HFY油田SW-1井套管內(nèi)卡鉆事故處理探討

馬向陽(yáng)

（大慶鉆探工程公司國(guó)際事業(yè)部，黑龍江大慶163411）

HFY油田SW-1井套管內(nèi)卡鉆事故處理探討

馬向陽(yáng)*

（大慶鉆探工程公司國(guó)際事業(yè)部，黑龍江大慶163411）

SW-1是HFY油田的一口生產(chǎn)井，主力油層巖性主要為石灰?guī)r，儲(chǔ)層裂縫發(fā)育且易漏，該井?215.9mm井眼鉆進(jìn)入主力油層后，發(fā)生漏失?，F(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有及時(shí)堵漏處理，提高地層承壓能力，而是繼續(xù)鉆進(jìn)，致使更多油氣層暴露出來(lái)，地層內(nèi)伴生氣體和原油大量侵入井筒內(nèi)部，全烴含量一直維持在70%以上。在這種情況下，處理過(guò)程中沒(méi)有執(zhí)行節(jié)流循環(huán)除氣、堵漏和壓井作業(yè)，而強(qiáng)行起鉆。當(dāng)起至2192m時(shí)，由于井筒內(nèi)侵入的油氣與巖屑膠結(jié)，導(dǎo)致套管內(nèi)鉆具卡死。通過(guò)爆炸松扣、倒扣、套銑和打撈等措施，將落魚(yú)頂部深度控制在9-5/8″套管鞋以下25m，打水泥塞封固落魚(yú)，重新側(cè)鉆8-1/2″井眼。由于該井出現(xiàn)井漏和油氣侵后處理措施不當(dāng)，最終導(dǎo)致了惡性事故，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。深入分析總結(jié)事故原因和處理經(jīng)過(guò)，為預(yù)防與處理此類事故提供借鑒，避免類似事故再次發(fā)生。

鉆井施工；井漏；油氣侵；套管內(nèi)卡鉆；事故處理

HFY油田地層以海相沉積的碳酸鹽巖為主，上部地層為大段泥巖和砂泥巖；中部井段為異常高壓鹽膏層，地層壓力系數(shù)高達(dá)2.0；下部地層主要為石灰?guī)r。目前HFY油田井身結(jié)構(gòu)大多是四開(kāi)井。

1　事故井基本情況

SW-1井是1口四開(kāi)四段制直井，設(shè)計(jì)井深3965m，發(fā)生事故時(shí)的井深3180m。三開(kāi)井段?244mm技術(shù)套管下深2006.5m，封固高壓鹽膏層。四開(kāi)?215.9mm井眼進(jìn)入主力油層Mishrif-c，巖性主要為石灰?guī)r，儲(chǔ)層裂縫發(fā)育且易漏，且伴隨油氣侵發(fā)生，鉆井液密度為1.26g/cm3，粘度為65s。

2　事故發(fā)生經(jīng)過(guò)

該井四開(kāi)鉆進(jìn)入主力油層開(kāi)始漏失，漏速3～5m3/h，到井深3070m，發(fā)生溢流，立即通知監(jiān)督，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督要求繼續(xù)鉆進(jìn)。期間發(fā)生氣侵，總烴含量最高達(dá)100%，循環(huán)除氣鉆進(jìn)至3180m，泥漿比重為1.26g/cm3、粘度為65s，發(fā)現(xiàn)氣測(cè)值持續(xù)升高至83%，繼續(xù)通過(guò)高架管線循環(huán)除氣，但氣測(cè)值始終在70%左右，鉆井液入口密度為1.26g/cm3，出口密度降至1.10g/cm3。開(kāi)始循環(huán)除氣時(shí)，沒(méi)有通過(guò)節(jié)流管線循環(huán)除氣，導(dǎo)致溢流量加大，發(fā)生井涌后，監(jiān)督同意關(guān)封井器，通過(guò)節(jié)流管匯循環(huán)除氣；觀察套壓為360psi、立壓為0psi。在未能控制住氣侵情況下，現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)行起鉆。在起鉆過(guò)程中先后2次發(fā)生井涌，大量油氣混合物涌出鉆臺(tái)面。關(guān)井后從壓井管線打入1.30g/cm3鉆井液13m3到環(huán)空，套壓降至0psi，開(kāi)封井器繼續(xù)起鉆發(fā)現(xiàn)鉆具卡死，鉆頭位置2192m。上下活動(dòng)鉆具嘗試解卡，隨鉆震擊器震擊多次后失效，解卡不成功。

