譚靜

（中國石油遼河油田公司鉆采工藝研究院，遼寧 盤錦 124010）

馬古3井鍵槽卡鉆事故的預(yù)防與處理技術(shù)

譚靜

（中國石油遼河油田公司鉆采工藝研究院，遼寧 盤錦 124010）

馬古3井是遼河油田部署的一口重點(diǎn)定向深探井，在鉆井過程中，發(fā)生了鍵槽卡鉆事故。從該井的鉆井工程參數(shù)、鉆具組合、鉆井液性能、鉆遇地層特性等影響因素入手，簡要探討了鍵槽卡鉆事故發(fā)生的機(jī)理和特征，并在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性地提出了深探井鍵槽卡鉆事故的預(yù)防措施和處理方法。實(shí)踐表明，將震擊浸泡法與擴(kuò)眼法相結(jié)合，可以成功處理深探井鍵槽卡鉆井下的復(fù)雜情況，對(duì)深探井防止井下復(fù)雜和處理具有重要的指導(dǎo)意義。

馬古3井；鍵槽卡鉆；解卡技術(shù)；鉆具組合

在石油鉆探中，鉆井卡鉆是常見事故之一，如果對(duì)卡鉆原因判斷準(zhǔn)確、處理得當(dāng)，可迅速解決事故，否則就會(huì)浪費(fèi)人力、物力，甚至報(bào)廢油、氣井。本文以2004年遼河油田開發(fā)的重點(diǎn)深探井——馬古3井為例，對(duì)鍵槽卡鉆事故發(fā)生的原因、預(yù)防措施和相應(yīng)的處理方法等進(jìn)行了探討和研究。

1 馬古3井概述

馬古3井是一口定向深探井，2004年年初，遼河油田分公司在西部馬圈子部署了馬古3井，如果該井鉆探成功，可進(jìn)一步擴(kuò)大馬圈子潛山含油氣面積，增加石油地質(zhì)儲(chǔ)量，同時(shí)，兼探沙三段和中生界的油氣發(fā)育情況。

1.1 鍵槽卡鉆事故發(fā)生經(jīng)過

2004-05-18T09：30起鉆至井深2 140 m遇卡，上下活動(dòng)至2 160 m，鉆具卡死。經(jīng)計(jì)算，鉆頭處于2 165 m的位置，最高上提懸重為2 000 kN，最多下壓懸重為450 kN，開泵循環(huán)正常。

1.2 鍵槽卡鉆事故發(fā)生的原因

由于馬古3井在井深1 978 m處開始定向，在2 160 m井斜度為16°，此時(shí)，井斜度比較大，正處于造斜井段，并且該井段的巖性為砂泥巖。這些原因都容易形成鍵槽，所以，馬古3井的卡鉆事故類型定為鍵槽卡鉆。事故發(fā)生后，現(xiàn)場工程師決定采用震擊—泡解卡劑—震擊的方法解卡，在泡解卡劑9 h后，通過震擊解卡成功解決了這個(gè)問題。

2 鍵槽卡鉆事故的主要特征

2.1 鉆井過程中鍵槽產(chǎn)生機(jī)理

在深探井中，當(dāng)存在巖性變化比較大、地層不穩(wěn)定等情況時(shí)，容易導(dǎo)致井眼某處或某幾處的井斜全角變化率超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而使全角變化率超過標(biāo)準(zhǔn)井段，形成“狗腿”。當(dāng)井內(nèi)出現(xiàn)“狗腿”時(shí)，在起下鉆過程中，鉆具組合是處于拉伸受力狀態(tài)；當(dāng)鉆具經(jīng)過“狗腿”井段時(shí)，就會(huì)存在一種使它拉直的力，它會(huì)使鉆具組合切入“狗腿”井段的凸邊井壁；當(dāng)鉆具組合在“狗腿”以下旋轉(zhuǎn)滑眼或鉆進(jìn)時(shí)，鉆具組合也要切入“狗腿”井段的凸邊井壁，時(shí)間長了就會(huì)使“狗腿”形成鍵槽。

2.2 鉆井過程中鍵槽卡鉆的特征

鍵槽卡鉆一般發(fā)生在起鉆過程中，在起鉆時(shí)，鉆柱在自重分力的作用下靠向鍵槽一邊。在鍵槽中運(yùn)行時(shí)，當(dāng)直徑較大的鉆挺、扶正器、鉆頭進(jìn)入鍵槽時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)卡鉆的情況。在鉆井過程中，鍵槽卡鉆有以下幾個(gè)特征：①對(duì)于地層較堅(jiān)硬井段，如果全角變化率較大，起下鉆次數(shù)較多，最容易形成鍵槽，而且不易被破壞。②在巖性均勻的地層中，鍵槽是向上下兩端發(fā)展的，如果井徑規(guī)則，則每次起鉆的遇阻點(diǎn)是向下移動(dòng)的，而且移動(dòng)的距離不多。如果巖性均勻井徑不規(guī)則，長段泥巖中央有薄層砂巖，而這個(gè)井段又是井斜方位變化較大的井段，那么，在泥巖垮塌之后，只有砂巖承受來自鉆桿接頭的切削，在砂巖上形成鍵槽。這種鍵槽的位置固定，不會(huì)向上下發(fā)展，阻卡點(diǎn)也是固定不變的。③在鍵槽中遇卡，開泵循環(huán)鉆井液時(shí)，泵壓無變化，鉆井液性能無變化，進(jìn)出口流量平衡。④在鍵槽中遇卡，拉力稍大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤就很困難。但這時(shí)只要下放鉆柱，脫離鍵槽，轉(zhuǎn)盤就會(huì)旋轉(zhuǎn)自如。

