顺鱼划眼实践

张　杰　何文平　常忠勇　邓　辉（中国石油天然气集团公司川庆钻探工程有限公司川东钻探公司）



顺鱼划眼实践

张杰何文平常忠勇邓辉
（中国石油天然气集团公司川庆钻探工程有限公司川东钻探公司）

摘要储气库是国家能源建设的战略工程、民生工程，而作为地下建设的钻井、试修工程成败直接威胁到整个储气库的建设成败，当钻穿储气层后能否对其实施有效的控制或封堵，是决定整个储气库建设成败的关键。通过介绍钻井工程出现卡钻故障无法打捞落鱼，采用顺鱼划眼方式，让井眼越过落鱼段后实现上下贯通，恢复对储层的有效控制，保证储层的有效性和完整性。用顺鱼划线方式对卡钻故障处理属行业首创，是一种思路创新和技术储备，为储气库建设奠定了基础。表1参1

关键词紧贴落鱼扩划井眼找回原井眼

1　顺鱼划眼背景简介

在2012年底储气库地下建设的XC-1井按工程设计采用大直径、大斜度的方式钻至储气层－石炭系，并实现水平穿越石炭系30 m至井深2525 m后使用暂堵剂3H进行暂堵目的层水平段，依照按工程技术方案进行下步固井前的单、双、三稳定器通井，下Φ244.5 mm套管固井作业，但在通井划眼至井深2120 m上提钻具出现卡钻，卡钻鱼顶井深2032.25 m、鱼底井深2110.5 m、层位：茅二；岩性：灰岩；采取浸泡盐酸、大幅度震击、爆炸松扣、套铣、连续油管通钻落鱼水眼、极限强度倒扣等多种方法也不能实现对井下落鱼倒扣打捞，该井储气层钻穿后采用3H暂堵不能满足长期封堵要求，且该储气库地层茅口组是经过多年开采的压力衰竭层，，该井储气层不能有效控制或封堵，将导致注入储层天然气泄漏进入茅口组而无法控制。采用填井侧钻即使钻救援井也不能保障所钻井眼与原井眼轨迹重合，从而恢复对储气层的控制；在此背景下大胆实践顺鱼划眼越过落鱼后实现新老井眼的重合。

2　顺鱼划眼思路

采用铣锥、拱锥或碳化钨胎体制成的金刚石钻头，利用原井眼与钻具的环形间隙，紧贴井下落鱼一侧划眼，工具越过鱼顶后始终沿落鱼的左上方、正上方或右上方紧贴落鱼划眼，新划出井眼与井下落鱼外径形成的两圆相切，在划眼过程中利用铣锥等工具前部作为引导，工具切削重心自动由切削阻力强向切削阻力弱的方向偏斜原理。在落鱼结构中遇稳定器、钻头等工具位置时，采用切削能力强、使用钻压小的工具，是防止稳定器、钻头等工具的大倒角面迫使工具向外划眼造成新老井眼分离和加快顺鱼划眼速度。

