長寧X-H井長水平段Schlumberger旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向儀掉井處理

馮志軍， 馮 果， 唐基偉， 萬 杰， 銀立平

(川慶鉆探工程公司川東鉆探公司技術(shù)應(yīng)用研究中心)

長寧區(qū)塊頁巖氣平臺井多以隨鉆監(jiān)測伽馬的方式保證在目的層箱體最大限度的獲取優(yōu)質(zhì)的碳質(zhì)頁巖井段，Schlumberger旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向在長寧X-H井目的層進行導(dǎo)向鉆進時發(fā)現(xiàn)伽馬變化時需對鉆進方向進行調(diào)整，在地面發(fā)出指令時發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向工具出現(xiàn)問題，落魚短5.30 m且處于長水平段碳質(zhì)頁巖井段1 359 m處[1]。

一、事故井概況

1.事故起因

長寧X-H井旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向至井深4 379.71 m，22 ∶12 Schlumberger發(fā)指令無反饋信號，立壓(正常鉆進立壓24.7 MPa)，轉(zhuǎn)速35 r/min，扭矩16～22 kN·m，排量28 L/s，懸重900 kN；經(jīng)活動鉆具后 23 ∶30重新開泵，發(fā)現(xiàn)立壓下降2.5 MPa，懸重?zé)o變化，檢查地面設(shè)備無異常；起鉆完，發(fā)現(xiàn)斯倫貝謝信號接收器公扣距根部2.5 cm處斷裂。

2．落魚結(jié)構(gòu)

?215.9 mm PDC鉆頭0.24 m+旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向儀器5.06 m(信號傳輸器公扣斷在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向母扣中90 mm)=5.30 m。

3.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

鉆具事故井深：4 379.71 m，層位：龍馬溪，巖性：頁巖，鉆井液性能：密度2.12 g/cm3，黏度68 s，失水2.8 mL，濾餅0.5 mm，初切/終切1/6.5，體系：高性能水基鉆井液。

起下鉆摩阻情況：鉆進時鉆具懸重90 t，裸眼井段起鉆摩阻50～70 t，裸眼井段下鉆摩阻45～50 t。

井身結(jié)構(gòu)：?244.5 mm套管下至1 801.67 m；關(guān)鍵定向數(shù)據(jù)：龍馬溪組A點2 966 m。

靶區(qū)要求設(shè)計軌跡如圖1。

圖1 靶區(qū)要求設(shè)計軌跡

二、落魚事故處理難點

(1)頁巖氣井長寧區(qū)塊鉆井目的層多以龍馬溪組的為目的層，目的層鉆進多以旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進，隨鉆監(jiān)測伽馬的方式來保證在箱體里最大限度獲取優(yōu)質(zhì)的碳質(zhì)頁巖井段，因此鉆具承受的交變應(yīng)力過大是造成儀落井的主要原因，同時也易造成鉆具在水平段進出困難。

(2)該井為頁巖氣平臺井，同一井場布有6口井，如圖1所示在井深1 850～2 000 m井段因井眼軌跡變化過大，需使用頂部驅(qū)動裝置開泵旋轉(zhuǎn)起下鉆具才能通過該井段。

(3)長水平井段起下鉆摩阻大不易通過遇阻判斷打撈工具是否接觸魚頂。

(4)落魚短重量輕且平躺在優(yōu)質(zhì)的碳質(zhì)頁巖井底在打撈過程中易出現(xiàn)碰垮井壁摸不到魚頭的可能。

(5)與常規(guī)直井引扣及造扣方式不同，儀器落魚只有5.3 m過短，在造扣時加壓過少落魚易產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，加壓過大在碳質(zhì)頁巖井段打撈工具易造偏滑扣。

圖2 地面模擬魚頭

圖3 處理后的公錐

三、處理工具選擇及可行性方法論證

對起出的拆斷信號接收器進行分析，應(yīng)力槽斷魚長25 mm,地面分析魚頂內(nèi)裝有一浮閥結(jié)構(gòu)如圖2，對井下落魚的打撈只有外撈和內(nèi)撈兩種方法[2-3]。

1．外撈可行性分析

卡瓦打撈筒外撈：落魚旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向儀外徑175 mm，內(nèi)徑79 mm ，從落魚尺寸上分析最適合打撈工具為卡瓦打撈筒；LT/T206外徑偏大，工具只比鉆頭小10 mm，下入魚頂不易；但在撈獲井下落魚后因定向繞障和水平井段起下鉆困難的因素，還需劃眼才能進入套管鞋，在使用頂驅(qū)倒劃眼過程中易將落魚重新掉入井內(nèi)，因此否定卡瓦打撈筒作為入井工具。

母錐外撈：因落魚旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向儀外徑175 mm，對應(yīng)的IPA標(biāo)準(zhǔn)母錐MZ ?168.3 mm，外徑219 mm,已不適合?215.9 mm井使用；非標(biāo)母錐?206 mm因其壁厚不足，造扣的強度也不足易造成母錐脹破；LT/T206卡瓦打撈筒一樣在長水平井段下鉆需通過劃眼才能到達(dá)魚頂，只作備選。

