不高;原因是渦輪流量計的計量范圍分為高精度區(qū)域、正常使用區(qū)域、擴大使用區(qū)域和低流量區(qū)域，要充分考慮現(xiàn)場施工流量計量范圍，然后選擇流量計，保證計量作業(yè)大部分在高精度區(qū)域。五是現(xiàn)場作業(yè)時，當(dāng)用渦輪流量計計量特種水泥漿體系和鉆井液體系時，計量不準(zhǔn)確，這是因為渦輪流量計的計量數(shù)學(xué)模型與被測介質(zhì)的物理性質(zhì)（介質(zhì)密度、介質(zhì)黏度）有關(guān)，測量不同類型的液體時，要選用不同的流量系數(shù)，保證較高的計量精度。供水車不能正常工作在現(xiàn)場施工時常常用車載的離心泵組來供水，離心泵組一般是由二臺離心泵組成，現(xiàn)場常見的異常主要是離心泵的動力傳動的楔形鍵失效，導(dǎo)致離心泵不能工作，或者是傳動套（一般為尼龍的）破損，這時要根據(jù)現(xiàn)場施工進行程度來判斷是否更換設(shè)備。（三）原材料雜質(zhì)水泥中有雜質(zhì)下灰罐車在下灰過程中常出現(xiàn)下灰蝶閥不能正常開關(guān)的情況，這主要是干水泥中混有的雜物卡在閥門處造成的，可以用手錘敲擊蝶閥處，利用振動消除阻卡，恢復(fù)正常。使用密閉下灰的水泥車（CPT-Y4、GJC1-30、GJC40-17）注水泥工作時常發(fā)生的異常是混配頭的灰截流閥不能自由開啟，造成注水泥失敗。主要原因是水泥中的雜質(zhì)（多數(shù)情況下為小鐵片）卡在灰截流閥的內(nèi)外閥板縫隙中。解決方法是在注水泥作業(yè)前要檢查灰截流閥的內(nèi)閥板是否已被沖蝕嚴(yán)重，如果嚴(yán)重要及時更換，同時要對灰截流閥進行注潤滑油（脂）保養(yǎng)作業(yè)，對縫隙進行填充。在注水泥作業(yè)過程中發(fā)生的阻卡，要暫停作業(yè)，反復(fù)多次旋轉(zhuǎn)灰截流閥（當(dāng)自動方式不能完成時，可以用手動方式進行），直到阻卡現(xiàn)象得到解決，如果解決不了，應(yīng)更換備用設(shè)備。鉆井液中有雜質(zhì)在固井施工的頂替作業(yè)時，會察覺到儀表計量的數(shù)值偏小或偏大，施工技術(shù)人員要提前估算好頂替量，避免造成高速頂替時碰壓或碰不上壓的問題，鉆井液中的絲袋線或膠墊都會造成計量不準(zhǔn)確。（四）固井附件問題水泥車上水管線在現(xiàn)場施工時，水泥車在從水罐車內(nèi)抽水時發(fā)生抽不上來的現(xiàn)象，常常是因為上水管線有損壞，一是漏氣，二是有內(nèi)扒皮，這時要更換其他水泥車上的供水管線來完成作業(yè)。高壓軟管線在現(xiàn)場施工時，時常發(fā)生高壓軟管線爆裂或憋壓情況，這是由于高壓軟管使用時間長而使管線老化發(fā)生了內(nèi)扒皮現(xiàn)象，或者是注入過腐蝕性液體造成了管線內(nèi)層扒皮，要及時更換新的高壓軟管線完成作業(yè)。彎頭在現(xiàn)場施工時，彎頭發(fā)生刺漏現(xiàn)象的主要原因是密封墊子發(fā)生了損壞。如果施工正在進行，為保證施工的連續(xù)，可以不用更換彎頭;如果是處在試壓或求碰壓階段，要暫停作業(yè)，更換完后再進行作業(yè)。