键槽卡钻事故的预防与处理

2018-11-30杜惠红

科技与创新 2018年21期

杜惠红

键槽卡钻事故的预防与处理

杜惠红

（中国石油辽河油田钻采工艺研究院，辽宁盘锦 124010）

钻井施工过程中卡钻事故常有发生，该事故的预防与处理方法是否得当，直接影响着钻井成本的高低，处理事故时间越长，经济损失越大。结合钻井实际施工情况，阐述卡钻事故发生的原因和特征，探讨卡钻事故的预防措施和处理方法，为今后辽河油田预防键槽卡钻事故提供宝贵意见。

键槽卡钻；马古3井；事故；处理技术

1 前言

在石油的钻井生产过程中，卡钻事故是最常见的事故之一，如果对卡钻的原因判断准确并处理得当，就可迅速地避免卡钻事故发生；如果处理方法不当，就会延长事故时间，浪费大量的人力、财力、物力，甚至导致油气井的钻井工程报废。卡钻事故包括一般键槽卡钻、坍塌卡钻、粘吸卡钻、砂桥卡钻、缩径卡钻、泥包卡钻、落物卡钻等。本文主要以马古3井为例，该井是2004年辽河油田开发的一口重点深探井，对其发生的一次键槽卡钻事故产生的原因、预防措施及处理方法等进行分析。

2 事故概述

因为马古3井是一口定向深探井，其事故的复杂程度和难度都有所增加。2004年，辽河油田勘探项目管理部在马圈子部署了马古3井，如果该井钻探成功，可进一步扩大该地区潜山含油气面积，并增加石油地质储量，为当年储量任务的完成打下坚实的基础，同时兼探明沙三段和中生界的油气发育情况，所以该井在钻井过程中的钻探情况和事故预防与处理情况均显得尤其重要。下面将分别介绍马古3井键槽卡钻事故的情况、发生经过、事故原因。

2.1 马古3井发生键槽卡钻事故时的基本参数

发生时间为2004-05-18T05：00；钻头型号为HJT537G；钻头尺寸为311.1 mm；井深3 632.57 m。

事故经过：在钻到3 632.75 m时，由于顶驱扭矩增大而起钻，在此次起钻过程中发生了键槽卡钻事故。

2.2 马古3井键槽卡钻事故的发生经过

2004-05-18T09：30起钻至井深2 140 m处遇卡，上下活动至2 160 m处钻具卡死，后计算钻头准确位置为2 165 m。最高上提悬重为2 000 kN，最多下压悬重为450 kN，开泵循环正常。

2.3 马古3井键槽卡钻事故的原因

由于马古3井在1 978 m处开始定向，在2 160 m井斜度为16°，此时井斜度较大，并且该井段的岩性为砂泥岩，这些都是容易形成键槽原因，所以马古3井的卡钻事故类型定为键槽卡钻，现场的专家决定采用震击加泡解卡剂再加震击的方法处理该事故。

3 键槽卡钻事故的主要特征

3.1 钻井施工过程中键槽产生的原因分析

该事故属于键槽卡钻事故，由于岩性发生明显的变化或者由于地层自身的不稳定等因素影响，导致井眼处或者其他地方的井斜全角变化率与标准的规定出现不符，进而导致当前的标准井段出现“狗腿”情况。当井内出现“狗腿”以后，在起钻过程中，钻具组合处于拉伸受力状态，当钻具组合经过“狗腿”度较大的井段时候，就会存在一种使它拉直的力，即横向力，它会使钻具组合切入“狗腿”井段的凸边井壁内。当钻具组合在“狗腿”以下旋转划眼或钻进时，也正是由于在横向力的作用下，钻具组合也要切入“狗腿”井段的凸边井壁内，时间长了就会使“狗腿”形成键槽。

