玉北8-19井钻井复杂情况分析

戴天德，张永强，赵忠梅

中国石油吐哈油田分公司监督中心（新疆鄯善838200）

玉北8-19井钻井复杂情况分析

戴天德，张永强，赵忠梅

中国石油吐哈油田分公司监督中心（新疆鄯善838200）

吐哈油田玉北6块位于玉北区块火焰山山脊带，属山地地形。玉北6构造由若干个断块组成，在地层交界面处，岩石受到挤压叠置，变形强烈，应力集中，从而形成断层、破碎带、煤层等复杂地层，易导致坍塌卡钻。通过该区块玉北8-19卡钻事故的处理情况分析，找出事故发生的原因，从中找出导致事故发生的原因，从而采取必要的措施，在今后钻井生产中加以避免。

煤层；定向井；断层；钻井

玉北8-19井是吐哈盆地鲁克沁油田玉北6区块的一口定向井。该井钻井工程难点是：存在多处煤层，且厚度与深度不定，地层发育不完整，有断层、破碎带，极易造成卡钻；井斜2.8°，稳斜段较长，地层倾角较大，不易控制。该井钻至西山窑层位时，断层破碎带发育良好，吸水性强，形成的泥饼不牢固，井壁易垮塌，造成垮塌卡钻。针对出现的问题，及时采取了措施，有效避免了类似事故的再次发生［1-2］。

玉北8-19井是一口定向井，设计井深4 430.32m，井斜2.84°，方位249.56°。实钻过程中，二开后，由于地层倾角较大，为了保证后期施工，在3 200m之前能够保证井斜在2°以内，平均每钻进2个单根要定向降斜4～5m；3 200m以后由于地层倾角过大，复合钻进1个单根井斜增1°。为了控制井斜，每个单根定向降斜4～5m，保持井斜在7°以内。

由于地层倾角影响，本井自然倾角在200°～220°，而靶方位在249°，所以控制很困难，影响钻井周期。

在2 760m发现煤层，最大煤层厚度69m、45m，2 760～3 662m煤层多达20多层，厚度1～18m不等，增加施工难度。3 400m以后以砂砾岩含石英为主，夹泥岩及煤线、煤层。砂砾岩胶结性较差。

钻至井深3 602m时，井斜偏大，起钻换1.25°螺杆进行降斜，钻至井深3 662m时，发生卡钻事故。

1 卡钻事故处理［3-5］

2016年3月24日18：20正常钻进至井深3 662m，发现转盘负荷变大，准备上提活动钻具。在上提2m时，悬重从原悬重100kN升至135kN，上提过程中憋泵，1个凡尔开泵，泵压12MPa，泥浆正常返出，钻具上提遇卡，下放遇阻，转盘不能正常旋转钻具卡死。①钻井液体系：乳化原油聚磺钻井液；②钻井液性能：密度1.36 g/cm3，中亚失水4.5mL，初终切3～7Pa，pH值9，含砂0.3%；③地层：克拉玛依组和西山窑组胶结面；④岩性：细砂岩及粗砾砂岩夹煤。事故的处理如下：

1）单凡尔正常循环配制稠塞携带井下岩屑，配制稠塞15m3，密度1.50g/cm3。由于单凡尔排量问题井底携砂没有到达预期的效果。然后反复来回提拉，逐渐增大上提拉力，最大上提钻具至2 200kN，震击器未震击，反复数次，均未震击解卡。

2）转盘强行转动提到原悬重1 000kN，利用转盘正旋转28圈，下压钻具至10kN，松开转盘转盘倒回28圈。反复憋停后改用转盘转动钻具未解卡。

3）原悬重1 000kN，上提钻具分别为1 600kN、1 800kN、2 000kN，下压至10kN未能解卡，21：00上提钻具悬重2 400kN，钻具被拉断，起出钻具19根+ 5.45m（半根），鱼顶位置199m。

4）接反扣钻具。接反扣钻具及反扣母锥下井打捞，成功倒出鱼头。

5）接正扣钻具加震击器对扣成功，经震击器反复作用，未解卡，判断卡点钻头附近，准备注解卡剂浸泡解卡。

6）地面混柴油4m3，解卡剂600kg，快替400L，混合液密度1.35g/cm3，注入井内，环空预算解卡剂位置3 662～3 460m，钻杆内预留高度150m。静止浸泡解卡，浸泡12h。

7）电缆测卡点3 630m，2016年3月27日22：00进行爆炸松扣，2016年3月28日成功起出钻具3 603m，钻具365根，加重10根，钻铤1根，落鱼钻具57.64m，卡钻解除。

