概述:辽河油田齐40区块某井在钻进时发生井漏,堵漏成功后,继续钻进时再次发生井漏导致发生卡钻事故,套铣作业过程中又发生井漏,堵漏成功后继续套铣作业,直至解除卡钻事故。通过分析井漏的成因,根据处理事故的指导原则,制定了有效针对性的处理措施,取得了良好的处理效果,最后总结了几点经验教训。
关键词:井漏、卡钻原因分析、处理方法、套铣管堵漏
一、井漏的概念与原因
1、井漏的基本概念及危害
井漏是指在油气钻井工程作业中钻井液漏入地层的一种井下复杂情况。井漏的直观表现是地面钻井液罐液面的下降,或井口无钻井液返出,或井口钻井液返出量小于注入量。
井漏对油气勘探、开发和钻井作业造成的危害极大,归纳起来有如下几个方面:①损失大量的钻井液。②消耗大量的堵漏材料。③损失大量的钻井时间。④影响地质工作的正常进行。⑤可能造成井塌、卡钻、井喷等其他井下复杂情况或事故。如果处理不当,还会导致部分井段或全井段的报废。⑥造成储层的严重伤害。由于大量钻井液的漏入及大量堵漏材料的进入,肯定会对储层造成严重伤害。因此,及时的处理井漏恢复正常钻进是非常重要的工作。
2、井漏的原因
凡是发生钻井液漏失的地层,必须具备下列条件:①地层中有孔隙、裂缝或溶洞,使钻井液有通行的条件;②地层孔隙中的流体压力小于钻井液液柱压力,在正压差的作用下,才能发生漏失;③地层破裂压力小于钻井液液柱压力和环空压耗或激动压力之和,把地层压裂,产生漏失。
形成这些漏失的原因,有些是天然因素的,包括:①渗透性漏失。是指地层中含有粗砂岩、砾岩、含砾砂岩等粗颗粒,导致地层中的颗粒未胶结或胶结很差。②天然裂缝、溶洞性漏失。如石灰岩、白云岩的裂缝、溶洞、不整合面、断层、地应力破碎带、火成岩侵入体等都有大量的裂缝和孔洞。③孔隙—裂缝性漏失。即前两者因素都具备的综合性漏失。
有些是人为造成的后天性井漏,包括:①因为油田注水、注气后,地层孔隙压力的分布与原始状态完全不同,出现了纵向上压力系统紊乱,上下相邻两个油层的孔隙压力相差很大,出现了多压力层系。②由于注水、注气开发,地层破裂压力也发生了变化,从上而下各层的最低破裂压力梯度不同,其大小与埋藏深度无关,高低压相间存在。③施工措施不当,造成了井漏。例如:钻井液密度没控制好;下钻或接单根时,下放速度过快,产生过高的激动压力;钻井液粘度、切力过高,开泵过猛,产生过高的激动压力;钻头或扶正器泥包,压力升高憋漏地层;下钻遇砂桥,开泵环空不畅通,憋漏地层;井壁坍塌造成堵塞环空,憋漏地层等。
二、卡钻过程及原因分析
1、卡钻过程
堵漏第三天:9:00静止堵漏,16:00下钻分段循环到井底;17:00一个凡尔循环正常,排量:0.4m3/min;17:30两个凡尔循环正常,排量:0.8m3/min;18:00恢复钻进至1034m,18:30三个凡尔循环观察,排量:1.2m3/min;返出正常无漏失现象;19:30循环泥浆,正常;20:00钻进至1036m,井口失返,泥浆漏失量3m3;21:00活动钻具观察无后效;23:00起钻40根,配堵漏泥浆20m3。
堵漏第四天:0:30下钻至1030m;0:50 注入堵漏泥浆10m3,注堵漏泥浆时井口不返液,井口液面不可见。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆起钻,按钻具外排体积1.5倍泥浆灌环空至18根时能灌满,井口可见液面;1:45起钻至54根(钻头位置508.13m),上提18t下放至5t,上下活动钻具无效后,接方钻杆,单凡尔开泵提至16t下放至0t能上行,但不能下放,至2:20单凡尔开泵,倒划眼带出2根,钻具原悬重13t,井口可见液面,开泵间歇性返液;2:25至3:10两凡尔开泵上提至24t下放至0t钻具能上行,不能下放,又带出6个单根,共计带出8个单根,此时,井口可见液面,开泵无返出,泵压:3-4MPa;3:10-3:30上提30t下砸0t无效,卡死,钻头位置431.58m。
钻具组合:241.3mm三牙轮钻头+双母浮阀接头+177.8mm钻铤6根+127mm钻杆38根。