2.內(nèi)撈可行性分析

內(nèi)撈：根據(jù)起出的信號接收器斷裂的公扣分析仍有90 mm 長度斷在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向儀的母扣中，能滿足公錐造扣4～5扣要求，但?114.3 mm公錐過長無法通過導(dǎo)向儀內(nèi)裝的浮閥，需對該公錐進行現(xiàn)場改造，使之能滿足魚頂造扣部位的外徑及進扣長度，見圖3。

為保證公錐能順利地引扣及造扣，在入井公錐后面加入?165.1 mm螺旋鉆鋌1柱盡量接近Schlumberger旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具組合的外徑及剛性，便于公錐進及起到扶正的作用，同時增強整個打撈鉆具的穩(wěn)定性。

四、落魚打撈

1.落魚打撈

打撈組合：?114.3 mm加工公錐×0.54 m+411×410安全接頭×0.65 m+411×410回壓凡爾×0.65 m+?165.1 mm螺旋鉆鋌1柱×27.48 m+?127 mm鉆桿+411×520DS接頭×0.49 m+?139.7 mm鉆桿…

探魚頂：接?114.3 mm加工公錐下鉆至井深理論魚頂4 366.28 m；循環(huán)排后效，立壓17.2 MPa，排量1 548 L/min；開泵旋轉(zhuǎn)下放鉆具至井深4 374.41 m探得魚頂，泵壓5.9↑9.6 MPa，排量900 L/min；停頂驅(qū)帶泵上提鉆具提離魚頂3 m 泵壓9.6↓5.9 MPa確認(rèn)無掛卡并記錄此時的上提拉力；再一次開泵旋轉(zhuǎn)下放鉆具至魚頂，確認(rèn)公錐進入魚頭。

停泵，分三次設(shè)定頂驅(qū)動裝置引扣扭矩、造扣扭矩、終了造扣扭矩，其中在扭矩24 kN·m發(fā)現(xiàn)鉆頭轉(zhuǎn)動，逐漸加壓至130 kN，旋轉(zhuǎn)造扣，扭矩16.2↑28.1 kN·m，回扭矩后開泵泵壓9.6 MPa，排量900 L/min；上提鉆具3 m，與記錄的探魚頂上提拉力對比確定公錐撈穩(wěn)井下儀器，停泵起鉆。

2.帶落魚倒劃眼起鉆

起鉆懸重控制在140 t以內(nèi)并呈遞減，起鉆至井深1 829.55 m遇阻；扭矩控制在15 kN·m以內(nèi)，井段1 829.55～1 804.78 m，轉(zhuǎn)速30～40 r/min，立壓3.5 MPa，排量660 L/min，扭矩6～12 kN·m；起鉆完，撈獲井下全部落魚，落魚結(jié)構(gòu)：?215.9 mm PDC鉆頭0.24 m+旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向儀器5.06 m=5.30 m。

五、結(jié)論與建議

(1)從源頭上避免在水平井段出現(xiàn)井下鉆具事故。本井Schlumberger導(dǎo)向工具入井13 d使用時間較長，工具疲勞程度大是本次鉆具事故發(fā)生的直接原因。入井前強化鉆具及入井工具的檢測，每次起鉆對鉆鋌及井下工具聯(lián)接部位進行探傷檢查，有問題的鉆具和儀器及時倒出[4]。

(2)在井下出現(xiàn)鉆具事故時，除了分析魚頭處還要對鉆具進行管柱力學(xué)進行分析，在選用的入井打撈工具進行強度、下入與起出難易度、使用方式綜合對比，進行桌面演練，再制定出完善的打撈方案。

(3)在定向鉆進中技術(shù)人員應(yīng)掌握井眼軌跡的相關(guān)數(shù)據(jù)，加強對全角變化率的監(jiān)測，及時調(diào)查整好井眼軌跡，確保在水平井段入靶A點上部井眼軌跡平滑，避免導(dǎo)向工具在進入點前過多的劃眼作業(yè)，減輕對導(dǎo)向工具的疲動危害[5-6]。

(4)加強鉆進參數(shù)的觀察記錄，有異常及時能發(fā)現(xiàn)，進行檢查，長寧X-H井在發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向工具無信號時沒有反復(fù)開泵長時間調(diào)試，保證了碳質(zhì)頁巖井段井壁的穩(wěn)定為下一步打撈創(chuàng)造了條件。

[1]蔣希文. 鉆井事故復(fù)雜與問題[M].北京：石油工業(yè)出版社,2002.

[2]黃華祥，胡春勤，章桂庭,等.水平段裸眼打撈管柱優(yōu)化研究與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝,2013,35(5)：126-128.

[3]馮志軍，古光平，王化平，等. 龍114高摩托阻長落魚事故處理 [J].石油鉆采工藝,2013,35(5)：129-131.

[4]章?lián)P波. 鉆柱運動學(xué)與動力學(xué)有所用 [M].北京：石油工業(yè)出版社，2001.

[5]李克向. 國外大移位井鉆井技術(shù) [M].北京：石油工業(yè)出版社，1998.

[6]劉景成.深井超深井鉆井技術(shù)與復(fù)雜鉆井新工藝及鉆井質(zhì)量全過程控制手冊[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，2006.