孔雀亭B2H井卡鉆事故處理與認識

王喜杰，陳 剛

孔雀亭B2H井卡鉆事故處理與認識

王喜杰，陳 剛

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)上海分公司，上海 200335）

孔雀亭B2H井在φ212.725mm井眼鉆井施工中因地層垮塌埋鉆具造成了卡鉆事故，在處理本次事故中，采用大噸位活動鉆具、蹩扭下壓、帶壓上提、機械震擊等手段均未能解卡?，F(xiàn)場結(jié)合鉆具在井眼中狀態(tài)、地層及套管承壓能力，采用環(huán)空打壓的方式，最終成功解卡。環(huán)空打壓方式的使用，拓寬了卡鉆事故處理方法，為后續(xù)同類型事故的處理積累了經(jīng)驗。

坍塌卡鉆；環(huán)空打壓；深部地層；地層承壓能力

卡鉆事故是指在鉆井作業(yè)中，由于井內(nèi)原因，鉆柱在井眼內(nèi)不能上提、下放或者轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象[1]?？ㄣ@類型較多，根據(jù)不同卡鉆類型，處理手段也不盡相同。常規(guī)處理手段有上提（鉆具安全載荷內(nèi)）、下壓、上下震擊、蹩扭矩下壓、浸泡解卡劑等[2]。孔雀亭B2H井φ212.725mm井眼發(fā)生了因井壁失穩(wěn)坍塌造成的卡鉆事故，現(xiàn)場根據(jù)井眼情況，采用常規(guī)解卡手段無法解卡后，決定采用關(guān)閉防噴器，進行環(huán)空打壓的方式進行解卡，最終成功解卡。通過本次嘗試取得了一些經(jīng)驗和認識，能對同類型卡鉆解卡作業(yè)提供新的思路和方法。

1 基本情況

孔雀亭B2H井為一口水平開發(fā)井，井身結(jié)構(gòu)如圖1所示。

采用四開井身結(jié)構(gòu)，φ244.475mm套管下至井深4694.5m，φ212.725mm井眼為水平段鉆進，使用EZFLOW鉆開液進行儲層鉆進。鉆進新地層后，進行地層完整性實驗，求得φ244.475mm管鞋處當量鉆井液密度1.71g/cm3，地層未發(fā)生漏失，滿足下部井段作業(yè)要求。

φ212.725mm井眼鉆進自4700m鉆進至5077.63m，裸眼段長度377.63m。自4700m增斜鉆進，增至最大井斜88.40°，測深5014.24m。實鉆井眼軌跡如表1所示。

鉆進至5077.63m，進行短起下鉆，驗證上部井眼，在下鉆至5047m時，發(fā)生卡鉆事故，被卡鉆具組合為：φ212.725mm PDC鉆頭 +φ171.45mm Xceed+φ171.45mm Lower C-Link+φ171.45mm FLIT-SUB+X/O+φ171.45mm Votexmotor+φ171.45mm UpperC-Link+φ171.45mm ARC+φ171.45mm Telescope+φ171.45mm NMDC+F/V（箭式，不帶眼）+φ171.45mm（F/J+JAR）+X/O+HWDP*17，BHA總長度222.03m，總重量46klbs。

圖1 孔雀亭B2H井實鉆井身結(jié)構(gòu)

表1 φ212.725mm井段實鉆井眼軌跡

2 卡鉆發(fā)生經(jīng)過

2016年2月6日22∶08短起下鉆至5047m（鉆頭距離井底約30m），接頂驅(qū)開泵5沖打通，見返出后，開轉(zhuǎn)速10，泵壓快速上漲至1126psi（1psi=6.895kPa），頂驅(qū)蹩停（頂驅(qū)限扭35klbf·ft）；停泵，釋放反扭矩，再次開泵，泵壓迅速上漲至3147psi，懸重自412klbs減少至348klbs，停泵泄壓；嘗試上下活動鉆具；再次開泵5沖，泵壓上漲至2446psi，無返出，嘗試開轉(zhuǎn)速，頂驅(qū)蹩停；無法上下活動鉆具，無法轉(zhuǎn)動，循環(huán)通道無法建立，鉆具被徹底卡死。