2、原因分析
恢复钻进后发生井漏,未采取静止观察,循环泥浆等工序,而是直接起钻。此时井内泥浆含有堵漏材料,因为没有循环泥浆排除堵漏材料,起钻时钻头处堆积的堵漏材料越积越多,加上钻铤外环空较小,起钻到第54根时钻头和钻铤处外环空被堵塞,钻具只能上提不能下放。单凡尔开泵倒划眼起钻,井口间歇性返液,说明钻头处以下井段漏失,但环空并未堵死;又换两个凡尔开泵倒划眼起钻,加速了钻头以下井段的漏失量,导致环空无泥浆返出,直至环空被堵漏材料堵死,继续上提钻具导致钻头及钻铤被勒死,造成卡钻。
三、处理卡钻过程
基本数据
一开井段:?346mm钻头×205.0m;表层套管:10-3/4”×205m,水泥返地。
二开井段:?241.3mm钻头×1036.0m;
1、地质分层
钻头被卡层位属于新生界,新近系明化镇组200-451m,主要岩性为灰白色砂砾岩、砂岩夹厚层泥岩。
2、处理过程
第一天:11:00-14:00采用下击器,下砸无效-15:00倒扣,显示悬重增加7t-16:30起出正扣127mm钻杆33根-24:00加工高低边铣鞋(特制)
第二天:0:00-7:00下铣管12根至249m,提前遇阻-13:30起钻-14:30下241.3mm钻头通井至277m提前遇阻-15:30开泵划眼通过遇阻点-16:00下钻至鱼顶316.7m-17:30循环-19:00起钻-21:00更换反扣方钻杆-0:00下反扣公锥+反扣127mm钻杆(栽引子),未完。
第三天:0:00-1:30反扣公锥无法入鱼-3:30起钻,拉弯钻杆(支出12cm)-5:00下钻-6:00换角度找鱼顶,无法进入-8:0起钻-11:00下铣鞋+大小头-12:00扣鱼顶,顶心起泵压-14:00起钻-19:30下高低边铣鞋+铣管12根,入鱼顺利-21:30两凡尔循环,套铣至350.85m井口返液量减少-22:30循环漏失6m3-24:00单凡尔循环返出正常,活动钻具与堵漏同时进行,堵漏成功。
第四天:0:00-8:00单凡尔循环,套铣至430.3m(双母浮阀接头)-10:00循环-15:00起钻-16:30下倒扣器-17:00对扣打捞,原悬重10T,上提至45T,解卡,悬重增加5t-22:00起钻,捞获全部落鱼。
四、总结与教训
1、本井第一次下铣管时遇阻,分析井壁有坍塌的可能,决定下钻头通井后计划栽引子至表套内。分别下入直钻杆、弯钻杆共两次均未入鱼,而后决定试下铣鞋扣鱼顶,入鱼较顺利,顶心明显起泵压,证明鱼顶处井眼比较规则,因此定措施不栽引子直接下铣管套铣,套铣鞋加工成了高低边结构,为找鱼顶和顺利入鱼顶提供了保障。减少了施工难度,缩短了施工周期。
2、当套铣至350.85m时发生渗漏,判断是地层砾岩夹层孔隙较大所致,若起钻换钻具组合堵漏,堵漏材料无法被泵送至350.85m处,决定采用活动钻具+堵漏同时进行的办法进行堵漏作业,单凡尔循环堵漏成功后,采用单凡尔套铣直至套铣作业完成。此次用套铣管进行堵漏作业的风险极大,有再次发生卡钻的可能性,为了降低卡钻风险,循环堵漏泥浆时配合不间断地活动钻具,实现了堵漏成功,缩短了处理事故时间。
3、当井漏发生后,不要急于起钻,要观察井内情况变化,认真分析事故原因,制度有效的针对措施,避免事故进一步恶化。
4、处理事故要有条不紊的做好各种准备工作。
5、虽然本井采用套铣管循环堵漏的办法是成功了,但是发生次生事故风险很高。施工时不可盲目效仿与跟从。
参考文献:
[1]蒋希文. 钻井事故与复杂问题. 石油工业出版社,2006(2)
[2]董法治. 直井键槽卡钻问题浅议. 石油钻采工艺,1994 (3)
[3]李向克. 保护油气层钻井完井技术. 石油工业出版社,1993
论文作者:方勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/21
标签:漏失论文; 凡尔论文; 钻头论文; 地层论文; 泥浆论文; 井口论文; 钻杆论文; 《防护工程》2018年第27期论文;