測(cè)井下井儀器遇卡分析及其打撈工具研制

【摘要】在超深井、小井眼井以及高壓氣井中，測(cè)井儀器被卡死的惡性工程事故時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致打撈難度增大。本文在分析測(cè)井時(shí)井下遇阻的原因基礎(chǔ)上，為能夠更好在復(fù)雜井條件下安全高效地處理測(cè)井井下事故，探討測(cè)井儀器事故處理的工藝技術(shù)，并且最后指出具有打撈、釋放和套洗等多種功能的測(cè)井打撈工具則是解決測(cè)井下井儀器遇卡有效措施。

【關(guān)鍵詞】測(cè)井下井儀器；遇卡分析；原因；打撈工具

1.引言

近幾年，由于測(cè)井儀器被卡的惡性工程事故時(shí)有發(fā)生，相關(guān)的打撈工藝出現(xiàn)不完善、不配套的情況，在不斷增加的鉆井速度基礎(chǔ)上，發(fā)生在小井眼、超深井、高壓氣井中的測(cè)井事故所導(dǎo)致的打撈難度越來(lái)越大。本文在分析測(cè)井儀器遇卡原因基礎(chǔ)上，研制系列化的測(cè)井打撈工具，以滿足快速高效地處理測(cè)井事故的要求。

2.測(cè)井儀器遇卡原因分析

2.1 裸眼井測(cè)井中測(cè)井儀器遇卡原因分析

1）鍵槽卡。在井內(nèi)軟地層位置，井壁由于鉆桿與測(cè)井電纜的摩擦而產(chǎn)生鍵槽，在狗腿子井段更容易發(fā)生此情況。所以，測(cè)井儀器在上提電纜時(shí)容易留在鍵槽中，造成遇卡。

2）測(cè)井儀器的壓差粘附卡。地層壓力往往一般小于井內(nèi)在滲透層的液柱壓力，在地層的吸收鉆井液越多，相應(yīng)的造成的泥餅就越厚。對(duì)于泥巖的地層來(lái)說(shuō)，砂巖最為容易形成泥餅。在一定的停留時(shí)間內(nèi)電纜切入泥餅，在電纜切入力大于地層壓力的測(cè)井過(guò)程中，電纜靠在井壁成為可能。

3）砂橋卡。松散地層中的測(cè)井儀器，容易造成巖屑隨測(cè)井儀器下落情況。下落的巖屑隨測(cè)井儀器一起形成砂橋，在上提測(cè)井儀器過(guò)程中，則容易出現(xiàn)遇阻情況。有時(shí)出現(xiàn)了下放容易而上提困難情況，有時(shí)也出現(xiàn)向上、下都是遇阻情況。

4）井眼限制。對(duì)于受到井液浸泡頁(yè)巖來(lái)說(shuō)，膨脹的頁(yè)巖致使井眼變小，這是由于頁(yè)巖的吸水性質(zhì)，這樣測(cè)井儀器通過(guò)受到影響，造成相關(guān)的測(cè)井儀器的遇阻、遇卡。

5）井徑為大肚子的遇卡。井眼垮塌嚴(yán)重容易造成長(zhǎng)至幾十米的大肚子情況，遠(yuǎn)超過(guò)了下井測(cè)井儀器的組合長(zhǎng)度。對(duì)于大肚子中的測(cè)井儀器來(lái)說(shuō)，會(huì)遇到向下遇阻的情況，再加上不規(guī)則井壁的影響，上提遇卡也成為必然。

6）電纜打扭或電纜外層鋼絲斷裂卡。由于井眼直徑、鉆井液相對(duì)密度、粘度等方面問(wèn)題，在測(cè)井射孔中，必須考慮儀器在井中的下放速度。測(cè)井電纜打扭則會(huì)在上提電纜較快情況下出現(xiàn)，在扭結(jié)大于井眼情況中，就容易出現(xiàn)電纜受卡于井中的情況。

7）破壞的套管鞋卡。在過(guò)大的套管鞋傾角下，在傾斜的方位角上，由于鉆桿通過(guò)套管鞋而造成的磨損套管鞋情況時(shí)有發(fā)生，這樣就容易出現(xiàn)套管鞋處破裂。在破裂的套管鞋中，測(cè)井時(shí)的電纜上下運(yùn)動(dòng)，就容易出現(xiàn)電纜外層鋼絲被拉斷現(xiàn)象，造成測(cè)井電纜被套管鞋卡住。

8）損壞的下井儀器卡。對(duì)于特殊的測(cè)井儀器來(lái)說(shuō)，比如推靠器的儀器等，在井中的上提或下放過(guò)程，測(cè)井儀器卡也往往是由于推靠失控造成。

2.2 套管井中測(cè)井儀器遇卡原因

1）套管內(nèi)巖屑和砂?？?。巖屑和砂?？赡艽嬖谟谔坠芤后w中，對(duì)于懸浮在液體中的是第一次射孔后進(jìn)入的砂粒來(lái)說(shuō)，當(dāng)進(jìn)行第二次射孔爆炸，在射孔槍或儀器中就容易造成砂?；驇r屑下落，而最終形成砂橋遇卡。

