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      石油鉆井中卡鉆事故的處理

      2018-08-03 09:20:48周新宇
      中國(guó)科技博覽 2018年30期
      關(guān)鍵詞:解卡卡鉆鉆具

      周新宇

      [摘 要]隨著石油鉆探技術(shù)發(fā)展,井下定向鉆進(jìn)技術(shù)也在不斷進(jìn)步,成為鉆探工程領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)。但隨著定向鉆孔深度的增加,孔內(nèi)事故的發(fā)生率也在持續(xù)上升。在石油鉆井過(guò)程中,一旦發(fā)生卡鉆,就會(huì)延誤施工進(jìn)度。此時(shí)一定要針對(duì)卡鉆原因細(xì)致分析,采取合理的解決措施及時(shí)解除卡鉆,保持井筒正常鉆進(jìn)狀態(tài),本文就著重當(dāng)前介紹卡鉆事故的類型,并給出合理的處理方式。

      [關(guān)鍵詞]卡鉆事故;處理方式

      中圖分類號(hào):G896 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2018)30-0021-01

      在石油鉆井施工中,操作人員并不能夠觀察、預(yù)測(cè)到井底的作業(yè)狀況,他們所進(jìn)行的一切石油開采措施與工作均是憑借長(zhǎng)期積累的施工經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)進(jìn)行。因此,在石油鉆井施工過(guò)程中,采取必要的預(yù)防措施,防止卡鉆事故的發(fā)生,保證鉆探施工的順利進(jìn)行,遇到卡鉆事故,必須分析卡鉆的原因,了解多種卡鉆事故的類型、事故預(yù)防及應(yīng)急處理方式就顯得極為必要。

      1、卡鉆原因分析

      鉆井卡鉆事故的原因是多方面的,由于沉砂卡鉆、壓差卡鉆、井塌卡鉆、縮徑卡鉆等原因,導(dǎo)致鉆井施工的停止,給石油鉆井施工帶來(lái)一定的危害。必須采取必要的處理措施,才能解除卡鉆事故,恢復(fù)鉆井施工的進(jìn)尺,達(dá)到安全事故的技術(shù)要求。

      1.1 沉砂卡鉆

      使用清水作為鉆井液進(jìn)行鉆井施工的時(shí)候,由于鉆井液攜帶巖屑的能力差,導(dǎo)致停泵后巖屑下沉,引起井底的沉砂,當(dāng)啟泵繼續(xù)鉆進(jìn)的過(guò)程中,遇阻而發(fā)生卡鉆事故。

      1.2 壓差卡鉆

      由于鉆井液循環(huán)的不到位,極易引起壓差卡鉆事故,也可以稱為泥餅粘附卡鉆事故。一般是因?yàn)槟囡灥馁|(zhì)量和井身結(jié)構(gòu)的質(zhì)量存在問(wèn)題。如果在鉆井施工過(guò)程中,鉆遇高壓的油氣水層,導(dǎo)致鉆井液遭受嚴(yán)重的污染,也會(huì)形成壓差卡鉆事故。井斜角過(guò)大,鉆具的鉆進(jìn)過(guò)程中,會(huì)觸及井壁,與泥餅接觸,形成卡鉆事故。

      1.3 井塌卡鉆

      由于井壁疏松,鉆井施工的過(guò)程中,極易發(fā)生井塌的事故,而使鉆頭無(wú)法正常鉆進(jìn),鉆頭下放困難,上提也無(wú)法完成,形成的卡鉆事故,屬于井塌卡鉆。在形成嚴(yán)重的井塌之前,有大塊的泥餅脫落,更換新的鉆頭后,無(wú)法下放到井底,導(dǎo)致鉆井施工無(wú)法順利進(jìn)行,上提遇阻,必須采取相應(yīng)的處理措施,才能解除井塌卡鉆事故,恢復(fù)鉆井施工的正常實(shí)施。

      1.4 鍵槽卡鉆

      這類卡鉆故障大多發(fā)生在較硬的地層之中,油井方位和井斜變化大形成的狗腿(急彎)處。起鉆時(shí),鉆頭在鍵槽底部卡住。這類卡鉆的特點(diǎn)是泵壓和鉆進(jìn)均正常,下鉆也正常,起鉆到急彎的地方遇卡。井深增加,卡鉆越嚴(yán)重,鉆具可以下放但上提不了,嚴(yán)重時(shí),也可能出現(xiàn)卡死。

