鍵槽卡鉆事故的預防與處理

杜惠紅

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鍵槽卡鉆事故的預防與處理

杜惠紅

（中國石油遼河油田鉆采工藝研究院，遼寧 盤錦 124010）

鉆井施工過程中卡鉆事故常有發生，該事故的預防與處理方法是否得當，直接影響著鉆井成本的高低，處理事故時間越長，經濟損失越大。結合鉆井實際施工情況，闡述卡鉆事故發生的原因和特征，探討卡鉆事故的預防措施和處理方法，為今后遼河油田預防鍵槽卡鉆事故提供寶貴意見。

鍵槽卡鉆；馬古3井；事故；處理技術

1 前言

在石油的鉆井生產過程中，卡鉆事故是最常見的事故之一，如果對卡鉆的原因判斷準確并處理得當，就可迅速地避免卡鉆事故發生；如果處理方法不當，就會延長事故時間，浪費大量的人力、財力、物力，甚至導致油氣井的鉆井工程報廢。卡鉆事故包括一般鍵槽卡鉆、坍塌卡鉆、粘吸卡鉆、砂橋卡鉆、縮徑卡鉆、泥包卡鉆、落物卡鉆等。本文主要以馬古3井為例，該井是2004年遼河油田開發的一口重點深探井，對其發生的一次鍵槽卡鉆事故產生的原因、預防措施及處理方法等進行分析。

2 事故概述

因為馬古3井是一口定向深探井，其事故的復雜程度和難度都有所增加。2004年，遼河油田勘探項目管理部在馬圈子部署了馬古3井，如果該井鉆探成功，可進一步擴大該地區潛山含油氣面積，并增加石油地質儲量，為當年儲量任務的完成打下堅實的基礎，同時兼探明沙三段和中生界的油氣發育情況，所以該井在鉆井過程中的鉆探情況和事故預防與處理情況均顯得尤其重要。下面將分別介紹馬古3井鍵槽卡鉆事故的情況、發生經過、事故原因。

2.1 馬古3井發生鍵槽卡鉆事故時的基本參數

發生時間為2004-05-18T05：00；鉆頭型號為HJT537G；鉆頭尺寸為311.1 mm；井深3 632.57 m。

事故經過：在鉆到3 632.75 m時，由于頂驅扭矩增大而起鉆，在此次起鉆過程中發生了鍵槽卡鉆事故。

2.2 馬古3井鍵槽卡鉆事故的發生經過

2004-05-18T09：30起鉆至井深2 140 m處遇卡，上下活動至2 160 m處鉆具卡死，后計算鉆頭準確位置為2 165 m。最高上提懸重為2 000 kN，最多下壓懸重為450 kN，開泵循環正常。

2.3 馬古3井鍵槽卡鉆事故的原因

由于馬古3井在1 978 m處開始定向，在2 160 m井斜度為16°，此時井斜度較大，并且該井段的巖性為砂泥巖，這些都是容易形成鍵槽原因，所以馬古3井的卡鉆事故類型定為鍵槽卡鉆，現場的專家決定采用震擊加泡解卡劑再加震擊的方法處理該事故。

3 鍵槽卡鉆事故的主要特征

3.1 鉆井施工過程中鍵槽產生的原因分析

該事故屬于鍵槽卡鉆事故，由于巖性發生明顯的變化或者由于地層自身的不穩定等因素影響，導致井眼處或者其他地方的井斜全角變化率與標準的規定出現不符，進而導致當前的標準井段出現“狗腿”情況。當井內出現“狗腿”以后，在起鉆過程中，鉆具組合處于拉伸受力狀態，當鉆具組合經過“狗腿”度較大的井段時候，就會存在一種使它拉直的力，即橫向力，它會使鉆具組合切入“狗腿”井段的凸邊井壁內。當鉆具組合在“狗腿”以下旋轉劃眼或鉆進時，也正是由于在橫向力的作用下，鉆具組合也要切入“狗腿”井段的凸邊井壁內，時間長了就會使“狗腿”形成鍵槽。

