长宁X-H井长水平段Schlumberger旋转导向仪掉井处理

冯志军， 冯 果， 唐基伟， 万 杰， 银立平

(川庆钻探工程公司川东钻探公司技术应用研究中心)

长宁区块页岩气平台井多以随钻监测伽马的方式保证在目的层箱体最大限度的获取优质的碳质页岩井段，Schlumberger旋转导向在长宁X-H井目的层进行导向钻进时发现伽马变化时需对钻进方向进行调整，在地面发出指令时发现导向工具出现问题，落鱼短5.30 m且处于长水平段碳质页岩井段1 359 m处[1]。

一、事故井概况

1.事故起因

长宁X-H井旋转导向至井深4 379.71 m，22 ∶12 Schlumberger发指令无反馈信号，立压(正常钻进立压24.7 MPa)，转速35 r/min，扭矩16～22 kN·m，排量28 L/s，悬重900 kN；经活动钻具后 23 ∶30重新开泵，发现立压下降2.5 MPa，悬重无变化，检查地面设备无异常；起钻完，发现斯伦贝谢信号接收器公扣距根部2.5 cm处断裂。

2．落鱼结构

Ø215.9 mm PDC钻头0.24 m+旋转导向仪器5.06 m(信号传输器公扣断在旋转导向母扣中90 mm)=5.30 m。

3.基础数据

钻具事故井深：4 379.71 m，层位：龙马溪，岩性：页岩，钻井液性能：密度2.12 g/cm3，黏度68 s，失水2.8 mL，滤饼0.5 mm，初切/终切1/6.5，体系：高性能水基钻井液。

起下钻摩阻情况：钻进时钻具悬重90 t，裸眼井段起钻摩阻50～70 t，裸眼井段下钻摩阻45～50 t。

井身结构：Ø244.5 mm套管下至1 801.67 m；关键定向数据：龙马溪组A点2 966 m。

靶区要求设计轨迹如图1。

图1 靶区要求设计轨迹

二、落鱼事故处理难点

(1)页岩气井长宁区块钻井目的层多以龙马溪组的为目的层，目的层钻进多以旋转导向钻进，随钻监测伽马的方式来保证在箱体里最大限度获取优质的碳质页岩井段，因此钻具承受的交变应力过大是造成仪落井的主要原因，同时也易造成钻具在水平段进出困难。

(2)该井为页岩气平台井，同一井场布有6口井，如图1所示在井深1 850～2 000 m井段因井眼轨迹变化过大，需使用顶部驱动装置开泵旋转起下钻具才能通过该井段。

(3)长水平井段起下钻摩阻大不易通过遇阻判断打捞工具是否接触鱼顶。

(4)落鱼短重量轻且平躺在优质的碳质页岩井底在打捞过程中易出现碰垮井壁摸不到鱼头的可能。

(5)与常规直井引扣及造扣方式不同，仪器落鱼只有5.3 m过短，在造扣时加压过少落鱼易产生转动，加压过大在碳质页岩井段打捞工具易造偏滑扣。

图2 地面模拟鱼头

图3 处理后的公锥

三、处理工具选择及可行性方法论证

对起出的拆断信号接收器进行分析，应力槽断鱼长25 mm,地面分析鱼顶内装有一浮阀结构如图2，对井下落鱼的打捞只有外捞和内捞两种方法[2-3]。

1．外捞可行性分析

卡瓦打捞筒外捞：落鱼旋转导向仪外径175 mm，内径79 mm ，从落鱼尺寸上分析最适合打捞工具为卡瓦打捞筒；LT/T206外径偏大，工具只比钻头小10 mm，下入鱼顶不易；但在捞获井下落鱼后因定向绕障和水平井段起下钻困难的因素，还需划眼才能进入套管鞋，在使用顶驱倒划眼过程中易将落鱼重新掉入井内，因此否定卡瓦打捞筒作为入井工具。

母锥外捞：因落鱼旋转导向仪外径175 mm，对应的IPA标准母锥MZ Ø168.3 mm，外径219 mm,已不适合Ø215.9 mm井使用；非标母锥Ø206 mm因其壁厚不足，造扣的强度也不足易造成母锥胀破；LT/T206卡瓦打捞筒一样在长水平井段下钻需通过划眼才能到达鱼顶，只作备选。

