成功處理卡套管事故的一次實(shí)例

[摘 要]我單位在冀中能源峰峰集團(tuán)萬年礦排水鉆孔施工中，發(fā)生卡套管事故。經(jīng)采用油基解卡液浸泡卡點(diǎn)配合大力升舉，最后成功解卡。低成本高效率的解決了卡鉆，挽回了經(jīng)濟(jì)損失，取得了理想的效果。

[關(guān)鍵詞]油基解卡液 卡套管 解卡

中圖分類號(hào)：TE631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）34-0251-01

1 概述

冀中能源峰峰集團(tuán)萬年礦排水鉆孔由河北省煤田地質(zhì)局水文地質(zhì)隊(duì)302鉆機(jī)負(fù)責(zé)施工。施工設(shè)備選用施工設(shè)備選用車載鉆機(jī)，型號(hào)為SMJ5510TZJ25/1000Y。于2013年11月24日開孔，開孔用φ660mm牙輪鉆頭鉆進(jìn)，鉆進(jìn)122m，115m處見基巖，于12月6日下入φ560mm螺旋管122.5m，套管頭高出地面0.5m，水泥固管。換用φ508mm牙輪鉆頭，鉆進(jìn)至398m處后，換用φ311.1mm牙輪鉆頭鉆進(jìn)至500m，換用φ508mm牙輪鉆頭，擴(kuò)孔鉆進(jìn)至490m，進(jìn)行測(cè)斜、調(diào)漿等一系列工作為下φ426mm套管做準(zhǔn)備。

2月27日23時(shí)開始下φ426mm套管，3月1日17時(shí)，當(dāng)套管下到孔深358m（第35根），焊接好套管接頭后用鉆機(jī)提拔套管時(shí)，下放，下不去，上提，提升能力最大只達(dá)到60t，提不動(dòng)。施工設(shè)備選用車載鉆機(jī)，設(shè)計(jì)提升能力為100t。由于車載鉆機(jī)的提升能力未能達(dá)到產(chǎn)品應(yīng)有的性能，提升能力最大只達(dá)到60t，此時(shí)套管凈重量為58t，鉆機(jī)提拔不動(dòng)套管，造成該鉆孔套管被卡事故的發(fā)生。

冀中能源峰峰集團(tuán)萬年礦排水鉆孔施工設(shè)備選用施工設(shè)備選用車載鉆機(jī)，型號(hào)為SMJ5510TZJ25/1000Y，TBW1200/7B型泥漿泵，JSN-1型除砂器一臺(tái)等。

因?yàn)槭窃谙绿坠苓^程中發(fā)生的卡套管事故，只能焊接注漿管線循環(huán)鉆井液，而無法旋轉(zhuǎn)和活動(dòng)套管。

2 卡套管原因及情況分析

2.1 事故發(fā)生時(shí)的井身結(jié)構(gòu)及套管組合如下：

鉆孔結(jié)構(gòu)：0m～165m為φ660mm口徑，下φ580mm*8mm焊卷井口管165m，水泥固井口；

165m～490m為φ530mm口徑，下φ426mm*16mm無縫鋼管490m，P.O42.5水泥封閉孔壁；

490m-500m為φ216mm裸孔沉淀段。

2.2 卡鉆原因

2.2.1 通過現(xiàn)場(chǎng)施工情況來看，因?yàn)樵O(shè)備的實(shí)際運(yùn)行能力與廠家說明書介紹的情況不符，提升能力無法達(dá)到鉆機(jī)車設(shè)計(jì)要求。后經(jīng)廠家人員于3月1日23時(shí)調(diào)整，鉆機(jī)最大提升力能達(dá)到75T，但已為時(shí)已晚，造成了此次孔內(nèi)套管被卡事故的發(fā)生。

2.2.2 在鉆井液中，粘土顆粒的分散依靠本身所帶的負(fù)電荷。這種鉆井液在井壁上所形成的濾餅有很強(qiáng)的負(fù)電力場(chǎng)，而套管柱的表面要游離一部分鐵離子，具有很強(qiáng)的正電荷。濾餅上的負(fù)電荷與套管柱上的正電荷異性相吸，是導(dǎo)致卡套管發(fā)生的又一原因。

2.2.3 每根套管焊接時(shí)間為50分鐘左右，遠(yuǎn)超過鉆探作業(yè)安全規(guī)范中建議的3-5分鐘，且在套管焊接過程未采取上下活動(dòng)等防粘附卡鉆措施，是導(dǎo)致粘附卡鉆發(fā)生的又一原因。

2.3 情況分析

2月19日采用φ480×377口徑巖芯管進(jìn)行“圓孔”。“圓孔”后，于2月24號(hào)上午進(jìn)行了第一次用二根套管探孔，2月26日第二次用三根套管進(jìn)行探孔，很順利地探至預(yù)定深度490m，并進(jìn)行了鉆孔泥漿的調(diào)漿工作，泥漿測(cè)試結(jié)果見表1：