2）損壞的儀器卡。推靠器的儀器由于上提推靠器收不攏等原因而造成的下井失控問(wèn)題，這也是測(cè)井儀器遇卡的原因。

3）射孔搶膨脹卡。在高溫膨脹變形影響下，或是射孔槍上產(chǎn)生毛刺嚴(yán)重的情況下，射孔作業(yè)后的油管槍容易造成遇卡。

4）套管損壞卡。下井或安裝時(shí)造成的套管損壞，固井時(shí)也許不存在起下的問(wèn)題。但是，在電纜下井后，對(duì)于倒齒形的套管損壞的形狀來(lái)說(shuō)，不能上提而造成測(cè)井儀器的遇卡。

5）落物卡。落物從井口掉下，由于儀器套管間隙很小，測(cè)井儀器的頭部或中部某處被落物阻礙上提成為可能，這樣測(cè)井儀器由于落物而越卡越死，最終形成測(cè)井過(guò)程中的落物卡。

2.3 避免或減少測(cè)井事故發(fā)生的方法

第一，嚴(yán)格規(guī)定沒(méi)有地面張力傳感器禁止測(cè)井施工，測(cè)井過(guò)程必須使用張力傳感器；第二，電纜移動(dòng)在裸眼井中非常重要。粘附情況在移動(dòng)測(cè)井電纜情況下不會(huì)產(chǎn)生，要求測(cè)井電纜在井中與井壁間的運(yùn)動(dòng)的靜摩擦力大于其動(dòng)摩擦力；第三，要求測(cè)井儀器在井底停留時(shí)間盡最大可能縮短。重鉆井液及巖屑在鉆井隊(duì)停止循環(huán)以后會(huì)沉淀數(shù)米的距離在井底，測(cè)井儀器的井底沖力過(guò)大，這容易造成砂橋卡和粘附情況。應(yīng)該在了解實(shí)際的井底深度的基礎(chǔ)上，測(cè)井儀器的下放速度在接近井底處而變慢，若接觸到井底應(yīng)該立即上提操作，切記不能較長(zhǎng)時(shí)間的將測(cè)井儀器停留在井底；第四，測(cè)井儀器的扶正器應(yīng)該正確使用。為了減少粘附卡，以及減小井壁接觸面，在一定的井眼要求下，測(cè)井施工配套使用扶正器；第五，套管鞋附近操作應(yīng)該格外注意。大肚子井眼容易在套管鞋位置出現(xiàn)，為了盡可能避免測(cè)井儀器卡在套管鞋，其通過(guò)速度此時(shí)應(yīng)該有所降低；第六，注意測(cè)井電纜保持有一定的張力。電纜易打扭出現(xiàn)在測(cè)井電纜下放過(guò)快情況下，這是由于電纜下放速度大于測(cè)井儀器在井中運(yùn)行速度。因此，測(cè)井電纜有一定的電纜張力在下放測(cè)井電纜中顯得尤為重要。應(yīng)該根據(jù)相關(guān)技術(shù)操作要求進(jìn)行；第七，對(duì)于弱點(diǎn)的正確選擇。

3.測(cè)井打撈工具的研制情況

3.1 電纜打撈矛

電纜外打撈矛和內(nèi)打撈矛系列化配套井眼尺寸為6in、81/2in、12 1/4in，其主要根據(jù)電纜掉入井內(nèi)的打撈特點(diǎn)設(shè)計(jì)。重點(diǎn)的改進(jìn)位于打撈矛在矛鉤設(shè)計(jì)，充分考慮安全性等特點(diǎn)，有效避免打撈電纜過(guò)程中矛鉤斷裂所引起的相關(guān)問(wèn)題。

3.2 CDL打撈器

不同直徑下井儀器的打撈則是通過(guò)更換配套的打撈環(huán)進(jìn)行的。相比于三珠打撈工具，其能夠抓住儀器的中部或下部，還具有處理縮徑及吸附卡造成的工程事故的能力，不同直徑的銑筒或套管可以通過(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換接頭進(jìn)行掛接。同時(shí)，可以在套管內(nèi)部包容整個(gè)儀器。

3.3 可退式卡瓦打撈器

這種可退式卡瓦打撈器能夠配合Φ86mm、Φ89mm、Φ92mm三種直徑儀器進(jìn)行打撈，其最大特點(diǎn)是通過(guò)更換卡瓦來(lái)來(lái)接不同規(guī)格的套管或銑筒，同時(shí)，還能抓住儀器的上部或中部。當(dāng)鉆具上提力量達(dá)到儀器可能被拉斷時(shí)，仍然存在儀器被卡情況，這樣為進(jìn)一步確保儀器安全，可以利用鉆具的操作而釋放掉儀器。另外，掛接5in、51/2in，7in套管或銑筒通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭而進(jìn)行配套打撈。

3.4 銑筒打撈器

針對(duì)測(cè)井中存在的井壁垮塌、縮徑、吸附卡等方面的遇卡問(wèn)題，配套設(shè)計(jì)5in、53/4in、7in三種規(guī)格，能夠配套各種規(guī)格的打撈器、套管或者相關(guān)的可退式卡瓦打撈器。

4.結(jié)語(yǔ)

要想能夠安全、高效地處理復(fù)雜井條件下的井下遇卡事故，應(yīng)該不斷對(duì)于測(cè)井儀器事故處理的工藝技術(shù)進(jìn)行完善，通過(guò)系列化的測(cè)井專用系列打撈工具的研制工具，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)井下事故的詳細(xì)分析，研制各種井下測(cè)井儀器具有打撈、釋放和套洗等多種功能的工具則是發(fā)展方向。

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