2.内捞可行性分析

内捞：根据起出的信号接收器断裂的公扣分析仍有90 mm 长度断在旋转导向仪的母扣中，能满足公锥造扣4～5扣要求，但Ø114.3 mm公锥过长无法通过导向仪内装的浮阀，需对该公锥进行现场改造，使之能满足鱼顶造扣部位的外径及进扣长度，见图3。

为保证公锥能顺利地引扣及造扣，在入井公锥后面加入Ø165.1 mm螺旋钻铤1柱尽量接近Schlumberger旋转导向钻具组合的外径及刚性，便于公锥进及起到扶正的作用，同时增强整个打捞钻具的稳定性。

四、落鱼打捞

1.落鱼打捞

打捞组合：Ø114.3 mm加工公锥×0.54 m+411×410安全接头×0.65 m+411×410回压凡尔×0.65 m+Ø165.1 mm螺旋钻铤1柱×27.48 m+Ø127 mm钻杆+411×520DS接头×0.49 m+Ø139.7 mm钻杆…

探鱼顶：接Ø114.3 mm加工公锥下钻至井深理论鱼顶4 366.28 m；循环排后效，立压17.2 MPa，排量1 548 L/min；开泵旋转下放钻具至井深4 374.41 m探得鱼顶，泵压5.9↑9.6 MPa，排量900 L/min；停顶驱带泵上提钻具提离鱼顶3 m 泵压9.6↓5.9 MPa确认无挂卡并记录此时的上提拉力；再一次开泵旋转下放钻具至鱼顶，确认公锥进入鱼头。

停泵，分三次设定顶驱动装置引扣扭矩、造扣扭矩、终了造扣扭矩，其中在扭矩24 kN·m发现钻头转动，逐渐加压至130 kN，旋转造扣，扭矩16.2↑28.1 kN·m，回扭矩后开泵泵压9.6 MPa，排量900 L/min；上提钻具3 m，与记录的探鱼顶上提拉力对比确定公锥捞稳井下仪器，停泵起钻。

2.带落鱼倒划眼起钻

起钻悬重控制在140 t以内并呈递减，起钻至井深1 829.55 m遇阻；扭矩控制在15 kN·m以内，井段1 829.55～1 804.78 m，转速30～40 r/min，立压3.5 MPa，排量660 L/min，扭矩6～12 kN·m；起钻完，捞获井下全部落鱼，落鱼结构：Ø215.9 mm PDC钻头0.24 m+旋转导向仪器5.06 m=5.30 m。

五、结论与建议

(1)从源头上避免在水平井段出现井下钻具事故。本井Schlumberger导向工具入井13 d使用时间较长，工具疲劳程度大是本次钻具事故发生的直接原因。入井前强化钻具及入井工具的检测，每次起钻对钻铤及井下工具联接部位进行探伤检查，有问题的钻具和仪器及时倒出[4]。

(2)在井下出现钻具事故时，除了分析鱼头处还要对钻具进行管柱力学进行分析，在选用的入井打捞工具进行强度、下入与起出难易度、使用方式综合对比，进行桌面演练，再制定出完善的打捞方案。

(3)在定向钻进中技术人员应掌握井眼轨迹的相关数据，加强对全角变化率的监测，及时调查整好井眼轨迹，确保在水平井段入靶A点上部井眼轨迹平滑，避免导向工具在进入点前过多的划眼作业，减轻对导向工具的疲动危害[5-6]。

(4)加强钻进参数的观察记录，有异常及时能发现，进行检查，长宁X-H井在发现导向工具无信号时没有反复开泵长时间调试，保证了碳质页岩井段井壁的稳定为下一步打捞创造了条件。

[1]蒋希文. 钻井事故复杂与问题[M].北京：石油工业出版社,2002.

[2]黄华祥，胡春勤，章桂庭,等.水平段裸眼打捞管柱优化研究与应用[J].石油钻采工艺,2013,35(5)：126-128.

[3]冯志军，古光平，王化平，等. 龙114高摩托阻长落鱼事故处理 [J].石油钻采工艺,2013,35(5)：129-131.

[4]章扬波. 钻柱运动学与动力学有所用 [M].北京：石油工业出版社，2001.

[5]李克向. 国外大移位井钻井技术 [M].北京：石油工业出版社，1998.

[6]刘景成.深井超深井钻井技术与复杂钻井新工艺及钻井质量全过程控制手册[M]. 北京：石油工业出版社，2006.