3　顺鱼划眼风险及控制措施

3.1潜在风险

（1）卡钻风险

（2）扩划出新井眼风险

（3）划眼工具损坏掉落风险（4）钻具失效风险

（5）落鱼松动后滑落卡钻风险。

3.2控制措施

（1）对前期的井下情况认真分析制定以下防卡技术措施

（2）采用合理的钻井液密度，保持井壁稳定不垮塌、井下无漏失。

（3）在钻井液中加入润滑剂，减小钻井液的摩擦阻力。

1）钻井液其它性能满足设计要求。

2）在钻井液出口放置磁捞器定时清理，及时分析井下情况和保证钻井液的清洁度。

3）定时大排量循环钻井液1～1.5周，带出井内铁屑防止铁屑积累过多形成桥接造成卡钻。

4）采取遇阻、遇卡就及时划眼的办法，严禁硬提强压。

5）记录、分析各参数，防止落鱼松动造成第二次卡钻，如出现落鱼松动只有放弃顺鱼划眼转入落鱼打捞工作。

6）严格执行各项操作规程，杜绝违章作业。

7）采取技术干部跟班值班，及时分析井下情况、加大复杂预防和加快复杂处理速度。

（4）防止扩划出新井眼措施

1）选用工具下部带引导部分，下小上大，下面引导上部扩眼。

2）选用和井下落鱼刚度基本一致的钻具组合。

3）每0.5 m取样留存，观察岩屑、铁屑含量分析，综合划眼速度、工具切削能力进行判断。

4）依据使用钻具和井下情况合理控制扭矩值，扭矩值变化大与控制扭矩为主，扭矩值平稳控制钻压为主。

5）根据工具使用时间，实时调整钻压，钻压控制0.5～50 kN。

（5）防止划眼工具损坏掉落措施

1）不得使用带活动部件的工具，比如：牙轮钻头。

2）不得使用保径部分刀翼间距较大的工具，如：PDC钻头。

3）入井工具必须绘制草图。

4）工具每次入井必须进行探伤检查，无疑问方可入井。

5）按规定扭矩值上紧各道丝扣。

6）入井工具外径必须保持一致，不得忽大忽小。

7）加强使用过程中对工具的能力和寿命判断，出现异常及时分析采取对应措施，否则立即起钻。

（6）防止钻具失效措施

1）钻杆每使用50～60 h倒换位置、加重钻杆分组使用，防止疲劳破坏。

2）加重钻杆、钻挺、接头每次入井必须进行探伤检查，无疑问方可入井。

3）按规定扭矩值上紧各道丝扣。

4）起下钻过程加强检查，发现明显磨损、缺陷不能满足技术规定的钻具接头及时更换。

5）每10 min记录、核对划眼参数一次，加强对比分析，及时分析钻具或井下异常。

6）严格控制钻压、扭矩值设定

4　顺鱼划眼准备

4.1井眼准备

（1）采用与原井眼直径一致的钻头通井到鱼顶，保障井下畅通无阻。

（2）调整钻井液满足技术要求，井下不垮不漏，井壁稳定。

（3）检查、维护、保养好钻井设备，保证灵敏、准确。

4.2扩划眼工具准备

（1）和落鱼直径相当的铣锥、拱锥数只。

（2）与铣锥直径一致的碳化钨胎体金刚石钻头2只。

（3）比铣锥直径略小5～10 mm的平底磨鞋2只。

4.3人员准备

（1）根据单位技术人员配置情况，合理补充工程技术人员。

（2）派驻钻具、工具探伤人员。

（3）如需现场加工工具，增派工具加工人员。

5　顺鱼划眼实践

5.1前期井下情况

XC-1井在2012年11月26日执行固井前通井，单稳定器通井至井深2120 m上提钻具至井深2110.5 m发生卡钻，采取浸泡盐酸、大幅度震击、爆炸松扣、套铣、连续油管通钻落鱼水眼、极限强度倒扣等多种方法也不能实现对井下落鱼倒扣打捞，数次爆炸松扣倒扣至鱼顶井深2032.25 m，鱼底井深2110.5 m、层位：茅二；岩性：灰岩；套铣作业时双级扣套铣管丝扣损坏掉落在井深2039.89 m，井下落鱼78.25 m；爆炸松扣工具通落鱼内径至井深2040 m遇阻、连续油管钻铣落鱼水眼失败，故障处理陷入僵局。

落鱼结构：Φ311.2 mm钻头×0.28 m+630×730双母接头×0.53 m+Φ228.6 mm钻挺×1.72 m+Φ308 mm稳定器×1.05 m+Φ228.6 mm钻挺×36.87m+731×630× 0.39 m+Φ203.2 mm钻挺×18.39 m+631×410×0.37 m+ Φ177.8 mm钻挺×18.17 m+反扣411大头公锥×0.48 m=78.25 m

由于该井水平穿越石炭系30 m使用3H暂堵，不能满足长期封堵的要求，势必要找回原井眼恢复对储气层的控制或封堵，在毫无技术方案的情况下大胆实践采用顺鱼划眼办法进行找回老井眼工作。

（1）Φ215 mm铣锥+MWD顺鱼划眼

钻具组合：215 mm铣锥+521×410+定向接头+无磁承压钻杆+加重钻杆×132.74m+411×410DS+5”钻杆

钻铣参数：

钻压：10～30 kN，转速：50 r/min，泵压:10 MPa，排量：39 L/s，扭矩：5～9 kN·m，顶驱扭矩设置：15 kN·m。

第一次Φ215mm铣锥划眼井段2032.35～2042.93m。

第二次Φ215mm铣锥划眼井段2042.93～2053.30m。

两次Φ215 mm铣锥出井磨损均大5～8 mm，井斜2043.41 m，井斜55.63°，井深2045.19 m，井斜55.55°。与原井眼数据不符，井斜出现下降趋势，第二次起钻在掉落焊口短节深度2040 m和鱼顶3032.35 m下放遇阻上提挂卡。

