海洋钻井井下钻具刺漏原因及判断处理措施

张经

摘要：与大陆钻井相比，海洋钻井具有更大的风险和投入，尤其在水平井、分支井和快速钻井技术在海上的广泛应用，让钻具在井下的工作条件比常规的作业下更为复杂，不仅会受到应力的影响，同时也会受到荷载力的作用，再加上受到腐蚀、摩擦和温度以及压力的作用，导致钻具刺漏的事故发生频率也正在增多。本文从油田钻井作业中发生的钻具刺漏事故原因进行分析，总结钻具刺漏现象，提出钻具刺漏判断处理的措施。

关键词：海洋钻井，钻具，刺漏，

1 钻具刺漏的主要原因

钻具的刺漏是钻井中常见的问题。一般来说，这是因为钻井中使用的钻井工具相对陈旧。在钻井作业过程中，井下钻具会受到长期的拉伸、压缩和弯曲，很容易在某些部位产生疲劳和微裂纹。此外，上海海洋钻探公司的井下钻具容易磨损和腐蚀，导致部分区域管壁变薄和微裂纹。同时，由于高泵压和水力侵蚀的影响，钻具的薄弱部位极易发生穿孔和泄漏。一般来说，钻具内部滤网和外部坐封卡瓦处容易发生穿刺泄漏。在海上钻井中，钻杆接头和加厚部分一般具有较高的刚度，不易弯曲。一般来说，弯曲情况最严重的位置是钻杆内部加厚过渡区与钻杆本体的交界处，容易受到较大的旋转弯曲应力。钻杆加厚时，也容易产生褶皱、结疤、压坑等缺陷。因此，对于钻具而言，钻杆内加厚的过渡带是一个容易发生穿孔和泄漏的薄弱环节。经过仔细观察，还可以发现，一些钻具的穿孔和泄漏部位表面有明显的滑痕，有些甚至有一些周向滑痕。经分析发现，钻杆在上下过程中，随卡瓦转动，卡瓦也会对钻杆本体造成严重损坏，容易产生横向划痕。在使用过程中，钻杆也会受到交变应力的影响，容易产生弯曲现象，导致横向划痕迅速发展。最后，钻杆上会出现贯穿裂纹，然后形成横向表面裂纹，导致钻杆穿透和泄漏。为了有效地预防和处理上述问题，相关技术人员需要熟悉钻具穿孔和泄漏的特点和发生情况。只有这样才能更好地防止钻具穿孔和泄漏的发生。

2 钻具刺漏现象

钻具穿透和泄漏的主要表现是泵压缓慢下降。同时，如果配备定向井工具，定向井工具的涡轮转速会降低。如果钻进和漏失点靠近钻头，泵压下降不明显，但小井眼作业排量相对较低，因此钻具钻进和漏失后仍不会有明显下降的感觉。如果泥浆泵供水不好，也会导致泵压降问题。通过对上述问题的分析，发现现场无法及时准确判断钻具的穿透和泄漏情况。误判很多，但误判会带来一定的风险：第一，如果没有及时发现钻具的穿透和泄漏，被高压钻井液侵蚀后，穿透和漏点会继续扩大，甚至会出现钻具断裂的问题;2、 如果没有及时发现钻具的穿透和泄漏，穿透和泄漏钻杆的强度特性，包括抗拉性能、抗扭性、抗挤压性和抗内压性，将在一定程度上降低。在连续作业过程中，钻具会承受大量载荷，导致钻具强度不足而断裂;3、 海上钻井的综合日成本高于陆上钻井。如果判断错误，下钻检查钻具时间过长，会影响钻井周期，增加成本。

3 鉆具刺漏判断处理的措施

在海洋钻井施工中，钻具出现刺漏的问题一般是无法避免的，这种问题本身其实并不可怕，重点是钻具刺漏的判断技术。对海洋钻井井孔的相关规范和要求进行参考，钻井钻具的底部必须要携带有钻具止回阀，然后要对海洋钻井的特点进行重视，避免发生钻具刺漏之后出现误判，因此可以采取以下措施来进行处理。