      1.5 縮徑卡鉆

      對(duì)于滲透性比較好的地層的鉆探施工過(guò)程中,由于鉆井液的性能不能滿足鉆井施工的技術(shù)要求,引起井筒直徑變小,使鉆頭和鉆具遇卡的現(xiàn)象,就屬于縮徑卡鉆。導(dǎo)致井徑縮小,鉆頭遇阻,嚴(yán)重的情況既發(fā)生卡鉆事故。

      2、石油鉆井中卡鉆的常規(guī)處理

      當(dāng)發(fā)生卡鉆事故后,首先要根據(jù)鉆具活動(dòng)的情況了解并判斷引起卡鉆出現(xiàn)的原因,然后采取有效措施進(jìn)行救急。然而,無(wú)論是何種性質(zhì)的卡鉆事故,必須要做的一點(diǎn)就是想辦法將鉆井液的性能測(cè)試并調(diào)整到良好狀態(tài),清洗井眼,清除巖屑,解卡的方法主要有以下幾種:

      2.1 浴井解卡

      這種解卡方式對(duì)于上文提到的沉砂卡鉆、縮徑卡鉆、泥餅卡鉆以及壓差卡鉆均適用。過(guò)程是使用清水循環(huán)或者是向井內(nèi)泡酸、泡鹽水、泡油,使黏稠泥餅變得松軟,粘滯系數(shù)降低,鉆具與泥餅的接觸面減少,壓差減少,使鉆具能夠活動(dòng)解卡。使用清水或者堿液作為浸泡劑有時(shí)也能獲得不錯(cuò)的效果。濃度較低的鹽酸適用于石灰?guī)r地層的卡鉆事故。

      2.2 震擊器解卡

      鉆井中,如果遇到膨脹性、粘性、垮塌等容易卡鉆的地層,在鉆鋌于鉆鋌或者鉆鋌與鉆桿之間安裝一個(gè)震擊器,如果發(fā)生卡鉆,啟動(dòng)震擊器上擊或者下?lián)艚獬ㄣ@。

      2.3 倒扣、爆炸套銑

      當(dāng)卡鉆現(xiàn)象比較嚴(yán)重時(shí)適用此類解卡方法會(huì)取得良好的效果。首先要找到卡點(diǎn)的精確位置,測(cè)量卡點(diǎn)的長(zhǎng)度,在鉆具內(nèi)使用電纜把導(dǎo)爆索送到卡點(diǎn)上部的首個(gè)接頭位置,接頭對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)爆索的中間部分,提起鉆具卡點(diǎn)上部的全部重量,并且事假倒扣力矩給鉆具,點(diǎn)燃爆炸索。劇烈的震動(dòng)和沖擊力致使卡鉆解開。另外,爆炸產(chǎn)生的熱力可使絲扣油融化掉,解開絲扣。

      2.4 活動(dòng)鉆具

      當(dāng)卡鉆不是很嚴(yán)重時(shí),可以活動(dòng)下放、上提或者轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具,配合使用鉆井液循環(huán)洗井。但是,在活動(dòng)鉆具時(shí),必須根據(jù)卡鉆的類型進(jìn)行,如果遇到鍵槽、泥包或者縮徑卡鉆,可以將鉆具提到原懸重,隨后用力猛地放鉆,切忌猛力上提,以免鉆頭卡死;如果是井塌卡鉆或者是沉砂卡鉆,可以旋轉(zhuǎn)或者下放鉆具,上提鉆具可能會(huì)卡得更厲害,要想辦法避開循環(huán),倒劃眼緩慢上提解卡。

