孔雀亭B2H井卡钻事故处理与认识

王喜杰，陈 刚

孔雀亭B2H井卡钻事故处理与认识

王喜杰，陈 刚

（中海油能源发展股份有限公司工程技术上海分公司，上海 200335）

孔雀亭B2H井在φ212.725mm井眼钻井施工中因地层垮塌埋钻具造成了卡钻事故，在处理本次事故中，采用大吨位活动钻具、蹩扭下压、带压上提、机械震击等手段均未能解卡。现场结合钻具在井眼中状态、地层及套管承压能力，采用环空打压的方式，最终成功解卡。环空打压方式的使用，拓宽了卡钻事故处理方法，为后续同类型事故的处理积累了经验。

坍塌卡钻；环空打压；深部地层；地层承压能力

卡钻事故是指在钻井作业中，由于井内原因，钻柱在井眼内不能上提、下放或者转动的现象[1]。卡钻类型较多，根据不同卡钻类型，处理手段也不尽相同。常规处理手段有上提（钻具安全载荷内）、下压、上下震击、蹩扭矩下压、浸泡解卡剂等[2]。孔雀亭B2H井φ212.725mm井眼发生了因井壁失稳坍塌造成的卡钻事故，现场根据井眼情况，采用常规解卡手段无法解卡后，决定采用关闭防喷器，进行环空打压的方式进行解卡，最终成功解卡。通过本次尝试取得了一些经验和认识，能对同类型卡钻解卡作业提供新的思路和方法。

1 基本情况

孔雀亭B2H井为一口水平开发井，井身结构如图1所示。

采用四开井身结构，φ244.475mm套管下至井深4694.5m，φ212.725mm井眼为水平段钻进，使用EZFLOW钻开液进行储层钻进。钻进新地层后，进行地层完整性实验，求得φ244.475mm管鞋处当量钻井液密度1.71g/cm3，地层未发生漏失，满足下部井段作业要求。

φ212.725mm井眼钻进自4700m钻进至5077.63m，裸眼段长度377.63m。自4700m增斜钻进，增至最大井斜88.40°，测深5014.24m。实钻井眼轨迹如表1所示。

钻进至5077.63m，进行短起下钻，验证上部井眼，在下钻至5047m时，发生卡钻事故，被卡钻具组合为：φ212.725mm PDC钻头 +φ171.45mm Xceed+φ171.45mm Lower C-Link+φ171.45mm FLIT-SUB+X/O+φ171.45mm Votexmotor+φ171.45mm UpperC-Link+φ171.45mm ARC+φ171.45mm Telescope+φ171.45mm NMDC+F/V（箭式，不带眼）+φ171.45mm（F/J+JAR）+X/O+HWDP*17，BHA总长度222.03m，总重量46klbs。

图1 孔雀亭B2H井实钻井身结构

表1 φ212.725mm井段实钻井眼轨迹

2 卡钻发生经过

2016年2月6日22∶08短起下钻至5047m（钻头距离井底约30m），接顶驱开泵5冲打通，见返出后，开转速10，泵压快速上涨至1126psi（1psi=6.895kPa），顶驱蹩停（顶驱限扭35klbf·ft）；停泵，释放反扭矩，再次开泵，泵压迅速上涨至3147psi，悬重自412klbs减少至348klbs，停泵泄压；尝试上下活动钻具；再次开泵5冲，泵压上涨至2446psi，无返出，尝试开转速，顶驱蹩停；无法上下活动钻具，无法转动，循环通道无法建立，钻具被彻底卡死。

3 卡钻处理过程

3.1 处理思路

大斜度井或水平段井眼清洁不充分，井眼低边岩屑堆积沉淀，短起下钻头、钻具剐蹭井壁，井眼轻微垮塌，岩屑堆积增加，开泵及开转速旋转扰动，憋压导致环空被堵实。根据分析，初步判断卡钻原因为井眼环空堵塞。尝试建立循环通道为本次解卡的第一原则，配合提拉、憋扭等常规手段，尝试解卡。

3.2 处理过程

保持泵压300～800psi，顶驱悬重270～600klbs（5-1/2"S135优类钻杆24.7lb，现场按照80%安全余量，抗拉极限为550klbs，最大抗扭56000lb·ft，顶驱自重90klbs）内上下活动，每次活动钻具，稳定1～5min，等待力充分传递，同时密切关注泵压及井口返出的情况。重复上述动作半小时，钻具未解卡，循环无法建立。

保持泵压300～800psi，蹩扭矩至48000lb·ft进行下压，最大下压至顶驱悬重90klbs，稳定1～5min，等待扭矩、力充分传递，释放扭矩后进行上提动作，最大提至顶驱悬重610klbs，配合重复以上动作，卡点未动，无法建立循环（蹩扭过程中严禁进行过提动作，避免钻具因屈曲造成抗拉能力减小的情况）。

保持泵压300～800psi，最大上提至顶驱悬重650klbs，最高蹩扭矩至52000lb·ft，蹩扭后进行快速下压钻具，等待扭矩、力充分传递，释放扭矩后再次上提至650klbs，因上提吨位、蹩扭等都较大，为防止钻具疲劳造成次生事故，两个动作间歇性配合重复。卡点仍未松动，循环未建立。