3　事故處理難點(diǎn)

（1）套管內(nèi)卡鉆、不能建立循環(huán)。起鉆過(guò)程中2次井涌，井口噴出物為油層伴生氣及原油的混合物，由于關(guān)井后壓井，井內(nèi)鉆具長(zhǎng)時(shí)間靜止，原油與巖屑膠結(jié)，將套管環(huán)空堵死，導(dǎo)致卡鉆。環(huán)空被堵死，多次嘗試不能建立循環(huán)（井口無(wú)返出），隨鉆震擊器不工作。

（2）不能在技套內(nèi)開(kāi)窗側(cè)鉆。測(cè)的卡點(diǎn)位置2003m，?244mm技術(shù)套管鞋2006.5m，在套管內(nèi)被卡死。該層技術(shù)套管封固高壓鹽膏層，直接實(shí)施開(kāi)窗側(cè)鉆工藝復(fù)雜，需重新下技套封固高壓層。因此，決定將落魚(yú)頂部位置控制在技術(shù)套管鞋25m以下，在?215.9mm井眼重新側(cè)鉆。

（3）套管內(nèi)打撈工具受限。由于鉆具與套管之間環(huán)空間隙小，不宜采用卡瓦打撈筒進(jìn)行打撈，主要采用打撈矛和鉆具對(duì)扣后爆炸松扣進(jìn)行打撈。

4　事故處理

根據(jù)測(cè)的卡點(diǎn)位置（2003m在技術(shù)套管內(nèi)），經(jīng)過(guò)分析研究，決定采用爆炸松扣分段解卡的措施。

4.1爆炸松扣、倒扣

第一、二次分別在1993.63m和1965.48m爆炸松扣后，鉆具均可以小扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)但是上提鉆具遇卡；

第三次在1899.86m爆炸松扣，倒轉(zhuǎn)頂驅(qū)發(fā)現(xiàn)扭矩持續(xù)增加，上提至200t，活動(dòng)鉆具解卡，起出一柱鉆具，循環(huán)發(fā)現(xiàn)泥漿漏速10m3/h；繼續(xù)循環(huán)，原油從喇叭口涌出，返出原油51m3；打堵漏泥漿20m3，從環(huán)空替60m3泥漿；準(zhǔn)備在下部鉆具爆炸松扣，故下放鉆具對(duì)扣；

第四次在1928m爆炸松扣，活動(dòng)鉆具解卡（擠5m3泥漿驗(yàn)證鉆頭水眼通暢）。下對(duì)扣鉆具組合至1927.6m探到魚(yú)頂，對(duì)扣成功后用打撈震擊器下?lián)翥@具1h，上擊1h，未解卡，測(cè)卡點(diǎn)在2002.67m；

第五次在2002.67m爆炸松扣，鉆具可以轉(zhuǎn)動(dòng)但不能提出，開(kāi)泵憋壓至900psi井口無(wú)返出；

第六次在1973.11m爆炸松扣，開(kāi)頂驅(qū)50r/min，扭矩5～10kN·m倒劃眼至1969.14m，鉆具解卡。

4.2套銑、打撈

為了保證在?215.9mm井眼側(cè)鉆，要求魚(yú)頂深度在?244mm技術(shù)套管鞋2006.5m以下20m，故采取套銑打撈作業(yè)。套銑鉆具組合：?212.7mm旋轉(zhuǎn)套管銑鞋×0.76m+?206mm洗管。下套銑鉆具組合至魚(yú)頂。

第一次套銑1931～1968m：

卡瓦打撈矛鉆具組合：?71mm打撈矛（內(nèi)徑60mm）×0.8m+?158mm開(kāi)式下?lián)羝鳌?.61m+?158mm打撈震擊器×9.21m+?158mm鉆鋌×28.10m+?127mm加重鉆桿×168.92m+?127mm加重鉆桿。下威德福打撈矛至魚(yú)頂，下壓3t。撈到落魚(yú)懸重增加2t；撈出1個(gè)加重鉆桿公接箍+4根5″加重鉆桿（長(zhǎng)度37.50m）。此時(shí)魚(yú)頂深度1974.78m。