      2.5 卡鉆事故對(duì)策

      2.5.1 預(yù)防卡鉆事故的措施

      優(yōu)選防塌鉆井液,能夠有效地防止地層的坍塌,保持設(shè)計(jì)的鉆井液的高度,使其保證鉆井施工的順利進(jìn)行,防止發(fā)生卡鉆事故。同時(shí)避免發(fā)生井下落物事故,復(fù)雜的井下落物導(dǎo)致卡鉆事故的發(fā)生。調(diào)節(jié)好鉆井液的性能,合理控制鉆井過(guò)程中,井筒的壓差,防止發(fā)生嚴(yán)重壓差卡鉆事故,降低鉆井液的密度,提高鉆井液的潤(rùn)滑特性。采取最佳的技術(shù)措施,能夠有效地防止各種卡鉆事故的發(fā)生。實(shí)時(shí)檢測(cè)井眼的情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)井筒的堵塞狀態(tài),采取應(yīng)急的處理措施,防止發(fā)生卡鉆事故。掌握鉆遇地層的情況,遇到高壓油氣水層,立即采取應(yīng)急處理措施,及時(shí)進(jìn)行封堵,防止油氣水的散失而影響到鉆井液的質(zhì)量,影響到鉆井施工的順利進(jìn)行。

      2.5.2 清除卡鉆事故的技術(shù)措施

      鉆井施工過(guò)程中,一旦發(fā)生卡鉆事故,立即采取應(yīng)急處理措施,及時(shí)解除卡鉆的事故,防止問(wèn)題惡化,增加鉆井施工的成本,降低鉆井施工的速度。如采取上提、下放鉆具的解卡方式,活動(dòng)鉆柱,保持鉆具的活動(dòng)狀態(tài),而防止鉆頭等于井壁發(fā)生卡死的現(xiàn)象。通過(guò)下放或者旋轉(zhuǎn)的方式,活動(dòng)鉆具,解除卡鉆的事故,恢復(fù)井筒的正常鉆進(jìn)狀態(tài)。震擊解卡的方式,通過(guò)在井筒中安裝震擊器的方式,通過(guò)振動(dòng)的方式,解除卡鉆事故。在鉆桿和鉆鋌之間安裝震擊器,用于解除各種卡鉆事故。倒扣套銑解卡的方式,當(dāng)鉆井施工過(guò)程中,遇到嚴(yán)重的卡鉆事故,應(yīng)用其他的處理方式無(wú)法解卡的情況,可以選擇倒扣套銑解卡的方法,取出井筒中的鉆具,使轉(zhuǎn)盤倒轉(zhuǎn),卸扣操作,倒出井內(nèi)的鉆桿,達(dá)到解卡的效果。

      2.5.3 卡鉆的效能處理

      卡鉆的效能處理,是指從增效節(jié)能的角度處理卡鉆事故。不管哪種類型的卡鉆如果進(jìn)一步發(fā)展惡化,都會(huì)出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象。如果孔淺,可以挪孔重鉆,如果孔深,倒扣反鉆桿到達(dá)某一程度后,偏斜對(duì)處理卡鉆事故,提高鉆探率能夠起到良好的效果。偏斜是在深孔事故不易處理之時(shí)的較佳選擇。在偏斜時(shí),必須謹(jǐn)慎處理每一個(gè)步驟,偏斜的角度多小于2.5°,偏斜器的長(zhǎng)度一般要大于4m??變?nèi)務(wù)必干凈清潔,使用一些石子將偏斜器周圍的空隙塞滿,以便將偏斜器固定牢固。通孔時(shí),即使使用較小的炮彈鉆頭,也要分三級(jí)實(shí)現(xiàn),以便使偏斜部位保持通暢圓滑。

      3、結(jié)語(yǔ)

      總而言之,本文通過(guò)對(duì)鉆井施工中卡鉆的原因分析,給出合理的處理對(duì)策,從而做到對(duì)各種卡鉆事故的預(yù)防,一旦卡鉆事故發(fā)生,一定要針對(duì)卡鉆原因細(xì)致分析,采取合理的解決措施及時(shí)解除卡鉆,保持井筒正常鉆進(jìn)狀態(tài),保證石油鉆探的效率。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 韓帥.論石油鉆井中卡鉆事故的處理[J].石化技術(shù),2018,25(01):77.

      [2] 趙楊.石油鉆井卡鉆事故預(yù)防與處理[J].當(dāng)代化工研究,2016(06):106-107.

      [3] 張武彬.基于石油鉆井作業(yè)過(guò)程中的卡鉆事故探討[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2017,37(09):158-159.

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