3.2 鉆井過程中鍵槽卡鉆的特征

對于當前的鍵槽卡鉆情況來說，受其自身的性質影響，該情況只會發生在鉆井施工中的起鉆環節。在實際起鉆時，受鉆柱自身的重分力影響，靠近鍵槽一邊并且直徑較大的鉆頭鉆挺進鍵槽時才會發生卡鉆現象。對于處于堅硬地段的井段來說，當其自身的全角變化率較大時，會造成下起鉆增大，進而提高形成鍵槽的幾率。而在當前的均勻巖性地層中，鍵槽自身是上下兩端發展，此時，如果其井徑規則，則促使每次起鉆時的遇阻點向下進行移動，移動距離較短；而當其井徑不規則，則導致當前的長段泥巖中央出現薄層砂巖，同時，該段又是當前井段井斜方位變化最大的地方。發生泥巖垮塌時，將導致當前的鉆桿接頭需要承受較大的鉆桿接頭切削力，進而在實際的砂巖上形成鍵槽，此時，該鍵槽自身具有良好的固定作用，進而避免其上下發展，此時的阻卡點也是固定不變的狀態。在實際運行過程中，當鍵槽遇卡時，將導致當前的開泵循環泵壓不發生變化，其鉆井液的性能也不發生明顯的變化，促使進出口的流量始終處于平衡的狀態。

4 預防與處理

實際上，鉆井安全與當前的鍵槽卡鉆存在密切的聯系，因此，應有合理的鍵槽事故預處理技術與方法，以此來保證鉆井安全。卡鉆事故發生后，最先考慮的問題是如何為順利解除事故創造條件，盡可能維持鉆井液不間斷循環；嚴禁強提硬轉，防止鉆具斷落和絲扣過緊；堅持上下活動鉆具，防止卡點上移并保持鉆柱完整。

4.1 鍵槽卡鉆的預防與處理

以當前的馬古3井為例，該井采用震擊，再加泡解卡劑，震擊的當時進行解卡，進而達到最終的目的。通過實際案例進行分析，靈活利用該方式有效解決當前出現的鍵槽卡鉆事故，具有較高的效率。但實際上，受其自身的性質影響，在實際解決過程中，該形式并不適用于所有的井，當發生安全事故時，工作人員應結合實際情況，根據實際的問題采取有效的解決措施，以滿足當前的需求。具體來說，在解決當前事故時，應嚴格按照以下幾點原則進行處理與預防：①保證當前的全角變化率在標準的范圍內，進而避免當前的井身質量受到影響。②對于當前容易產生鍵槽的井段應合理進行封隔，尤其對于當前的水平井、大位移井、多目標井來說，更為重要。③在每次起鉆過程中，應保證對遇到的阻力點與井深進行詳細記錄，并通過記錄進行有效分析，進而獲取井下遇阻的真正原因，以滿足當前的需求。④在鍵槽發生后，工作人員應重點注意避免出現改變鉆具結構的情況，在發生起鉆遇阻時，不能強行進行提取，應結合實際情況，上下進行活動，通過轉動方向實現解卡。此時，如果還未解決該問題，應采取慢速倒劃眼方式進行解決。

4.2 徹底破壞鍵槽的方法

當鍵槽被破壞時，應合理應用當前的“領眼鉆頭”對井內的鍵槽進行毀壞，通常情況下，其主要接在原鉆具組合的中部位置，并與下端鉆柱中安裝的穩定器間隔一定的距離，進而滿足當前的需求。此時，為保證當前的“領眼鉆頭”從鍵槽的底部開始逐漸向上擴展，并對井內的鍵槽進行破壞，需要在領眼鉆頭上安裝合理的擴眼器，同時進行合理安全接頭，利用當前的液壓隨鉆振擊器功能，保證在實際破壞過程中，可以靈活應用當前的振擊器進行解卡，并保證該工序有效進行。在實際破壞過程中，其主要的工序是：①將當前的鉆具進行組合，并將其下至鍵槽頂部10 m處，開泵玄幻鉆井液，并以合理的轉盤速度進行擴眼，通常情況下，其轉速在465～600 r/min之間，保證該工序有效進行。②在進行擴眼后，出現臺肩時逐漸增大鉆壓力，并且當其擴眼破壞鍵槽自身的鉆具組合達到底部10 m左右，將鉆具進行合理上提，并通過鍵槽井段處。

5 結論

做好鍵槽卡鉆事故的預防與處理可從以下4方面入手：①保證規則的井眼軌跡和合理化鉆具結構；②積極進行現場記錄，并以此為基礎，降低事故發生概率；③在事故發生后，應首先分析其發生原因，并結合實際情況制訂有效的解決方案；④不斷對該技術進行創新，滿足當前的行業需求。

［1］《鉆井手冊》編寫組.鉆井手冊［M］.北京：石油工業出版社，1990.

2095－6835（2018）21－0111－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.21.111

〔編輯：嚴麗琴〕