水平井斜井段几例典型事故的分析及预防

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1 水平井斜井段施工技术难点
(1)打导眼钻井技术的应用,打完导眼回填侧钻,周期长,机械钻速低,增加了施工风险;(2)侧钻初期存在夹壁墙,地层不均匀,易憋坏钻头;(3)钻遇多套地层,特别是煤层段避免不了且部分地区煤层段较长,煤层厚易漏、易垮;(4)斜井段以滑动钻进为主,操作者对井下情况判断较困难。

(5)泥岩段长,摩阻大,易粘卡,复合钻进扭矩较大,已发生钻具疲劳破坏;(6)预防和清除岩屑床困难。

2 事故实例及原因分析
2.1实例1
(1)事故过程。

DP11井导眼回填后自2953m开始侧钻,滑动钻进至井深2963.38m(井斜68.35°),发现岩屑中有铁屑,无进尺,起钻。

钻头三个牙轮全部落井。

(2)事故原因分析。

①地层存在夹壁墙:该钻头进入侧钻段仅10.38m,井底地层属半水泥半新地层,钻头切削不均匀。

②滑动钻进多:钻头自入井即采取滑动钻进增斜,井底转速较高。

③操作者送钻不均匀:司钻对钻井参数反应出的数据判断不准。

④钻头质量存在问题:钻头纯钻时间只有31h。

2.2实例2
(1)事故过程。

DP13井钻至井深2752.45m(井斜38.7°)处,发现泵冲由67冲/泵上涨至79冲/泵,立压下降2.8MP a。

怀疑泥浆泵内有空气,打回水,检查地面设备都正常。

静止后发现悬重下降3T,经判断后起钻,发现定向接头母扣断裂。

井内钻具组合:121/4"牙轮钻头+1.5度单弯螺杆+定向接头+8"无磁+631×410接头+7"D C×3根+4A10×411接头+61/ 2"D C+4A11×410接头+5"加重×30根+5"D P+方保+旋塞。

(2)事故原因分析。

①接头疲劳失效:接头在母扣断裂,且断口规则,表现为疲劳断口特征。

②钻柱受力原因:钻柱旋转与井壁的碰撞、摩擦比较大。

③应力集中:接头处于螺杆与无磁钻铤过渡区,属应力较集中区。

④钻具震动:钻具振动比常规钻井严
重。

2.3实例3
(1)事故过程。

DP18井2009年8月27日1:15钻达井深
3040m(A点),循环处理好泥浆至3:05起钻。

3:35起钻至井深2948m,上提遇卡(悬重
1040kN,最大上提吨位1400kN),下放接顶驱
开泵,开泵正常后,上提至钻头位置2948m仍
遇卡,上下活动(上提最大吨位1400kN,下
放最小吨位800k N)时突然憋泵,憋压至
22MPa时,停泵打回水。

后上下活动钻具,
无活动余地,多次开泵不通,钻具卡死。

井内钻具组合:￠311.2m m钻头+￠
203mm单弯螺杆(1.5°)+631×410配合接头
+￠165mm定向接头+￠165m m无磁钻铤+
￠127m m无磁加重钻杆9.29m+￠127m m
钻杆38根+￠127m m加重钻杆32根+￠
127m m钻杆。

卡钻时泥浆性能:粘度为73s;比重为
1.23g/cm3失水为6.2ml。

(2)事故原因分析。

①钻井液比重偏低只有1.20g/cm3,设
计要求1.25g/cm3,满足不了井内需要。

②该井段存在多层煤层和灰黑色泥
岩,煤层最长段达22m,极易坍塌。

③前趟钻单弯螺杆断裂对井壁破坏严
重,造成井壁失稳。

起钻特别困难,不能够循
环,严重喷浆,损失泥浆20方,为了能够正常
施工配新浆补充,井场所有重晶石用完后也
没有将比重提高到断螺杆前的1.25g/cm3,比
重只维护到1.23g/cm3。