（2）Φ308 mm铣锥+MWD顺鱼划眼

钻具组合：Φ308 mm铣锥+731×630 +Φ203 mm钻铤×9.21 m+631×410 +定向接头+无磁钻杆×9.16 m+加重钻杆×18.59 m+411×410DS +Φ127 mm钻杆

钻铣参数：钻压：10～40 kN转速：50 r/min，泵压:14.5 MPa，

排量：42 L/s扭矩：4～10 kN·m顶驱扭矩设置：18 kN·m

第一次Φ308mm铣锥划眼井段2033.55～2081.97m。

第二次Φ308mm铣锥划眼井段2081.97～2094.94m。

第三次Φ308mm铣锥划眼井段2094.94～2102.33m。

第四次Φ308mm铣锥划眼井段2102.33～2107.44m。

（3）Φ308 mm磨鞋磨铣为Φ308 mm碳化钨胎体金刚石钻头钻铣稳定器奠定基础。

磨铣钻具结构:Φ308 mm铣锥+731×630 +定向接头+Φ203 mm无磁钻铤+631×410 +加重钻杆× 132.12 m+411×410DS +Φ127 mm钻杆

钻铣参数：

钻压：10～30 kN，转速：50 r/min，泵压:9.0 MPa，排量：35 L/s，扭矩：4～8 kN·m，顶驱扭矩设置：15 kN·m。

Φ308 mm磨鞋在井深2081.82 m遇阻，磨铣至2107.02 m基本无进展，起出磨鞋外径磨小至301 mm。

（4）Φ308mm碳化钨胎体金刚石钻头钻磨稳定器

钻铣钻具结构:Φ308 mm金刚石钻头×0.42 m+ 630×630×0.70 m+Φ203 mm钻铤×9.21 m+631×410× 0.38 m +Φ127 mm加重钻杆×132.12 m+411×410DS + Φ127 mm钻杆

钻铣参数：

钻压：10～30kN，转速：50r/min，泵压:9.0MPa，排量：35 L/s，扭矩：4～8 kN·m，顶驱扭矩设置：15 kN·m。

1月14日21:40下钻至井深1918.85 m遇阻、间断划眼至2107.30 m，15日20:00顺鱼钻铣2108.28 m，循环起钻完钻头Φ308 mm，磨损为Φ304 mm。

（5）第五次Φ308 mm铣锥划眼井段2108.28～2113 m。

1月18日14:00用Φ308 mm铣锥扩划眼至2113m放空回原井眼，实践采用顺鱼划眼的办法找回老井眼获得成功。

（6）传输电测检查落鱼段井径（表1）

表1　落鱼段井径数据表

（续上表）

6　顺鱼划眼中出现的优与缺

（1）本次实践中大胆使用Φ308 mm碳化钨胎体金刚石钻头钻铣稳定器很成功，仅使用1只金刚石钻头钻铣完棱长为0.6 m的Φ308 mm稳定器，耗用时间为14.5 h，比使用磨鞋等工具节约时间数天。

（2）现场采用1只铣锥入井使用，另1只制作好备用2只铣锥交替使用，尽可能减少工具费用。

（3）采用小一级工具扩划眼效果不如使用和原井眼直径相当的工具效果好。

（4）由于紧贴落鱼，采用MWD检测井斜受到磁场干扰，井斜、方位数据仅供参考。

（5）采用现场加工铣锥直径控制难度大，铣锥外径时大时小，造成重复扩划眼。

7　结论

为满足对储气库储层的有效控制或封堵，此次大胆探索顺着落鱼扩划井眼，维持钻具的刚度和强度坚持使用相同的钻具结构，从2013年1月2日10:00开始铣锥修整鱼顶、顺着钻铤扩划眼、磨鞋和金刚石钻头钻铣稳定器、铣锥通过稳定器、短钻铤、接头到钻头、原井眼，于1月18日14:00结束，耗时16.17 d折合388 h顺利实现扩划井眼与原井眼重合，为储气层的有效控制或封堵奠定坚实的基础，此举是公司首次乃至行业首创，也是为以后的钻井故障处理探索出一条新路。

参考文献

1蒋希文.钻井事故与复杂问题[M].北京：石油工业出版社. 2002.6 ISBN7-5021-3193-0.

（收到日期2015-05-08编辑文敏）

作者简介张杰，男，1970年出生，高级技师；从事钻井技术服务工作。地址：（400021）重庆市渝北区汉渝路101号川东钻探公司技术应用研究中心工程事故复杂处理中心。电话：（023）67370066，13650537692。E-mail：cdztzj1970@163.com