二、施工過程井下異常與處理（一）固井施工前井下異常在固井施工前循環(huán)鉆井液過程中，通常發(fā)生的異常情況有油氣侵、井漏、垮塌憋壓、套管卡阻等，此時要進行必要的加重（堵漏）等處理，直至循環(huán)正常后方可固井。（二）注隔離期間發(fā)生井漏在注隔離期間，發(fā)現(xiàn)井返出量減少，應(yīng)停注隔離液，繼續(xù)循環(huán)泥漿;若注入量與返出量差較大，說明井漏嚴(yán)重，應(yīng)進行堵漏處理到循環(huán)正常后，停泵固井。（三）注水泥漿期間異常在注水泥漿期間主要有以下幾種異常情況：（1）調(diào)整井固井注水泥初期，水泥漿密度沒有達到設(shè)計范圍內(nèi)，且經(jīng)過整改仍未達到設(shè)計要求。這時應(yīng)更換水泥車，利用另一臺水泥車進行注水泥作業(yè)。若無法實現(xiàn)，采取把水泥漿全部循環(huán)出井，洗井甚至拔套管，重新進行下套管和固井作業(yè)。（2）注水泥漿期間，因設(shè)備機械故障無法繼續(xù)注水泥，處理方法是：一是采取更換注水泥（或下灰）設(shè)備，完成注水泥作業(yè)。二是在無設(shè)備更換或已更換的設(shè)備仍不能作業(yè)，要認真計算注入井內(nèi)的水泥量是否可封固油頂。若可以。結(jié)束水泥作業(yè)。開始頂替作業(yè)。否則，對于調(diào)整井注水泥量小于3袋，可將水泥漿循環(huán)出地面，洗井甚至拔套管重新組織固井。對于開發(fā)井、探井，開始頂替作業(yè)，待聲幅測井后，根據(jù)水泥返高決定是否進行修井補救。（3）注水泥漿后期，突然出現(xiàn)井漏。首先根據(jù)鉆井工程情況和井漏時循環(huán)泵壓判斷井漏層位，若斷定漏失層位在封固段或油層頂部以上，可繼續(xù)注水泥作業(yè)直到施工結(jié)束。若斷定漏失層位在油層頂部以下，可停止注水泥，循環(huán)出泥漿，采取重新固井作業(yè)的方法。當(dāng)然這種處理方法適合調(diào)整井和較淺開發(fā)井，對深井、探井和封固段長的開發(fā)井，應(yīng)繼續(xù)注水泥至設(shè)計量后開始頂替作業(yè)，待封固質(zhì)量檢測完畢，確定是否采取補救作業(yè)。（4）注水泥漿結(jié)束，壓完膠塞后，發(fā)現(xiàn)井漏，應(yīng)開始頂替作業(yè)，待聲幅測井后再決定是否進行修井作業(yè)。（5）調(diào)整井注水泥期間，注水泥漿設(shè)備混配速度過低（小于10袋/min）時，應(yīng)按較低混配速度計算施工總時間是否超過水泥稠化時間，若時間允許，可繼續(xù)注入達到設(shè)計量后，進行下一步施工。若超過，更換設(shè)備;若沒有設(shè)備可更換，替出已入井的水泥漿，重新進行固井作業(yè)。壓膠塞時異常在壓膠塞時，如果發(fā)現(xiàn)膠塞在注水泥期間已下井，應(yīng)立即停泵，拔套管，洗井，重新組織下套管、固井。若壓膠塞作業(yè)完成后發(fā)現(xiàn)膠塞仍未下井，應(yīng)檢查水泥頭及壓膠塞管路，核實液體是否進入套管，如果壓塞液已進入套管，應(yīng)卸下水泥頭，直接采用循環(huán)接頭進行頂替作業(yè)，留足水泥塞;如果壓塞液末進入套管（如液體進入其他管路），應(yīng)倒通管路閘門，繼續(xù)開始頂替作業(yè)。