第二次套銑1974～2003m：

下原鉆具對(duì)扣，施加反扭矩25kN·m，爆炸松扣撈獲落魚(yú)1根5″加重鉆桿。此時(shí)魚(yú)頂深度1984.38m。

第三次套銑（1984～2030.9m）：

期間由于井下油氣從鉆具水眼上竄至卡點(diǎn)，出現(xiàn)氣侵，提高井內(nèi)鉆井液密度至1.45g/cm3。

下打撈鉆具組合對(duì)扣，活動(dòng)鉆具未能解卡，測(cè)得卡點(diǎn)為2031m。2次爆炸松扣，上提鉆具發(fā)現(xiàn)鉆具增加5t，撈獲落魚(yú)47.02m。此時(shí)魚(yú)頂深度2031.40m。

最終魚(yú)頭在套管鞋以下24.90m，滿足打水泥塞側(cè)鉆要求。

4.3打水泥塞、側(cè)鉆

下?88.9mm鉆桿×143.23m+接頭×0.51m+?127mm鉆桿至2031.4m，探得魚(yú)頭，上提0.5m坐卡瓦。

在2030.9m打水泥塞，下鉆掃塞至2008.5m。下側(cè)鉆鉆具組合，開(kāi)始側(cè)鉆。

5　結(jié)論和認(rèn)識(shí)

由于該井出現(xiàn)井漏和油氣侵后處理措施不當(dāng)，最終導(dǎo)致了卡鉆、井涌事故，共損失時(shí)間27.58d，報(bào)廢鉆桿24根。

（1）本井鉆井液設(shè)計(jì)密度低。由于該井周邊沒(méi)有經(jīng)過(guò)開(kāi)采開(kāi)發(fā)，地層原始?jí)毫Υ?，油氣層活躍、連通性好，設(shè)計(jì)鉆井液密度偏低。

（2）本井主力油層巖性為石灰?guī)r裂縫發(fā)育，極易漏失；發(fā)生井漏后，沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行堵漏處理，提高地層承壓能力，為后續(xù)壓井做準(zhǔn)備。

（3）發(fā)生油氣侵以后沒(méi)有及時(shí)節(jié)流循環(huán)除氣，而敞開(kāi)井口循環(huán)除氣，導(dǎo)致井底壓力逐漸減小，油氣侵量越來(lái)越大，最終導(dǎo)致井涌發(fā)生。因此，一旦在施工中發(fā)生氣侵，必須要節(jié)流循環(huán)除氣，嚴(yán)禁敞口不經(jīng)過(guò)液氣分離器循環(huán)。

（4）發(fā)生井漏和油氣侵后，沒(méi)有處理又繼續(xù)鉆進(jìn)100多米，致使更多油氣層暴露，油氣侵量增大，全烴含量一直維持在70%以上。

（5）鉆具在井底沒(méi)有處理完井漏和油氣侵等復(fù)雜情況而強(qiáng)行起鉆，導(dǎo)致復(fù)雜處理難度加大。起鉆至2192m時(shí)發(fā)生油氣侵與巖屑膠結(jié)在環(huán)空，最終造成鉆具卡鉆事故。

［1］蔣希文，鉆井事故與復(fù)雜問(wèn)題［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2006.

［2］冉津津，邱流湘，等.解卡打撈定點(diǎn)倒扣技術(shù)研究與應(yīng)用［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2013（6）.

［3］劉琮潔，周祥易，等.管柱卡點(diǎn)計(jì)算公式及應(yīng)用［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2001（4）.

［4］《鉆井手冊(cè)》編寫(xiě)組.鉆井手冊(cè)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2013.

［5］周全興，鉆采工具手冊(cè)［M］.北京：科學(xué)出版社，2000.

TE28

A

1004-5716（2016）04-0035-02

2016-01-28

2016-01-28

馬向陽(yáng)（1981-），男（漢族），陜西渭南人，工程師，現(xiàn)從事生產(chǎn)運(yùn)行和技術(shù)管理工作。