盐井定向施工中固井问题处理及分析

＊范存章

（河北省煤田地质局第二地质队 河北 054001）

1.概况

该井位于河北省邢台市宁晋县张家庄村东200m左右，为定向对接井、采卤生产井，设计井深2957.8m，构造为冀东南沉降区之束鹿断凹中，目的层为沙河街组沙一段岩盐层。预计石盐埋深：2621.80-2871.5m。

井深结构：

0-545.38m井段：井径为φ346.1mm，下入钢级为J55φ 273.1×8.89mm石油套管；

545.38-2833m井段：井径为φ241.3mm，下入钢级为N80φ 177.8×9.19mm石油套管及滤水管；

2833-2931m井段：井径为φ146mm，裸眼完井。

钻井目的：在原井组连线中间，新建成一口采卤生产井与直井定向连通，连通水平井段高于盐层底板3m左右。该井为定向井，该井造斜点为2680m。

2020年4月10日钻进至2931m，在实现该井与原直井点对点连通过程中，下入点对点对接仪器时该井出新井眼。后注水泥浆封固井深2930-2669m，在封固过程中发生“插旗杆”事故。

2.事故过程

4月10日下入φ146mm刮刀钻头通井至2930m，循环泥浆，8点从井深2930m开始注水泥浆，9点注完水泥浆并替浆,共注入2.5m³水泥浆；50m φ152.4mm裸眼段环容0.91m³， φ177.8mm套管内水泥浆体积1.59m³。φ177.8mm套管内水泥浆液柱为84.53m，井内水泥浆液柱共计134.53m。

10点钻具上提136.19m，开泵循环冲洗4h40min，循环冲洗期间没有上下活动钻具，于下午2点40分停泵，更换泥浆泵缸套，钻机保养。下午5点10分钻具上提有劲，发生卡钻事故。

此时，钻具悬重40t，钻头深度2793.81m，井斜40.52°。井内钻具组合为：φ146mm刮刀钻头+4立根φ88.9mm钻杆+7立根φ88.9mm加重钻杆+φ88.9mm钻杆。

3.“插旗杆”事故处理

(1)井内情况分析

①发生卡钻后，井内循环通道通畅。

②卡钻性质为水泥初凝卡钻。

③通过上提钻具，通过上提钻具60t、65t、70t、75t、 80t，记录钻具伸长量测量卡点位置在2690m左右。

(2)处理方案

①现场通过上下大力串动钻具（控制上提下放拉压力，避免拉断钻具）争取解卡，下表为φ88.9mm钻杆最小抗拉强度。

②同时现场做浓度在20%左右的稀盐酸浸泡水泥石的地面试验。并计算浸泡2600m到2793m井段所需盐酸的方量。

③地面水泥石浸泡盐酸实验效果良好。盐酸进场后在2600m到2793m井段浸泡盐酸并活动钻具，尝试解卡。

④如浸泡盐酸未能解卡，120震击器进场后，使用震击器尝试解卡。

(3)处理过程

4月11日，下午注入盐酸溶液浓度为24%，体积为3.75m³。注入井内，替浆9.5m³，第一次间隔30min顶替1.2m³，第二次间隔20min顶替0.6m³，全部将钻具内盐酸溶液顶替完毕，浸泡井段为2593-2793m，约200m左右。浸泡期间一直大幅度活动钻具（拉力在10-80t之间）。21点30分后活动期间每1h开泵一次，井口返浆后停泵。活动至4月12日早上8点未解卡，经测算井内盐酸深度已上移至2200-2400m井段。

4月12日18点再次注酸，注入1m³前置液后注入4t盐酸，共替浆11m³后浸泡，钻具处于拉伸状态，上提拉力10t，浸泡期间未活动钻具。

4月13日3点钻具上移0.3m，4月13日6点，现场技术人员发现后开泵循环，憋泵；4月13日早上6点，活动钻具时钻具断入井内，提钻。提出钻具1257m，φ88.9m钻杆公扣断裂，见图1。

图1 φ88.9mm钻杆断裂处

4.落鱼打捞

(1)井内情况分析

井内落鱼情况：

①井内落鱼：127单根φ88.9mm钻杆+21单根φ88.9mm加重钻杆+12单根φ88.9mm钻杆+φ146mm刮刀钻头。

②井内落鱼共1536m，钻头位置在2793m，井内水泥面在2795m。

(2)落鱼处置方案

使用反丝钻具打捞落鱼，同时视打捞情况使用震击器解卡，争取将断落钻具全部反出。如果尝试各种方案仍无法将钻头提出，下步将采用开窗侧钻方案。

具体施工步骤如下：

①下入φ89mm反丝公锥+φ88.9mm反丝钻杆，对89钻杆进行打捞，打捞剩余钻具；

②打捞成功后，视打捞情况下入φ88.9mm正丝钻杆+安全接头+φ121mm震击器+φ88.9mm正丝钻杆+方钻杆的钻具组合进行震击，如果钻具解卡则提出所有钻具；

③震击未成功，则从安全接头倒扣，下公锥继续打捞安全接头和φ88.9mm钻杆。

(3)落鱼处置过程

下入打捞钻具组合：φ88.9mm公锥+φ88.9mm反丝钻具。

经现场判定首先打捞出断裂的公扣，然后使用φ88.9mm反丝钻具打捞部分钻具后，使用震击器尝试解卡。

打捞经过如下：

表1 打捞过程

续表

第14次打捞时，落鱼头所处井段井斜为44.8°；两次泡盐酸泥浆破坏严重，卡点以上岩粉沉淀堆积严重，剩余钻具很难全部处理完成，考虑工期与成本问题，剩余钻具不再处理。

图2 钻具断口

5.事故原因分析

（1）注水泥时，井队带钻头注水泥，违反操作规程。

（2）替浆及冲洗井内多余水泥过程，未活动钻具，造成水泥浆在钻具与套管内壁的间隙存留，造成卡钻事故。

（3）上提钻具深度计算失误。共注入2.5m³水泥浆，裸眼段内径水泥浆液柱为50m共计0.91m³，套管内水泥浆体积1.59m³，水泥浆液柱为84.53m，井内水泥浆液柱共计134.53m。现场共将钻具上提136.19m，即便考虑到裸眼井段因注清水存在井径扩大，但也仍存在注水泥浆过程中头尾部出现混浆造成水泥浆总体积增大，分析认为上提钻具偏少，无法确保钻具已全部提出水泥面。

（4）第二次泡盐酸，按照施工工序在卡点深度浸泡16h过程中，未及时活动钻具、间断开泵顶通，且井内情况出现变化（指重表指针动、钻具上移0.3m）时班长未及时发现并通知项目经理、机长，错失最佳处理时机，导致循环通道堵死，失去将落鱼完全处理上来的可能。

6.总结

在“插旗杆”及后续事故处理中，井队施工存在诸多违反规范操作现象，对今后规范井队施工起到警示作用；本次事故增加了施工工期、成本，也为后续施工增加难度。