馬古3井鍵槽卡鉆事故的預防與處理技術

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防與處理技術

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、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)生的機理和特征，并在此基礎上有針對性地提出了深探井鍵槽卡鉆事故的預防措施和處理方法。實踐表明，將震擊浸泡法與擴眼法相結合，可以成功處理深探井鍵槽卡鉆井下的復雜情況，對深探井防止井下復雜和處理具有重要的指導意義。

馬古3井；鍵槽卡鉆；解卡技術；鉆具組合

在石油鉆探中，鉆井卡鉆是常見事故之一，如果對卡鉆原因判斷準確、處理得當，可迅速解決事故，否則就會浪費人力、物力，甚至報廢油、氣井。本文以2004年遼河油田開發(fā)的重點深探井——馬古3井為例，對鍵槽卡鉆事故發(fā)生的原因、預防措施和相應的處理方法等進行了探討和研究。

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，可進一步擴大馬圈子潛山含油氣面積，增加石油地質儲量，同時，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)生經過

2004-05-18T09：30起鉆至井深2 140 m遇卡，上下活動至2 160 m，鉆具卡死。經計算，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，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問題。

2 鍵槽卡鉆事故的主要特征

2.1 鉆井過程中鍵槽產生機理

在深探井中，當存在巖性變化比較大、地層不穩(wěn)定等情況時，容易導致井眼某處或某幾處的井斜全角變化率超出設計標準，從而使全角變化率超過標準井段，形成“狗腿”。當井內出現“狗腿”時，在起下鉆過程中，鉆具組合是處于拉伸受力狀態(tài)；當鉆具經過“狗腿”井段時，就會存在一種使它拉直的力，它會使鉆具組合切入“狗腿”井段的凸邊井壁；當鉆具組合在“狗腿”以下旋轉滑眼或鉆進時，鉆具組合也要切入“狗腿”井段的凸邊井壁，時間長了就會使“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，鉆柱在自重分力的作用下靠向鍵槽一邊。在鍵槽中運行時，當直徑較大的鉆挺、扶正器、鉆頭進入鍵槽時，就會出現卡鉆的情況。在鉆井過程中，鍵槽卡鉆有以下幾個特征：①對于地層較堅硬井段，如果全角變化率較大，起下鉆次數較多，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是向下移動的，而且移動的距離不多。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，不會向上下發(fā)展，阻卡點也是固定不變的。③在鍵槽中遇卡，開泵循環(huán)鉆井液時，泵壓無變化，鉆井液性能無變化，進出口流量平衡。④在鍵槽中遇卡，拉力稍大，啟動轉盤就很困難。但這時只要下放鉆柱，脫離鍵槽，轉盤就會旋轉自如。

3 鍵槽卡鉆的預防與處理

要想實現鉆井安全生產，就必須充分掌握鍵槽卡鉆事故的預防措施和處理方法——堅持上下活動鉆具，防止卡點上移，保持鉆柱完整；嚴禁強提硬轉，防止鉆具斷落和絲扣過緊。下面，筆者結合日常工作中積累的經驗，簡要介紹鍵槽卡鉆的預防與處理措施。

3.1 鍵槽卡鉆的預防與處理

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，還應該視具體情況而定。鍵槽卡鉆的預防與處理規(guī)則如下：①保證井身質量，特別是全角變化率不能超標。②多注意封隔易出現鍵槽的井段，多目標井、大位移井、水平井尤為重要。③每次起下鉆，都要詳細記錄遇阻點井深、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出現鍵槽后，不要輕易改變鉆具的結構。無論何種原因引起的起鉆遇阻，都不要強提，應反復上下活動，轉動方向，以求解卡。如果長期活動無效，采取倒劃眼的辦法才是唯一可靠的。⑤發(fā)現鍵槽后，應用鍵槽擴大器將鍵槽破壞掉，才能繼續(xù)下鉆鉆進。⑥上接隨鉆震擊器，一旦遇卡可啟動下擊器解卡。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

要使井內鍵槽徹底被破壞，就要使用“領眼鉆頭”破壞井內鍵槽。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“領眼鉆頭”能從鍵槽底部以下向上擴眼，破壞井內鍵槽，應在“領眼鉆頭”的上面接一與井眼同尺寸的擴眼器，然后在其上接安全接頭，并接上“液壓隨鉆振擊器”。這樣組成的擴眼破壞鍵槽的鉆具組合在井內進行擴眼破壞鍵槽作業(yè)時，就可以立即使用“液壓隨鉆振擊器”解卡，并繼續(xù)進行擴眼破壞鍵槽的作業(yè)。將上述擴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的轉盤速度，擴眼破壞鍵槽。待擴出臺肩后，就逐漸增加鉆壓。當擴眼破壞鍵槽的鉆具組合已擴過鍵槽底部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)現在鍵槽井段內的某一處有遇卡現象，證明該井段內的鍵槽沒有被擴眼破壞掉。此時，應用液壓隨鉆振擊解卡后，再將該鉆具組合上提至卡點處，以45～60 r/min的轉盤速度擴眼破壞鍵槽，待鍵槽井段全部擴眼完后，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)現遇卡現象，則證明井內鍵槽已經全部被擴眼破壞了。此時，便可以起出擴眼破壞鍵槽的鉆具組合。

4 結論

實踐表明，在完成具體工作時，要做到以下3點：①保證井身質量，優(yōu)化鉆具結構，做好現場記錄等是預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，再根據其具體的情況決定相應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。如果解決這個問題的相關技術能夠成功研究并運用，將具有廣闊的市場前景。

本文參考文獻因著錄項目不全被刪除。

〔編輯：白潔〕

TE28+3

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.23.059

2095－6835（2017）23－0059－02