鹽井定向施工中固井問題處理及分析

＊范存章

（河北省煤田地質(zhì)局第二地質(zhì)隊 河北 054001）

1.概況

該井位于河北省邢臺市寧晉縣張家莊村東200m左右，為定向?qū)泳⒉甥u生產(chǎn)井，設(shè)計井深2957.8m，構(gòu)造為冀東南沉降區(qū)之束鹿斷凹中，目的層為沙河街組沙一段巖鹽層。預(yù)計石鹽埋深：2621.80-2871.5m。

井深結(jié)構(gòu)：

0-545.38m井段：井徑為φ346.1mm，下入鋼級為J55φ 273.1×8.89mm石油套管；

545.38-2833m井段：井徑為φ241.3mm，下入鋼級為N80φ 177.8×9.19mm石油套管及濾水管；

2833-2931m井段：井徑為φ146mm，裸眼完井。

鉆井目的：在原井組連線中間，新建成一口采鹵生產(chǎn)井與直井定向連通，連通水平井段高于鹽層底板3m左右。該井為定向井，該井造斜點為2680m。

2020年4月10日鉆進至2931m，在實現(xiàn)該井與原直井點對點連通過程中，下入點對點對接儀器時該井出新井眼。后注水泥漿封固井深2930-2669m，在封固過程中發(fā)生“插旗桿”事故。

2.事故過程

4月10日下入φ146mm刮刀鉆頭通井至2930m，循環(huán)泥漿，8點從井深2930m開始注水泥漿，9點注完水泥漿并替漿,共注入2.5m3水泥漿；50m φ152.4mm裸眼段環(huán)容0.91m3， φ177.8mm套管內(nèi)水泥漿體積1.59m3。φ177.8mm套管內(nèi)水泥漿液柱為84.53m，井內(nèi)水泥漿液柱共計134.53m。

10點鉆具上提136.19m，開泵循環(huán)沖洗4h40min，循環(huán)沖洗期間沒有上下活動鉆具，于下午2點40分停泵，更換泥漿泵缸套，鉆機保養(yǎng)。下午5點10分鉆具上提有勁，發(fā)生卡鉆事故。

此時，鉆具懸重40t，鉆頭深度2793.81m，井斜40.52°。井內(nèi)鉆具組合為：φ146mm刮刀鉆頭+4立根φ88.9mm鉆桿+7立根φ88.9mm加重鉆桿+φ88.9mm鉆桿。

3.“插旗桿”事故處理

(1)井內(nèi)情況分析

①發(fā)生卡鉆后，井內(nèi)循環(huán)通道通暢。

②卡鉆性質(zhì)為水泥初凝卡鉆。

③通過上提鉆具，通過上提鉆具60t、65t、70t、75t、 80t，記錄鉆具伸長量測量卡點位置在2690m左右。

(2)處理方案

①現(xiàn)場通過上下大力串動鉆具（控制上提下放拉壓力，避免拉斷鉆具）爭取解卡，下表為φ88.9mm鉆桿最小抗拉強度。

②同時現(xiàn)場做濃度在20%左右的稀鹽酸浸泡水泥石的地面試驗。并計算浸泡2600m到2793m井段所需鹽酸的方量。

③地面水泥石浸泡鹽酸實驗效果良好。鹽酸進場后在2600m到2793m井段浸泡鹽酸并活動鉆具，嘗試解卡。

④如浸泡鹽酸未能解卡，120震擊器進場后，使用震擊器嘗試解卡。

(3)處理過程

4月11日，下午注入鹽酸溶液濃度為24%，體積為3.75m3。注入井內(nèi)，替漿9.5m3，第一次間隔30min頂替1.2m3，第二次間隔20min頂替0.6m3，全部將鉆具內(nèi)鹽酸溶液頂替完畢，浸泡井段為2593-2793m，約200m左右。浸泡期間一直大幅度活動鉆具（拉力在10-80t之間）。21點30分后活動期間每1h開泵一次，井口返漿后停泵?；顒又?月12日早上8點未解卡，經(jīng)測算井內(nèi)鹽酸深度已上移至2200-2400m井段。

