成功处理卡套管事故的一次实例

[摘 要]我单位在冀中能源峰峰集团万年矿排水钻孔施工中，发生卡套管事故。经采用油基解卡液浸泡卡点配合大力升举，最后成功解卡。低成本高效率的解决了卡钻，挽回了经济损失，取得了理想的效果。

[关键词]油基解卡液 卡套管 解卡

中图分类号：TH583 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0247-01

1 概述

冀中能源峰峰集团万年矿排水钻孔由河北省煤田地质局水文地质队302钻机负责施工。施工设备选用施工设备选用车载钻机，型号为SMJ5510TZJ25/1000Y。于2013年11月24日开孔，开孔用φ660mm牙轮钻头钻进，钻进122m，115m处见基岩，于12月6日下入φ560mm螺旋管122.5m，套管头高出地面0.5m，水泥固管。换用φ508mm牙轮钻头，钻进至398m处后，换用φ311.1mm牙轮钻头钻进至500m，换用φ508mm牙轮钻头，扩孔钻进至490m，进行测斜、调浆等一系列工作为下φ426mm套管做准备。

2月27日23时开始下φ426mm套管，3月1日17时，当套管下到孔深358m（第35根），焊接好套管接头后用钻机提拔套管时，下放，下不去，上提，提升能力最大只达到60t，提不动。施工设备选用车载钻机，设计提升能力为100t。由于车载钻机的提升能力未能达到产品应有的性能，提升能力最大只达到60t，此时套管净重量为58t，钻机提拔不动套管，造成该钻孔套管被卡事故的发生。

冀中能源峰峰集团万年矿排水钻孔施工设备选用施工设备选用车载钻机，型号为SMJ5510TZJ25/1000Y，TBW1200/7B型泥浆泵，JSN-1型除砂器一台等。

因为是在下套管过程中发生的卡套管事故，只能焊接注浆管线循环钻井液，而无法旋转和活动套管。

2 卡套管原因及情况分析

2.1 事故发生时的井身结构及套管组合如下：

钻孔结构：0m～165m为φ660mm口径，下φ580mm*8mm焊卷井口管165m，水泥固井口；

165m～490m为φ530mm口径，下φ426mm*16mm无缝钢管490m，P.O42.5水泥封闭孔壁；

490m-500m为φ216mm裸孔沉淀段。

2.2 卡钻原因

2.2.1 通过现场施工情况来看，因为设备的实际运行能力与厂家说明书介绍的情况不符，提升能力无法达到钻机车设计要求。后经厂家人员于3月1日23时调整，钻机最大提升力能达到75T，但已为时已晚，造成了此次孔内套管被卡事故的发生。

2.2.2 在钻井液中，粘土颗粒的分散依靠本身所带的负电荷。这种钻井液在井壁上所形成的滤饼有很强的负电力场，而套管柱的表面要游离一部分铁离子，具有很强的正电荷。滤饼上的负电荷与套管柱上的正电荷异性相吸，是导致卡套管发生的又一原因。

2.2.3 每根套管焊接时间为50分钟左右，远超过钻探作业安全规范中建议的3-5分钟，且在套管焊接过程未采取上下活动等防粘附卡钻措施，是导致粘附卡钻发生的又一原因。

2.3 情况分析

2月19日采用φ480×377口径岩芯管进行“圆孔”。“圆孔”后，于2月24号上午进行了第一次用二根套管探孔，2月26日第二次用三根套管进行探孔，很顺利地探至预定深度490m，并进行了钻孔泥浆的调浆工作，泥浆测试结果见表1：

开泵后，循环正常。判断为粘附卡钻，且卡点位置应位于下部套管处。

处理粘附卡钻宜快不宜慢，在无法强力活动的情况下，决定马上购买材料现场配置油基解卡液。经计算，所需解卡液用量为10.0m3。

3 所购油基解卡液配方、性能及解卡原理如下：

3.1 配方：25-30%（解卡粉/柴油）+柴油+水（10-30%水/柴油）+有机土+重晶石+快T；

3.2 性能：密度1.01g/cm3、粘度25s。

3.3 解卡原理：油基解卡液为中性钻井液，区别于水基钻井液的带电性，切断粘附卡钻的发生及继续卡点上移的途径。在油基解卡液内各组分的共同作用下，迅速改变浸泡段的泥饼性能，降低井壁摩擦阻力、瓦解虚泥饼、使泥饼出现网状裂纹，平衡钻井液在钻具被粘附面与未被粘附面的之间的压差，所以油基解卡液具有解卡的作用。

4 处理过程

事故发生后，我队积极组织人员，迅速调配处理材料，采取了如下措施：

4.1 与钻机车生产厂家（石煤机）联系，排查问题，争取尽快解决钻机的提升问题；

4.2 购买解卡剂等材料，用柴油配制解卡浆10m3，3月5日注入孔内对卡点进行浸泡，解除套管环空吸附点；

4.3 3月8日开始，淘出套管内泥浆，利用套管自身浮力（43.6t）帮助解卡；

4.4 3月12日在孔口浇筑水泥底座进行加固，利用顶高增加套管上提力量，3月17日，上顶力65t，3月18日，上顶力80t，3月19日，上顶力增加至100t，套管出现松动迹象，继续保持上顶力，套管松动量越来越大，判断为解卡成功；

4.5 套管解卡后，当即开始起拔套管，到3月21日，成功将孔内φ426mm套管全部起出；

4.6 起出来的套管重新加工，然后顺利进行下套管作业，完井。

5 卡钻处理过程中出现的问题及隐患

从卡钻到注入解卡液，共用90小时。外购解卡液材料，花费时间较长，极有可能造成卡点上移或出现其他复杂情况。

6 結语

选用油基解卡液配合大力升举对处理孔内卡套管事故提供了一种极佳的实用方法，此次解卡取得了理想的效果，有效的缩短了事故处理的时间，简化了事故处理程序，防止了事故扩大化。此次卡套管事故的处理，积累了宝贵的实战经验，提供了有效的处理方法，有较好的推广价值。

7 后记

通过对本次事故原因深入调查之后的认真分析，我们建议有条件的钻井队或项目部，在施工类似钻孔时，在容易发生粘附卡钻的井段，最好使用高价阳离子（如Fe+3、Al+3、Si+4）聚合物体系的钻井液，钻井液内加入固体润滑剂、活性剂等减少滤饼的摩阻系数，采用螺纹连接的石油套管，缩短接套管时间，进而缩短套管柱在井内静止时间，静止时间不许超过5分钟等合理措施，减少卡套管风险。并提前准备好事故处理原材料（如：解卡粉，有机土，快T，在发生粘附卡钻时，可以在现场马上与柴油配置油基解卡液进行处理），缩短事故处理时间，简化处理过程，避免事故扩大化。

参考文献

[1] 刘广志.特种钻探工艺学.上海：上海科学技术出版社，2005.

[2] 王平全，周世良.钻井液处理剂及作用原理.北京：石油工业出版社，2003.

[3] 崔振江.石油钻井生产实践指导书.北京：石油出版社，1995.

[4] 渤海石油职业学院.钻井工程（教材）.任丘：学院自行出版，2006.

[5] 吴翔.定向钻进原理与应用.北京：中国地质大学出版社，2006.

作者简介

席杰（1985——），男（汉族），河北人，河北省煤田地质局水文地质队助理工程师，钻井技术专业，从事钻探技术工作。endprint