開泵后，循環(huán)正常。判斷為粘附卡鉆，且卡點(diǎn)位置應(yīng)位于下部套管處。

處理粘附卡鉆宜快不宜慢，在無法強(qiáng)力活動(dòng)的情況下，決定馬上購買材料現(xiàn)場(chǎng)配置油基解卡液。經(jīng)計(jì)算，所需解卡液用量為10.0m3。

3 所購油基解卡液配方、性能及解卡原理如下

3.1 配方：25-30%（解卡粉/柴油）+柴油+水（10-30%水/柴油）+有機(jī)土+重晶石+快T；

3.2 性能：密度1.01g/cm3、粘度25s。

3.3 解卡原理：油基解卡液為中性鉆井液，區(qū)別于水基鉆井液的帶電性，切斷粘附卡鉆的發(fā)生及繼續(xù)卡點(diǎn)上移的途徑。在油基解卡液內(nèi)各組分的共同作用下，迅速改變浸泡段的泥餅性能，降低井壁摩擦阻力、瓦解虛泥餅、使泥餅出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，平衡鉆井液在鉆具被粘附面與未被粘附面的之間的壓差，所以油基解卡液具有解卡的作用。

4 處理過程

事故發(fā)生后，我隊(duì)積極組織人員，迅速調(diào)配處理材料，采取了如下措施：

4.1 與鉆機(jī)車生產(chǎn)廠家（石煤機(jī)）聯(lián)系，排查問題，爭(zhēng)取盡快解決鉆機(jī)的提升問題；

4.2 購買解卡劑等材料，用柴油配制解卡漿10m3，3月5日注入孔內(nèi)對(duì)卡點(diǎn)進(jìn)行浸泡，解除套管環(huán)空吸附點(diǎn)；

4.3 3月8日開始，淘出套管內(nèi)泥漿，利用套管自身浮力（43.6t）幫助解卡；

4.4 3月12日在孔口澆筑水泥底座進(jìn)行加固，利用頂高增加套管上提力量，3月17日，上頂力65t，3月18日，上頂力80t，3月19日，上頂力增加至100t，套管出現(xiàn)松動(dòng)跡象，繼續(xù)保持上頂力，套管松動(dòng)量越來越大，判斷為解卡成功；

4.5 套管解卡后，當(dāng)即開始起拔套管，到3月21日，成功將孔內(nèi)φ426mm套管全部起出；

4.6 起出來的套管重新加工，然后順利進(jìn)行下套管作業(yè)，完井。

5 卡鉆處理過程中出現(xiàn)的問題及隱患

從卡鉆到注入解卡液，共用90小時(shí)。外購解卡液材料，花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，極有可能造成卡點(diǎn)上移或出現(xiàn)其他復(fù)雜情況。

6 結(jié)語

選用油基解卡液配合大力升舉對(duì)處理孔內(nèi)卡套管事故提供了一種極佳的實(shí)用方法，此次解卡取得了理想的效果，有效的縮短了事故處理的時(shí)間，簡(jiǎn)化了事故處理程序，防止了事故擴(kuò)大化。此次卡套管事故的處理，積累了寶貴的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，提供了有效的處理方法，有較好的推廣價(jià)值。

7 后記

通過對(duì)本次事故原因深入調(diào)查之后的認(rèn)真分析，我們建議有條件的鉆井隊(duì)或項(xiàng)目部，在施工類似鉆孔時(shí)，在容易發(fā)生粘附卡鉆的井段，最好使用高價(jià)陽離子（如Fe+3、Al+3、Si+4）聚合物體系的鉆井液，鉆井液內(nèi)加入固體潤滑劑、活性劑等減少濾餅的摩阻系數(shù)，采用螺紋連接的石油套管，縮短接套管時(shí)間，進(jìn)而縮短套管柱在井內(nèi)靜止時(shí)間，靜止時(shí)間不許超過5分鐘等合理措施，減少卡套管風(fēng)險(xiǎn)。并提前準(zhǔn)備好事故處理原材料（如：解卡粉，有機(jī)土，快T，在發(fā)生粘附卡鉆時(shí)，可以在現(xiàn)場(chǎng)馬上與柴油配置油基解卡液進(jìn)行處理），縮短事故處理時(shí)間，簡(jiǎn)化處理過程，避免事故擴(kuò)大化。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉廣志.特種鉆探工藝學(xué).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2005.

[2] 王平全，周世良.鉆井液處理劑及作用原理.北京：石油工業(yè)出版社，2003.

[3] 崔振江.石油鉆井生產(chǎn)實(shí)踐指導(dǎo)書.北京：石油出版社，1995.

[4] 渤海石油職業(yè)學(xué)院.鉆井工程（教材）.任丘：學(xué)院自行出版，2006.

[5] 吳翔.定向鉆進(jìn)原理與應(yīng)用.北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2006.

作者簡(jiǎn)介

席杰（1985——），男（漢族），河北人，河北省煤田地質(zhì)局水文地質(zhì)隊(duì)助理工程師，鉆井技術(shù)專業(yè)，從事鉆探技術(shù)工作。endprint