长庆区域钻完井下套管故障原因分析及对策

马喜

摘  要：下套管故障是指在下套管作业过程中，由于各种因素，导致下套管时分级箍遇阻、粘卡、脱扣以及开不开泵等套管下不到预定位置的工程故障。处理下套管故障，会消耗大量人、财、物和技术资源，增加井控安全风险，延长钻井周期，增加作业成本。该文结合部分下套管故障案例，按不同故障类型进行分类剖析，列举处理方式和预防措施，给今后下套管施工安全提出警示。

关键词：下套管  粘卡  脱扣  打捞矛

中图分类号：TE358    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）07（b）-0042-02

长庆油田在近几年的快速发展过程中，屡创佳绩，为油田公司上产提供正能量。在钻井过程中，卡钻是比较常见的井下复杂情况，钻杆遇卡可以施加扭矩、大吨位活动、倒扣套铣等多种处理方式。但是由于套管的特殊性，遇卡处理方式比较单一。在长庆油田每年都发生过多起下套管遇卡、脱扣及开不开泵等井下故障，造成大量人力、物力的损失。为借鉴故障教训，避免类似故障重复发生，总结故障成因，分析处理方法和后期预防措施尤为重要。

1  故障案例与分析

1.1 分级箍遇阻

1.1.1 分级箍遇阻案例

江06-50井390m开始造斜，下套管分级箍在410m时遇阻，造斜段连续三点为4.22、3.42、2.25（见表1）。

1.1.2 故障分析

分级箍即分级注水泥器，主要用于多级注水泥固井工程中，通过分段注水泥达到固井效果，解决一次性固井效果差的问题。目前在φ213mm油井定向井中使用的分级箍，长度0.95m，外径183mm，分级箍在通过狗腿度相对偏大的造斜段时，刚性强无法通过，造成阻卡。

1.2 套管粘卡

1.2.1 套管粘卡案例

具体信息如表2所示。

1.2.2 故障分析

（1）溢流出水井处理时重晶石、堵漏剂含量大，未加入足量的润滑剂，下套管过程中摩阻大，泥浆性能不满足安全下套管需求。

（2）地层孔隙压力低于钻井液液柱压力而形成压差，套管与井壁的接触面积大于钻杆的接触面积，增加了发生概率。

1.3 套管脱扣

1.3.1 套管脱扣落井案例

苏6-0-2H1井套管脱扣。下至第311号套管遇阻，下压至50t后通过，接完第324号套管下放遇阻（原悬重100t，下压至35t），然后上提至110t下压至45t、活动3次后套管活动开，接方钻杆单凡尔顶泵建立循环，在双凡尔循环循环35min后准备倒三凡尔大排量循环，倒泵过程中活动套管，上提至110t悬重突然降至25t，起出发现落井套管269根。

安加168-236套管落井。接好180号套管后上提悬重44t，下放遇阻。悬重50t至30t之间活动套管无法解除遇阻，第二次上提至悬重62t时套管开始上行，吊卡提离转盘面约0.9m时，套管柱突然从180号套管母接箍下端丝扣处滑脱，下部套管管柱落井。

1.3.2 故障分析

套管螺纹及螺纹连接是套管質量的关键所在，与套管的强度和密封性能密切相关。

一般情况下，下套管过程中套管承受拉力逐步增大，除自身管柱自重外，还有上提下放时的动载、上提时弯曲井段处的阻力，或者是遇卡上提时多提的拉力等附加拉力。轴向拉力作用下的套管失效形式有丝扣（接箍）脱扣、丝扣断裂、管体断裂、氢脆。丝扣（接箍）脱扣时套管常见的失效形式，丝扣未上完，套管上扣损坏未更换，当遇阻附加拉力过大，轴向拉力大于丝扣的连接强度时，易出现脱扣现象。

2  处理及预防措施

2.1 分级箍遇阻处理及预防措施

2.1.1 处理方法

遇阻接方钻杆循环一周，试往下放，还是同一点遇阻，则起套管取消下分级箍（江06-50井、江07-50井甩掉分级箍，下套管正常）。

已发生卡钻的，切勿硬压，通过泡烧碱等化学物品破坏井壁，上提活动解卡。

2.1.2 预防措施

保障入井钻头外径。目前油井定向井采用212.7mmPDC钻头，钻头重复利用次数较多，保径磨损严重，外径更小，部分井队钻头小于211mm仍在使用，井径更小。

定向井控制造斜段狗腿度，避免连续滑动2根，尤其是造斜初期，需要180°扭方位的轨迹，切勿连续滑动，定完必须多次重复划眼，扩大井径。

分级箍过造斜点轻压慢放。分级箍过造斜段的套管单根，技术员需准确计算并告知刹把操作人员，并旁站监督。有遇阻不可强行下压，及时上提。

水平井要精细控制造斜段井眼狗腿度。控制最大狗腿度在所下套管最大允许弯曲曲率的60%以内，尽量避免连续3个测点狗腿度接近或超过所下套管最大允许弯曲曲率的45%，以免后期钻进扭矩过大、下套管困难。

2.2 其他处理措施

处理原则：由于处理套管故障的局限性，当套管已经发生卡钻，通过有限的措施还无法解卡，可以用小损失弥补大的经济损失，避免强行处理套管卡钻，造成井眼和套管报废。

2.2.1 提前固井

当定向井套管遇卡或无法开泵时，计算分级箍位置是否过油层，是否基本满足射孔和抽油需求，不再强行上提或下压处理;水平井套管遇卡时，如已下入水平段一半以上，可申请牺牲部分水平段;技术套管阻卡点距要求下入井深较少时（100m以内），考虑提前固井。

2.2.2 挂尾管

如果套管未下到底，但距目的层不远，可先固井再挂尾管处理。如φ177.8mm套管内挂φ127尾管，φ139.7mm套管挂φ101.6mm尾管。虽然井眼小一级，但比其他处理方式经济实惠。

3  结论

（1）大位移加深井未稀释泥浆，泥饼虚厚，等停时间长易发生套管粘卡。

（2）推行自动灌浆浮箍，可减少灌浆环节，保障施工连续，降低粘卡风险。

（3）分级箍过造斜段易发生阻卡，缓慢下放勿强行下压。

（4）套管下到底无法开泵时，切忌大吨位上提，可射孔循环固井。

（5）发生套管阻卡，应综合考虑套管打捞成本，采取更快、更实惠的处理方法。

参考文献

[1] 刘强，何双喜，王江，等.玉北6区块钻井事故复杂分析[J].石油工业技术监督，2018（6）：51-55.

[2] 潘玉东，宋红旗，许欢迎.煤层气钻井事故预防与处理[J].内蒙古煤炭经济，2014（11）：73-74.