用酸化解卡方法解除修井作业中水泥卡钻事故
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４ 酸化液配方优选
在酸液中加入部分添加剂主要是防止 盐酸对酸化车泵注系统、地面管汇、油管、
科技创新导报 ２００８ ＮＯ．２８
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
套管的腐蚀，有效地保护油层。 ４．１ 缓蚀剂
缓蚀剂可以吸附在金属表面形成一层 很薄的膜，以阻止盐酸对金属的进一步腐 蚀。表 ３ 可看出，加入缓蚀剂后盐酸的腐蚀 速率明显降低。 ４ ． ２ 铁离子稳定剂
６ 认识与建议
（１）酸化解卡方法在修井作业中解除水 泥卡钻事故的成功应用，拓展了酸化解卡 的应用范围，增加了新的解卡工艺手段。
（２）为了防止酸液腐蚀地面管汇管线、 泵注系统及钻具和套管，有效保护油层，酸 化解卡液中必须加入适量的添加剂：缓蚀 剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂、破乳剂 和助排剂。
（３）现场进行酸化解卡作业时，必须制 定好 ＨＳＥ 措施，管汇管线要试压，并实时监 测 Ｈ２Ｓ 浓度。
在油水井修井作业中卡钻现象经常发 生，卡钻的形式也多种多样。一般处理这 类事故多采取大力上提活动解卡、憋压解 卡、震击解卡及倒扣甚至磨铣等工艺方 法，但处理套管中水泥卡钻事故还是一个 新课题。酸化解卡工艺在钻井中处理卡钻 事 故 早 有 应 用 ［１］， 尤 其 在 灰 岩 井 段 获 得 了 较 理想的效果［２，６］，但涉酸作业存在较大的风 险，如何在酸化解卡中防止酸液腐蚀地面 管汇、泵注系统及套管和钻具，有效地保 护油层和施工人员的安全并顺利解除水泥 卡钻是研究的主要内容。
无关人员进入涉酸区及压力区。 ５．３．６ 备 １０％ＮａＯＨ 水溶液 ５ｍ３，当残
酸返出时应将排出口插入 ＮａＯＨ 水溶液 中，以吸收中和返排液中可能存在的 Ｈ２Ｓ 气体。
５．３．７ 现场配备 Ｈ２Ｓ 气体监测仪随时 检测井口、罐口的 Ｈ２Ｓ 气体浓度，一旦发现 Ｈ２Ｓ 气体溢出立即启动应急预案。 ５ ． ４ 酸化解卡作业过程
（４）盐酸酸化解卡工艺风险小，效果好， 处理事故费用低，适用于套管中水泥卡钻 的解卡。
参考文献
［ １ ］ 任 中 启． 应 用 盐 酸 解 卡 的 实 践 与 认 识［ Ｊ ］ ． 石油钻探技术，１９９９，２７（４）：１５－１７．
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技 术 创 新
３．２．１ 盐酸浓度选择 考虑到保护钻具、套管和人身安全因 素，选择盐酸浓度不超过 １５％，并用天山 Ｇ 级中抗硫水泥样与不同浓度的盐酸进行了 酸溶性试验，结果见表 １，并选择浓度 １５％ 的盐酸作为酸化基液。 ３．２．２ 盐酸用量选择 钻水泥塞进尺 ３８．１３４ｍ 反复划眼后起 钻时遇卡，根据井口返出水泥屑情况和水 泥塞厚度，计算盐酸用量为 ４．４６７ｍ３。计算 方法如下： ５１／２“套管每米容积约为 １．２ × １０－２ｍ３， ３８ｍ 水泥塞的体积为 ０．４５６ｍ３，考虑到约 ６０％ 的水泥已返至地面，井筒中剩余水泥可 按 ０．４５６ × ４０％＝０．１８２ｍ３ 计。９０℃下 １５％ 盐 酸在添加缓蚀剂和铁离子稳定剂后溶蚀速 率为 ２．６ｇ／（ｈ·ｍ２）［６］，在不考虑径向溶蚀情 况下，由于油井水泥中 ＣａＯ 的含量不低于 ６６％，ＳｉＯ２ 的含量不低于 ２２％，根据化学反 应式计算 １５％ 盐酸用量： 溶蚀油井水泥中 ＣａＯ 所需的盐酸用 量： ＣａＯ＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ，ＣａＯ 的密度为 ３．