3 卡鉆處理過程

3.1 處理思路

大斜度井或水平段井眼清潔不充分，井眼低邊巖屑堆積沉淀，短起下鉆頭、鉆具剮蹭井壁，井眼輕微垮塌，巖屑堆積增加，開泵及開轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)擾動，憋壓導致環(huán)空被堵實。根據(jù)分析，初步判斷卡鉆原因為井眼環(huán)空堵塞。嘗試建立循環(huán)通道為本次解卡的第一原則，配合提拉、憋扭等常規(guī)手段，嘗試解卡。

3.2 處理過程

保持泵壓300～800psi，頂驅(qū)懸重270～600klbs（5-1/2"S135優(yōu)類鉆桿24.7lb，現(xiàn)場按照80%安全余量，抗拉極限為550klbs，最大抗扭56000lb·ft，頂驅(qū)自重90klbs）內(nèi)上下活動，每次活動鉆具，穩(wěn)定1～5min，等待力充分傳遞，同時密切關(guān)注泵壓及井口返出的情況。重復上述動作半小時，鉆具未解卡，循環(huán)無法建立。

保持泵壓300～800psi，蹩扭矩至48000lb·ft進行下壓，最大下壓至頂驅(qū)懸重90klbs，穩(wěn)定1～5min，等待扭矩、力充分傳遞，釋放扭矩后進行上提動作，最大提至頂驅(qū)懸重610klbs，配合重復以上動作，卡點未動，無法建立循環(huán)（蹩扭過程中嚴禁進行過提動作，避免鉆具因屈曲造成抗拉能力減小的情況）。

保持泵壓300～800psi，最大上提至頂驅(qū)懸重650klbs，最高蹩扭矩至52000lb·ft，蹩扭后進行快速下壓鉆具，等待扭矩、力充分傳遞，釋放扭矩后再次上提至650klbs，因上提噸位、蹩扭等都較大，為防止鉆具疲勞造成次生事故，兩個動作間歇性配合重復。卡點仍未松動，循環(huán)未建立。

考慮到鉆頭位置距離井底有約30m的空間，井眼為大斜度井，井壁坍塌碎塊會集中在井眼低邊，環(huán)空中坍塌碎塊有下行空間，一旦環(huán)空坍塌碎塊下行，環(huán)空巖屑就會松動，有可能建立循環(huán)。另外，由于卡鉆時，突然憋壓，卡點位置以下空間存在圈閉壓力，給鉆具提供了一個上頂力，通過環(huán)空打壓提供一個平衡壓力后，能增加下壓的噸位。釋放鉆桿內(nèi)壓力，調(diào)節(jié)萬能防噴器BOP操作壓力，避開鉆桿接頭關(guān)閉萬能防噴器，通過固井泵對環(huán)空逐步打壓至3800psi，同時蹩扭矩至52000lb·ft，快速下壓至頂驅(qū)懸重90klbs，穩(wěn)定5min，等待力傳遞，進行第四次重復下壓動作后，下壓至頂驅(qū)懸重90klbs，鉆具下行2m，多次重復后，循環(huán)仍未建立，考慮環(huán)空打壓過高，防噴器及地面設(shè)備承壓能力問題，防止地層壓漏，未再進行多次嘗試。但通過環(huán)空打壓，鉆具下行2m，說明卡點已經(jīng)出現(xiàn)松動解卡跡象。

保持泵壓300～500psi，上提、蹩扭重復配合進行解卡動作，同時加大力、扭矩傳遞時間，多次重復動作后，在上提至頂驅(qū)懸重600klbs時，懸重突降20klbs，鉆桿內(nèi)壓力降低200psi，環(huán)空見返出，保持鉆具不動，開泵，等待泵壓及返出流量穩(wěn)定后，逐步提高排量至正常循環(huán)排量。充分循環(huán)干凈后，上提鉆具至正常懸重490klbs，鉆具提活，嘗試開轉(zhuǎn)速，扭矩波動較大，待扭矩平穩(wěn)后，逐步提高轉(zhuǎn)速至60r/min，扭矩恢復正常，至此本次卡鉆事故解除。