3.2 钻井过程中键槽卡钻的特征

对于当前的键槽卡钻情况来说，受其自身的性质影响，该情况只会发生在钻井施工中的起钻环节。在实际起钻时，受钻柱自身的重分力影响，靠近键槽一边并且直径较大的钻头钻挺进键槽时才会发生卡钻现象。对于处于坚硬地段的井段来说，当其自身的全角变化率较大时，会造成下起钻增大，进而提高形成键槽的几率。而在当前的均匀岩性地层中，键槽自身是上下两端发展，此时，如果其井径规则，则促使每次起钻时的遇阻点向下进行移动，移动距离较短；而当其井径不规则，则导致当前的长段泥岩中央出现薄层砂岩，同时，该段又是当前井段井斜方位变化最大的地方。发生泥岩垮塌时，将导致当前的钻杆接头需要承受较大的钻杆接头切削力，进而在实际的砂岩上形成键槽，此时，该键槽自身具有良好的固定作用，进而避免其上下发展，此时的阻卡点也是固定不变的状态。在实际运行过程中，当键槽遇卡时，将导致当前的开泵循环泵压不发生变化，其钻井液的性能也不发生明显的变化，促使进出口的流量始终处于平衡的状态。

4 预防与处理

实际上，钻井安全与当前的键槽卡钻存在密切的联系，因此，应有合理的键槽事故预处理技术与方法，以此来保证钻井安全。卡钻事故发生后，最先考虑的问题是如何为顺利解除事故创造条件，尽可能维持钻井液不间断循环；严禁强提硬转，防止钻具断落和丝扣过紧；坚持上下活动钻具，防止卡点上移并保持钻柱完整。

4.1 键槽卡钻的预防与处理

以当前的马古3井为例，该井采用震击，再加泡解卡剂，震击的当时进行解卡，进而达到最终的目的。通过实际案例进行分析，灵活利用该方式有效解决当前出现的键槽卡钻事故，具有较高的效率。但实际上，受其自身的性质影响，在实际解决过程中，该形式并不适用于所有的井，当发生安全事故时，工作人员应结合实际情况，根据实际的问题采取有效的解决措施，以满足当前的需求。具体来说，在解决当前事故时，应严格按照以下几点原则进行处理与预防：①保证当前的全角变化率在标准的范围内，进而避免当前的井身质量受到影响。②对于当前容易产生键槽的井段应合理进行封隔，尤其对于当前的水平井、大位移井、多目标井来说，更为重要。③在每次起钻过程中，应保证对遇到的阻力点与井深进行详细记录，并通过记录进行有效分析，进而获取井下遇阻的真正原因，以满足当前的需求。④在键槽发生后，工作人员应重点注意避免出现改变钻具结构的情况，在发生起钻遇阻时，不能强行进行提取，应结合实际情况，上下进行活动，通过转动方向实现解卡。此时，如果还未解决该问题，应采取慢速倒划眼方式进行解决。

4.2 彻底破坏键槽的方法

当键槽被破坏时，应合理应用当前的“领眼钻头”对井内的键槽进行毁坏，通常情况下，其主要接在原钻具组合的中部位置，并与下端钻柱中安装的稳定器间隔一定的距离，进而满足当前的需求。此时，为保证当前的“领眼钻头”从键槽的底部开始逐渐向上扩展，并对井内的键槽进行破坏，需要在领眼钻头上安装合理的扩眼器，同时进行合理安全接头，利用当前的液压随钻振击器功能，保证在实际破坏过程中，可以灵活应用当前的振击器进行解卡，并保证该工序有效进行。在实际破坏过程中，其主要的工序是：①将当前的钻具进行组合，并将其下至键槽顶部10 m处，开泵玄幻钻井液，并以合理的转盘速度进行扩眼，通常情况下，其转速在465～600 r/min之间，保证该工序有效进行。②在进行扩眼后，出现台肩时逐渐增大钻压力，并且当其扩眼破坏键槽自身的钻具组合达到底部10 m左右，将钻具进行合理上提，并通过键槽井段处。