3.1 严格执行正确的操作规程

（1） 按照相关规范补充扭矩。一般情况下，大钳不能咬住钻杆本体和加厚部分。双钳应保证分别咬合两个接头体，不能只使用单钳紧固和卸扣，以防止钻杆在卡瓦中打滑，造成严重伤痕。此外，拧紧和卸扣后，尽量使钻杆接头靠近转盘平面，以防接头弯曲。（2） 正常钻井排量的泵压缓慢下降。停止钻井后，需要将钻具提离井底，然后保持排量循环。同时，应观察泵的压力。循环过程中，检查泥浆泵和地面管汇，确认泵压下降，是否由地面循环引起。还需要检查循环池中是否添加了泥浆材料，并密切监控定向井工具的涡轮转速变化。在观察泵压一段时间后，如果发现泵压继续下降，泥浆泵和地面管汇没有异常，循环池中没有添加泥浆材料，可以初步判断井下钻具的穿透和泄漏。（3） 将钻具提到安全位置后，必须保持钻杆打开，然后关闭通用防喷器，泥浆泵对钻杆和井筒加压。如果钻杆内部出现泥浆，则可视为钻具泄漏。（4） 为避免因泥浆泵充水而误判，可单独测量泥浆泵的泵压，观察同排量下各泥浆泵的泵压是否一致。这样，就可以在泵启动时判断钻具的穿透和泄漏情况。（5） 为了避免地面管线和阀门导致钻具穿透和泄漏的误判，可以关闭防喷器。如果地面管道上的泥浆泵试压处于稳定状态，则可以消除地面管道的问题。固定钻井工具的问题不应该太长。毕竟，井下情况相对复杂，以避免出现一些意想不到的问题。（6） 需要拉出钻具进行检查。一般情况下，在拔出钻杆的同时检查钻杆的外观，以找到穿孔和泄漏的位置。起下钻过程中一般采用直拔，但直拔时需要避免过度提及的问题，这主要是因为钻穿和泄漏后会降低钻杆的截面积和抗拉强度。（7） 拆卸和投掷钻具时，必须启动泵，检查定向井钻具的泵压和涡轮转速。同时，应将泵压力和涡轮转速数据与之前的排量数据进行比较和分析。如果泵压稳定且汽轮机转速正常，则可以恢复正常运行。

3.2 使用锥形泥浆滤网取代圆柱状泥浆滤网

圆柱形泥浆滤网容易造成滤网与管壁间隙过小的问题。同时，高压泥浆射流也容易对钻具内壁产生垂直冲击。因此，有必要将其更换为锥形泥浆滤网，以减少圆柱形泥浆滤网的缺点。通过对东海几个油田使用情况的分析研究，发现锥形泥浆滤网可以大大降低钻具内壁的腐蚀程度。如果要彻底解决泥浆滤网的腐蚀损坏问题，还可以在泥浆泵的输入端设计安装滤网。这样就可以在很大程度上增加流道面积，减小阻力，从而彻底解决这个问题。

3.3 选用防硫钻具或者是钢级钻杆

对于含有硫化氢和其他腐蚀性气体的井段来说，想要减少钻具刺漏的情况，对刺漏点进行更为准确的判断，需要对钻具的使用类型进行重视，选用防硫钻具或者是钢级钻杆，能够在很大程度上减少因为腐蚀原因而发生的钻具刺漏失效事故。

4 结束语

综上所述，随着国民经济和科学技术的不断发展，石油钻井工程的安全问题变得越来越重要，因为石油钻井工程事故将对钻井工程产生重大影响。对于海洋钻井工程来说，很容易出现钻具穿孔和泄漏的问题。解决这个问题的关键是准确判断穿刺点和漏点，否则会产生很大的不利影响。钻井穿透和泄漏的原因有很多。因此，有必要尽快发现钻具本身的薄弱环节，提前采取预防措施，并应用这些措施判断钻具的贯入点和漏点，以进一步提高钻井作业的安全性。

参考文献：

[1]程忠，项春生，刘超.海洋钻井井下钻具刺漏判断技术分析[J].工程技术研究，2019（18）：83～84.

[2]李富强，苑国华，吕鹏福，等.钻井过程中工程异常的分析与判断[J].大庆石油地质与开发，2015（S1）：87～89+128.

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