頂替鉆井液時異常（1）頂替鉆井液時突然提前碰壓，應(yīng)進行管內(nèi)試壓檢查碰壓是否屬實，試壓20.0MPa穩(wěn)住，結(jié)束施工。待聲幅測井后，視情況制定補救措施。（2）頂替鉆井液已達到設(shè)計替量，如果仍未碰壓，處理措施如下：停泵，關(guān)閉井替泥漿管線上的球閥，進行管線憋壓，檢查地面管匯是否有泄漏處，同時根據(jù)瞬時流最、時間及泵車工作情況判斷替入量是否準(zhǔn)確，并檢查水泥頭內(nèi)膠塞是否落井。若膠塞未落井，停止頂替，敞壓候凝。若膠塞已人井，地面管匯有泄漏或認為未達到總的替量，注意觀察碰壓時壓力。若膠寒已入井，地面管匯無泄漏，替量計量基本準(zhǔn)確，可慢繼續(xù)頂替，觀察替壓，但替量不要超過浮箍深度以下井眼容積量。若達到此量仍未碰壓，停止頂替，敞壓候凝。頂替中途若出現(xiàn)井漏，應(yīng)繼續(xù)頂替，直至碰壓為止。頂替過程中，如果壓力突然升高，超過正常替壓4-5MPa，應(yīng)注意觀察泵壓，在頂替泵額定壓力范圍內(nèi)，仍以原來的速度頂替，若壓力繼續(xù)增加，可適當(dāng)降低泵速，不可停泵，防止再開泵后頂替困難，直至碰壓為止。頂替過程中，由于停電等造成大泵不能供鉆井液，應(yīng)把清水作為頂替液，向頂替車供清水，繼續(xù)頂替，直至碰壓。頂替鉆井液過程中，若因設(shè)備機械故障不能繼續(xù)頂替作業(yè)，應(yīng)立即更換可實現(xiàn)頂替作業(yè)的泵車，直至碰壓。頂替鉆井液過程中，若替壓低于正常壓力4-5MPa，首先應(yīng)判斷壓力表是否工作正常，排除壓力表不準(zhǔn)的可能性;其次檢查套管懸重，若懸重減少很多，說明套管已斷或脫扣，停止頂替，開始事故處理;若懸重正常，可繼續(xù)頂替。頂替過程中，認真觀察頂替壓力的變化，隨時掌握頂替量和速度，若頂替達到設(shè)計量都未有碰壓顯示，對于中深探井可停止頂替，對于調(diào)整井，可繼續(xù)頂替，頂替壓力穩(wěn)定，可說明套管有漏失，在頂替過程注意觀察壓力、井和頂替量，直到漏失的流體達到井為止。調(diào)整井油層固井頂替鉆井液過程中，若發(fā)現(xiàn)水泥漿已返出地面，應(yīng)繼續(xù)頂替直至水泥漿全部返出地面，然后再進行工程事故處理。三、常見固井工程異常原因分析固井表層替空表層固井時，由于將上井的水泥全部注完未返出地面(套管注水泥)，替到設(shè)計量后未返出而繼續(xù)頂替，直至將水泥漿替到地面。由于水泥不足而多替清水，井底的一部分套管外無水泥漿，發(fā)生替空現(xiàn)象。主要原因是施工技術(shù)員經(jīng)驗不足、野蠻施工。表層固井后噴冒表層固井采用了混有防氣竄膨脹劑的水泥，在固完表層候凝期間，由于水泥漿柱上方無壓力，水泥漿膨脹后外冒，直致發(fā)生淺層噴冒。主要原因是使用了不合適的水泥漿體系。（三）注水泥中途膠塞下井在注水泥未結(jié)束時，將水泥頭膠塞擋銷打開，使膠塞在真空吸力作用下進入套管。替完鉆井液后，由于膠塞上面有水泥漿，使浮箍上邊的一段套管內(nèi)形成水泥塞，因此被迫鉆水泥塞原因是施工人員操作失誤。（四）套管內(nèi)“灌香腸”在注水泥結(jié)束后替鉆井液中途發(fā)生替不動，使一部分水泥漿灌在套管內(nèi)，造成