④对前几趟钻中出现的煤层垮塌没有
引起足够的认识。

3 斜井段事故预防措施
(1)斜井段钻进操作平稳,送钻均匀,严
防顿溜钻。

(2)钻进时注意立压、悬重和扭矩等参
数的变化,随时掌握井下情况。

接立柱时,
注意悬重及井摩阻,判断井下情况是否正
常,并且接立柱动作要快,避免钻具在井内
静止时间过长而造成卡钻。

(3)加强钻具管理,斜井段尽量简化钻
具结构,尽量不用钻铤,重量不够用加重钻
杆代替。

缩短入井钻具探伤周期,每趟钻倒
换钻具,改变钻具受力状态。

(4)优选钻井参数,滑动钻进后对井壁
进行划眼,复合钻进则降低钻压减少转盘
负荷,尽可能提高转速,加大排量以达到扩
大井径和有效破除厚滤饼作用。

(5)做好预防和清除岩屑床工作,保持
井眼净化,坚持单根打完划眼,利用好固控
设备,降低无用固相,严格控制井浆高温高
压滤失量。

(6)尽量控制轨迹的平滑,严防大段调
整,尽量多复合钻进。

(7)根据井眼尺寸备齐各种事故处理工
具。

(8)在钻遇煤层前一定要调整好泥浆性
能,特别选择合适的泥浆比重,使之满足煤
层段井壁稳定的需求,并尽量一趟钻穿过,
减少泥浆浸泡时间,井场储备足够的加重
材料,
(9)煤层段起钻前注入1%～2%的润滑
剂,最大限度的降低摩阻,控制泥饼摩擦系
数低于0.08,要注入稠塞,以进一步封固煤
层(稠塞中加入磺化沥青和防塌剂各1吨)。

煤层井段起钻时要严格控制起钻速度,连
续灌浆,随起随灌。

上提遇阻严重时,轻提
(5kN～10kN)倒划眼,遇到复杂情况,切记
保证循环畅通。

4 结论及认识
通过对三口水平井斜井段中出现事故
的分析,在目前工艺技术水平条件下,水平
井斜井段施工是水平井施工中事故最集
中,风险较大的井段,也是占用周期较长的
段,本文从分析事故入手,从分析掉牙轮、
钻具失效和煤层垮塌的原因入手,找出问
题的根源。

掉牙轮主要是螺杆转速高,井内
扭矩大造成的;钻具失效主要是疲劳断裂;
煤层垮塌则是泥浆比重偏低,不能满足井
内要求。

最后,提出预防这三类事故的技术
措施,为今后的现场施工提供一定的借鉴
和指导。

参考文献
[1]唐向阳.水平井钻井的几个基本理论问
题再探讨[J].石油钻采工艺,2008(3):
10～12.
[2]魏慧明.辽河边台潜山鱼骨型分支水平
井钻井技术[J].钻采工艺,2009(2):5～
8.
[3]岳远瞩.普光气田气体钻井钻具失效情
况及其规律研究[J].钻采工艺,2008(4):
20～21.
水平井斜井段几例典型事故的分析及预防
杨本光
(工中国石化华北石油局五普钻井公司 河南新乡 453000)
摘 要:水平井已发展成为尽最大能力动用储量、增大泄油面积、提高采收率的常规技术,在中石化华北分公司大牛地气田勘探开发建
设中逐渐发挥着重要的作用,但在该气田现场施工中存在斜井段滑动时间长,机械钻速底,容易发生掉牙轮、钻具失效和煤层垮塌等事故,
严重影响钻井速度,成为影响水平井施工进度的瓶颈。

本文通过具体实例的分析,找出牙轮脱落以螺杆转速高,井底扭矩大为主要因素,
钻具失效以疲劳断裂为特征,煤层垮塌以煤层段长,钻井液性能稳定不了井壁为主要技术难点。

最后,初步给出了预防这三种事故的技术
对策,为今后该井段预防同类型事故提供了参考和指导。

关键词:大牛地气田 斜井段 牙轮脱落 钻具失效 煤层垮塌 分析。

中图分类号:TE28文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)03(c)-0120-01
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