4月12日18點再次注酸，注入1m3前置液后注入4t鹽酸，共替漿11m3后浸泡，鉆具處于拉伸狀態(tài)，上提拉力10t，浸泡期間未活動鉆具。

4月13日3點鉆具上移0.3m，4月13日6點，現(xiàn)場技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)后開泵循環(huán)，憋泵；4月13日早上6點，活動鉆具時鉆具斷入井內(nèi)，提鉆。提出鉆具1257m，φ88.9m鉆桿公扣斷裂，見圖1。

圖1 φ88.9mm鉆桿斷裂處

4.落魚打撈

(1)井內(nèi)情況分析

井內(nèi)落魚情況：

①井內(nèi)落魚：127單根φ88.9mm鉆桿+21單根φ88.9mm加重鉆桿+12單根φ88.9mm鉆桿+φ146mm刮刀鉆頭。

②井內(nèi)落魚共1536m，鉆頭位置在2793m，井內(nèi)水泥面在2795m。

(2)落魚處置方案

使用反絲鉆具打撈落魚，同時視打撈情況使用震擊器解卡，爭取將斷落鉆具全部反出。如果嘗試各種方案仍無法將鉆頭提出，下步將采用開窗側(cè)鉆方案。

具體施工步驟如下：

①下入φ89mm反絲公錐+φ88.9mm反絲鉆桿，對89鉆桿進行打撈，打撈剩余鉆具；

②打撈成功后，視打撈情況下入φ88.9mm正絲鉆桿+安全接頭+φ121mm震擊器+φ88.9mm正絲鉆桿+方鉆桿的鉆具組合進行震擊，如果鉆具解卡則提出所有鉆具；

③震擊未成功，則從安全接頭倒扣，下公錐繼續(xù)打撈安全接頭和φ88.9mm鉆桿。

(3)落魚處置過程

下入打撈鉆具組合：φ88.9mm公錐+φ88.9mm反絲鉆具。

經(jīng)現(xiàn)場判定首先打撈出斷裂的公扣，然后使用φ88.9mm反絲鉆具打撈部分鉆具后，使用震擊器嘗試解卡。

打撈經(jīng)過如下：

表1 打撈過程

續(xù)表

第14次打撈時，落魚頭所處井段井斜為44.8°；兩次泡鹽酸泥漿破壞嚴重，卡點以上巖粉沉淀堆積嚴重，剩余鉆具很難全部處理完成，考慮工期與成本問題，剩余鉆具不再處理。

圖2 鉆具斷口

5.事故原因分析

（1）注水泥時，井隊帶鉆頭注水泥，違反操作規(guī)程。

（2）替漿及沖洗井內(nèi)多余水泥過程，未活動鉆具，造成水泥漿在鉆具與套管內(nèi)壁的間隙存留，造成卡鉆事故。

（3）上提鉆具深度計算失誤。共注入2.5m3水泥漿，裸眼段內(nèi)徑水泥漿液柱為50m共計0.91m3，套管內(nèi)水泥漿體積1.59m3，水泥漿液柱為84.53m，井內(nèi)水泥漿液柱共計134.53m。現(xiàn)場共將鉆具上提136.19m，即便考慮到裸眼井段因注清水存在井徑擴大，但也仍存在注水泥漿過程中頭尾部出現(xiàn)混漿造成水泥漿總體積增大，分析認為上提鉆具偏少，無法確保鉆具已全部提出水泥面。

（4）第二次泡鹽酸，按照施工工序在卡點深度浸泡16h過程中，未及時活動鉆具、間斷開泵頂通，且井內(nèi)情況出現(xiàn)變化（指重表指針動、鉆具上移0.3m）時班長未及時發(fā)現(xiàn)并通知項目經(jīng)理、機長，錯失最佳處理時機，導(dǎo)致循環(huán)通道堵死，失去將落魚完全處理上來的可能。

6.總結(jié)

在“插旗桿”及后續(xù)事故處理中，井隊施工存在諸多違反規(guī)范操作現(xiàn)象，對今后規(guī)范井隊施工起到警示作用；本次事故增加了施工工期、成本，也為后續(xù)施工增加難度。