圖2 循環(huán)期間返出煤塊、煤屑及碳質(zhì)泥巖碎塊

4 卡鉆原因分析

本口井卡鉆的引起是多方面的，具體卡鉆原因分析如下：

4.1 人為誤操作

下鉆過程中出現(xiàn)輕微遇阻的情況，說明井眼不干凈或發(fā)生輕微垮塌。在下鉆到底后，未開泵至正常排量，且泵壓未穩(wěn)定，立刻開頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)，導致環(huán)空被擾動起的巖屑堵塞，造成憋壓，出現(xiàn)憋壓抬鉆具情況后，未及時降低泵速，使卡鉆情況更為嚴重。兩次快速打壓、放壓，地層產(chǎn)生“呼吸”效應(yīng)，造成煤層及碳質(zhì)泥巖垮塌增大，進一步增加了處理難度。

4.2 地層方面認識不清

本段設(shè)計為儲層段鉆進，巖性為砂巖。實際鉆進過程中鉆遇大套煤層及泥巖，砂巖鉆遇率極低。377m進尺，共鉆遇24套煤層，累計厚度達28m，6層碳質(zhì)泥巖，累計厚度19m。煤層、碳質(zhì)泥巖垮塌，是造成本次卡鉆事故的最主要原因。

4.3 泥漿體系與地層不配伍

EZFLOW鉆井液體系為儲層保護鉆開液，主要針對砂巖儲層段進行鉆進。本體系對泥巖及煤層的封堵性和抑制性不足，導致在“水錘效應(yīng)”[3]及壓力激動時，井壁垮塌。

5 總結(jié)及建議

（1）防卡重要性高于解卡，預防為主。針對煤層及碳質(zhì)泥巖應(yīng)提高泥漿性能的封堵性和抑制性，改善泥餅質(zhì)量，有效控制煤層垮塌。

（2）提高操作人員的技術(shù)水平，做到精細操作，重點關(guān)注井下易出現(xiàn)復雜情況的井段，任何時候都不能麻痹大意。出現(xiàn)與設(shè)計不符的情況，在工程上要做好預防措施。

（3）目前使用的井下鉆具組合，均帶有浮閥，只能單向流動。出現(xiàn)憋壓情況后，卡點以下存在圈閉壓力，平衡圈閉壓力后，能夠增加鉆具下壓的極限噸位，為解卡提供了更大的處理空間。

（4）環(huán)空打平衡壓方式的運用為本次解卡提供了很大幫助，在卡鉆時發(fā)生憋壓，且常規(guī)解卡手段未能解卡后，可嘗試運用此方法，但要注意本方法僅適用于地層承壓能力較高的井。

[1]董星亮. 海洋鉆井手冊[M]. 北京： 石油工業(yè)出版社， 2011.

[2]郝海瑞. 卡鉆事故的常見處理措施[J]. 中國石油和化工標準與質(zhì)量， 2012，（ S1）： 15.

[3]周小紅. 水錘現(xiàn)象及防護措施[J]. 冶金動力， 2016，（ 7）： 46-48.

Processing and Understanding of the Pipe-stuck Accidents in Kongqueting B2H Well

WANG Xijie, CHEN Gang
（1. Shanghai Branch Engineering Technology of CNOOC Energy Development Co. LTD. Shanghai 200335, China）

Ground collapse caused the pipe-stuck accidents in φ212.725mm hole of KQT-B2H. In this accidents, limited actived drill pipe, added torque, depressed, pulled drill pipe with pressure, hammer tool and so on, were used, but failed. Combined with the pipe, casing and ground, succed unfreezing through add pressure to annular. It widen the pipe-stuck treatment method and accumulated experience.

sloughing pipe-stuck accidents; add pressure to annular; deep level; formation pressure

TE28

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2017.03.068

1008-2336（2017）03-0068-03

2017-02-15；改回日期：2017-05-11

王喜杰，男，1984年生，2007年畢業(yè)于天津科技大學，本科，工程師，從事油氣田鉆探工作。

E-mail：wangxj21@cnooc.com.cn。