2 事故原因分析

2.1 工程原因

1）在钻进过程中，执行特殊井段钻进操作规程不到位，钻遇易垮塌地层时应控压钻进，钻进几米应及时将钻头提离井底，反复破碎岩屑，充分循环使岩屑返出井口。

2）钻井液处理时黏度偏低（漏斗黏度54s），钻井液性能不能满足井下携砂要求，造成岩屑无法正常返出井口，也是引起井下复杂的因素之一。

3）管理方面存在麻痹大意思想，对井下复杂情况估计不足，在钻井液性能不能满足井下施工要求时没有循环调整钻井液，而是边钻进边调整钻井液性能。

2.2 地质原因

1）玉北6区块构造带在南断层与北断层控制的断背斜构造上，由若干个断块组成。由于推覆体构造，在侏罗系上盘和下盘交界面处，有断层分布，岩石受到挤压叠置，变形强烈，应力集中，从而形成了裂缝、断层、破碎带、煤层等复杂地层。J2x、J1地层煤层较为发育，易发生煤层失稳；断层较多，钻至断层附近，因断层应力释放、破碎带等原因叠加，导致井壁失稳。

2）由于地质构造中砂、砾等粗沉积物在压实作用下孔隙度变化不大，致使胶结程度降低。在钻井过程中易形成井壁垮塌，造成卡钻。而孔隙度变化小，又可以引起井漏。

3）J1地层岩性变化大，灰色泥岩、灰色泥质粉砂岩、灰色粉砂岩、灰色细砂岩互层，地层疏松、胶结程度低，对井壁稳定造成很大影响。

3 结论与建议

1）增加综合录井，在对本井地质情况进一步认识的基础上，做好地质预告及风险提示，尽快让钻井队熟悉并掌握岩层的地质特征，进行科学合理的优化设计，避免事故再次发生。

2）根据地震剖面，3 400m侧钻，位移控制在80m以内，结合施工情况和临井施工措施。

3）简化钻具结构：①井深3 400～3 650m，PDC钻头+无扶单弯螺杆+无磁1根+钻铤2根+加重钻杆1柱+随钻震击器+加重2柱+钻杆；②井深3 650～3 800m，PDC钻头+钻铤2根+加重钻杆1柱+随钻震击器+加重2柱+钻杆；③井深3 800～4 430m，PDC钻头+1度单弯+扶正器+无磁+钻铤2根+加重1柱+随钻震击器+加重2柱+钻杆。

4）工程方面：①钻进控制机械钻速大于1根/2h，严格执行钻遇煤层技术措施；②井深3 600～3 800m，加频短起下次数，至少12h短起下一次，每次不少于15柱；③每次上提钻具前，转盘转动并循环5min以上，观察振动筛返出情况，正常后才允许上提钻具，上提钻具高度必须大于10m；④由于地层倾角大，定向降斜选择非煤层井段；⑤煤层重点井段，坚持打一退二，特殊情况下可钻井10～30cm，上提钻具划眼。

5）钻井液方面：①优选合理的钻井液密度，形成合理的物理支撑，维护钻井液密度不低于1.36 g/cm3，起钻前适当提高井筒内钻井液密度，避免由于循环压耗引起的压力波动造成井壁失稳；②提高钻井液中膨润土含量，增强钻井液黏切，3 600m前，黏度不能太低（漏斗黏度不低于80s），3 600～3 800m，钻井液黏度不能太低（漏斗黏度不低于100s），保证有效悬浮和携带；③根据地层地质特征，利用刚性、柔性、粒径不规则的非渗透承压处理剂、单向压力封闭剂及目数不同的超细复配，在压差作用下嵌入渗透地层形成微小桥架，并在井壁聚集形成致密的封堵层，提高地层承压能力；④调整好钻井液的流变性，维持钻井液较高的动塑比0.5～0.7，防止动塑比过低对井壁冲刷严重，造成井壁失稳。

6）加强现场技术管理，落实钻遇复杂地层的技术措施，司钻房扶钻人员必须由有经验的司钻、副司钻操作，值班干部必须在司钻房监督落实，关键地层必须由队长或住井人员亲自监督。

Yubei 6 block of Tuha oilfield is located in the ridge zone of Flame Mountains，and it is mountainous terrain.The Yubei 6 structure is composed of a number of fault blocks.At the interface of the strata，the rock is pressed and folded，the deformation is strong，and the formation stress is concentrated，so some complex strata such as fault，fracture zone，coal seam and so on are formed，which easi⁃ly leads to the drill pipe sticking due to collapse.Through the and analysis of the drill pipe sticking accident of well Yubei 8-19 in the block，the cause of the accident is found out，so as to take the necessary measures to avoid the occurrence of the same accident in future drilling production again.

coal seam；directional well；fault；well drilling

戴天德（1970-），男，现主要从事钻井工程工作。