考虑到钻头位置距离井底有约30m的空间，井眼为大斜度井，井壁坍塌碎块会集中在井眼低边，环空中坍塌碎块有下行空间，一旦环空坍塌碎块下行，环空岩屑就会松动，有可能建立循环。另外，由于卡钻时，突然憋压，卡点位置以下空间存在圈闭压力，给钻具提供了一个上顶力，通过环空打压提供一个平衡压力后，能增加下压的吨位。释放钻杆内压力，调节万能防喷器BOP操作压力，避开钻杆接头关闭万能防喷器，通过固井泵对环空逐步打压至3800psi，同时蹩扭矩至52000lb·ft，快速下压至顶驱悬重90klbs，稳定5min，等待力传递，进行第四次重复下压动作后，下压至顶驱悬重90klbs，钻具下行2m，多次重复后，循环仍未建立，考虑环空打压过高，防喷器及地面设备承压能力问题，防止地层压漏，未再进行多次尝试。但通过环空打压，钻具下行2m，说明卡点已经出现松动解卡迹象。

保持泵压300～500psi，上提、蹩扭重复配合进行解卡动作，同时加大力、扭矩传递时间，多次重复动作后，在上提至顶驱悬重600klbs时，悬重突降20klbs，钻杆内压力降低200psi，环空见返出，保持钻具不动，开泵，等待泵压及返出流量稳定后，逐步提高排量至正常循环排量。充分循环干净后，上提钻具至正常悬重490klbs，钻具提活，尝试开转速，扭矩波动较大，待扭矩平稳后，逐步提高转速至60r/min，扭矩恢复正常，至此本次卡钻事故解除。

图2 循环期间返出煤块、煤屑及碳质泥岩碎块

4 卡钻原因分析

本口井卡钻的引起是多方面的，具体卡钻原因分析如下：

4.1 人为误操作

下钻过程中出现轻微遇阻的情况，说明井眼不干净或发生轻微垮塌。在下钻到底后，未开泵至正常排量，且泵压未稳定，立刻开顶驱旋转，导致环空被扰动起的岩屑堵塞，造成憋压，出现憋压抬钻具情况后，未及时降低泵速，使卡钻情况更为严重。两次快速打压、放压，地层产生“呼吸”效应，造成煤层及碳质泥岩垮塌增大，进一步增加了处理难度。

4.2 地层方面认识不清

本段设计为储层段钻进，岩性为砂岩。实际钻进过程中钻遇大套煤层及泥岩，砂岩钻遇率极低。377m进尺，共钻遇24套煤层，累计厚度达28m，6层碳质泥岩，累计厚度19m。煤层、碳质泥岩垮塌，是造成本次卡钻事故的最主要原因。

4.3 泥浆体系与地层不配伍

EZFLOW钻井液体系为储层保护钻开液，主要针对砂岩储层段进行钻进。本体系对泥岩及煤层的封堵性和抑制性不足，导致在“水锤效应”[3]及压力激动时，井壁垮塌。

5 总结及建议

（1）防卡重要性高于解卡，预防为主。针对煤层及碳质泥岩应提高泥浆性能的封堵性和抑制性，改善泥饼质量，有效控制煤层垮塌。

（2）提高操作人员的技术水平，做到精细操作，重点关注井下易出现复杂情况的井段，任何时候都不能麻痹大意。出现与设计不符的情况，在工程上要做好预防措施。

（3）目前使用的井下钻具组合，均带有浮阀，只能单向流动。出现憋压情况后，卡点以下存在圈闭压力，平衡圈闭压力后，能够增加钻具下压的极限吨位，为解卡提供了更大的处理空间。

（4）环空打平衡压方式的运用为本次解卡提供了很大帮助，在卡钻时发生憋压，且常规解卡手段未能解卡后，可尝试运用此方法，但要注意本方法仅适用于地层承压能力较高的井。

[1]董星亮. 海洋钻井手册[M]. 北京： 石油工业出版社， 2011.

[2]郝海瑞. 卡钻事故的常见处理措施[J]. 中国石油和化工标准与质量， 2012，（ S1）： 15.

[3]周小红. 水锤现象及防护措施[J]. 冶金动力， 2016，（ 7）： 46-48.

Processing and Understanding of the Pipe-stuck Accidents in Kongqueting B2H Well

WANG Xijie, CHEN Gang
（1. Shanghai Branch Engineering Technology of CNOOC Energy Development Co. LTD. Shanghai 200335, China）

Ground collapse caused the pipe-stuck accidents in φ212.725mm hole of KQT-B2H. In this accidents, limited actived drill pipe, added torque, depressed, pulled drill pipe with pressure, hammer tool and so on, were used, but failed. Combined with the pipe, casing and ground, succed unfreezing through add pressure to annular. It widen the pipe-stuck treatment method and accumulated experience.

sloughing pipe-stuck accidents; add pressure to annular; deep level; formation pressure

TE28

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2017.03.068

1008-2336（2017）03-0068-03

2017-02-15；改回日期：2017-05-11

王喜杰，男，1984年生，2007年毕业于天津科技大学，本科，工程师，从事油气田钻探工作。

E-mail：wangxj21@cnooc.com.cn。