3 鍵槽卡鉆的預(yù)防與處理

要想實(shí)現(xiàn)鉆井安全生產(chǎn)，就必須充分掌握鍵槽卡鉆事故的預(yù)防措施和處理方法——堅(jiān)持上下活動(dòng)鉆具，防止卡點(diǎn)上移，保持鉆柱完整；嚴(yán)禁強(qiáng)提硬轉(zhuǎn)，防止鉆具斷落和絲扣過緊。下面，筆者結(jié)合日常工作中積累的經(jīng)驗(yàn)，簡要介紹鍵槽卡鉆的預(yù)防與處理措施。

3.1 鍵槽卡鉆的預(yù)防與處理

馬古3井采用震擊—泡解卡劑—震擊方法來解卡，從該井解決鍵槽卡鉆事故所采取的措施來看，是很合理的，但并不是每一口井發(fā)生這樣的事故都可以用這樣的方法來解決，還應(yīng)該視具體情況而定。鍵槽卡鉆的預(yù)防與處理規(guī)則如下：①保證井身質(zhì)量，特別是全角變化率不能超標(biāo)。②多注意封隔易出現(xiàn)鍵槽的井段，多目標(biāo)井、大位移井、水平井尤為重要。③每次起下鉆，都要詳細(xì)記錄遇阻點(diǎn)井深、阻力大小，以便分析井下情況，辯明引起井下遇阻遇卡的原因。④出現(xiàn)鍵槽后，不要輕易改變鉆具的結(jié)構(gòu)。無論何種原因引起的起鉆遇阻，都不要強(qiáng)提，應(yīng)反復(fù)上下活動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向，以求解卡。如果長期活動(dòng)無效，采取倒劃眼的辦法才是唯一可靠的。⑤發(fā)現(xiàn)鍵槽后，應(yīng)用鍵槽擴(kuò)大器將鍵槽破壞掉，才能繼續(xù)下鉆鉆進(jìn)。⑥上接隨鉆震擊器，一旦遇卡可啟動(dòng)下?lián)羝鹘饪?。但是，震擊器外徑不得大于鉆桿接頭外徑。

3.2 徹底破壞鍵槽的方法

要使井內(nèi)鍵槽徹底被破壞，就要使用“領(lǐng)眼鉆頭”破壞井內(nèi)鍵槽。它一般接在原鉆具組合鉆艇柱的中部，它與下端鉆柱中所安裝的穩(wěn)定器最少相隔兩三根鉆鋌。為了使“領(lǐng)眼鉆頭”能從鍵槽底部以下向上擴(kuò)眼，破壞井內(nèi)鍵槽，應(yīng)在“領(lǐng)眼鉆頭”的上面接一與井眼同尺寸的擴(kuò)眼器，然后在其上接安全接頭，并接上“液壓隨鉆振擊器”。這樣組成的擴(kuò)眼破壞鍵槽的鉆具組合在井內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)眼破壞鍵槽作業(yè)時(shí)，就可以立即使用“液壓隨鉆振擊器”解卡，并繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)眼破壞鍵槽的作業(yè)。將上述擴(kuò)眼破壞鍵槽的鉆具組合下至鍵槽頂部10 m左右處，先開泵循環(huán)鉆井液，然后以45～60 r/min的轉(zhuǎn)盤速度，擴(kuò)眼破壞鍵槽。待擴(kuò)出臺(tái)肩后，就逐漸增加鉆壓。當(dāng)擴(kuò)眼破壞鍵槽的鉆具組合已擴(kuò)過鍵槽底部10 m左右后，再慢慢地上提該鉆具組合通過鍵槽井段。如果發(fā)現(xiàn)在鍵槽井段內(nèi)的某一處有遇卡現(xiàn)象，證明該井段內(nèi)的鍵槽沒有被擴(kuò)眼破壞掉。此時(shí)，應(yīng)用液壓隨鉆振擊解卡后，再將該鉆具組合上提至卡點(diǎn)處，以45～60 r/min的轉(zhuǎn)盤速度擴(kuò)眼破壞鍵槽，待鍵槽井段全部擴(kuò)眼完后，再將該鉆具組合提至鍵槽頂部10 m左右處，然后將該鉆具組合下至鍵槽底部10 m左右的位置。將鉆具緩慢提到頂部10 m左右處，如果未發(fā)現(xiàn)遇卡現(xiàn)象，則證明井內(nèi)鍵槽已經(jīng)全部被擴(kuò)眼破壞了。此時(shí)，便可以起出擴(kuò)眼破壞鍵槽的鉆具組合。

4 結(jié)論

實(shí)踐表明，在完成具體工作時(shí)，要做到以下3點(diǎn)：①保證井身質(zhì)量，優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)，做好現(xiàn)場記錄等是預(yù)防鍵槽卡鉆事故的有效手段。②發(fā)生鍵槽卡鉆事故后，要先做好原因分析，再根據(jù)其具體的情況決定相應(yīng)的處理措施和解決方法。③目前，遼河油田在鉆探油井，特別是深井的過程中，容易發(fā)生鍵槽卡鉆事故。如果解決這個(gè)問題的相關(guān)技術(shù)能夠成功研究并運(yùn)用，將具有廣闊的市場前景。

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〔編輯：白潔〕

TE28+3

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.23.059

2095－6835（2017）23－0059－02