３５，１５％ＨＣｌ 的密度为 １．０７３。 ５６：７２＝０．１８２ × ０．６６ × ３．３５：Ｘ × ０．１５ × １．０７３ Ｘ＝（７２ × ０．１８２ × ０．６６ × ３．３５）／（５６ × ０．１５ × １．０７３）＝３．２１４ｍ３ 溶蚀油井水泥中 ＳｉＯ２ 所需的盐酸用 量： ＳｉＯ２＋４ＨＣｌ＝ＳｉＣｌ４＋２Ｈ２Ｏ，ＳｉＯ２ 的密度为 ２．１。 ６０：１４４＝０．１８２ × ０．２２ × ２．１：Ｘ × ０．１５ × １．０７３ Ｘ＝（１４４ × ０．１８２ × ０．２２ × ２．１）／（６０ × ０．１５ × １．０７３）＝１．２５３ｍ３ 计算盐酸总用量为 ４．４６７ｍ３，考虑到作 业过程中的损耗，配制 １５％ 盐酸 ５ｍ３，并另 配 ２．５ｍ３ 备用。 ３．２．３ 酸化工艺与施工参数选择 为了确保酸化解卡成功，设计了两种 酸化工艺。 先采用油管注入工艺，先泵入 ５ｍ３１５％ 的盐酸解卡液再用清水将 ５ｍ３ 酸液顶替出 钻头水眼，停泵关井反应 ４０ｍｉｎ。然后上下 活 动 钻 具，如 果 解 卡 成 功，立 即 用 ６０ｍ３１％ＢＣＳ－８５１ 水溶液大排量洗井，洗出 全部残酸后按设计进行下步工序。如果不 能解卡，实施第二次酸化施工。第二次酸 化采用连续油管从套管环空注入工艺，用 酸量 ２．５ｍ３。待酸全部泵人并用清水顶替 出连续油管后，起出连续油管，以免解卡时 造成新的卡钻事故。施工参数见表 ２。
５．３．１ 现场酸化解卡作业由大修分公 司技术监理统一协调指挥。
５．３．２ 管汇连接完后试压 ２５ＭＰａ，确保 在酸化施工时不刺不漏，防止酸液伤人及 污染井场。
５．３．３ 毛巾、口罩、橡胶手套及护目
镜等特种劳保护具齐全上岗。 ５．３．４ 备 ３０Ｌ２％ 的 ＮａＨＣＯ３ 溶液和相
应的急救药品，以应对突发事件。 ５．３．５Biblioteka Baidu 设置警戒线和警戒标识牌，严禁
５．助排剂 ＦＤ－１９ 助排剂是一种高效表面活性 剂，能够大幅降低液体表面张力，增加界面 活性，有利于入井酸液迅速彻底地返排，可 有效地保护油层，一般添加浓度为 １．０％～ ２．０％。 酸化解卡配方确定： １５％ＨＣｌ ＋缓蚀剂 ＡＺ－１１．０％ ＋铁离 子稳定剂 ＮＴＡ－１１．２％ ＋粘土稳定剂 ＢＣＳ－８５１１．０％ ＋破乳剂 ＦＳ－ Ⅱ ０．８％ ＋助 排剂 ＦＤ－１９１．０％。
５ 现场应用
５．１ 陵 ３３ 井基本数据 ５ ． ２ 酸化设备、液体准备
１０００ 型酸化车、监测仪表车、供液车 各 １ 部，连续油管车 １ 部（备用），酸罐车 １ 部，清水罐车 １ 部，污水罐车 ２ 部，４０ｍ３ 工程 罐 ２ 具，备 ２０ｍ３ 清水、６０ｍ３１％ＢＣＳ－８５１ 水 溶液。 ５．３ ＨＳＥ 措施
表 １Ｇ 级中抗硫油井水泥酸溶性试验结果
（１）大力上提活动解卡 在 ５５～６０ｔ 范围内，反复上提下放活动 解卡，历时 ３．５ｈ，共计活动 ３１ 次，未能解 卡。 （２）憋压上提活动解卡 接地面管汇，试压 ３５ＭＰａ 无刺漏。用水 泥车从油管打压 ３５ＭＰａ，同时上提钻具 ５８ｔ，保持 １０ｍｉｎ 后泄压并卸掉上提力。反 复憋压上提 １８ 次，未能解卡。 （３）上提悬吊解卡 上提钻具 ５５ｔ，坐保险吊卡，刹死刹把， 悬吊 ４ｈ，未能解卡。 （４）震击解卡 倒扣，钻具从 ２４０６ｍ 处倒开，起出油 管，下入震击器（上击）和对扣接头对扣。 每 １５ｍｉｎ 活动钻具 ２～３ 次，上提不超 过 ６０ｔ，每小时震击 ５～６ 次，共震击 ３２ 次未 能解卡。 分析认为，钻具遇卡已经成为死卡，无 上下活动余地，只有设法将卡点处水泥溶 蚀掉才有可能解卡。
在油、水井酸化作业中，酸迅速溶解 管线和设备中的铁质及侵蚀地层中的铁质 矿物，这些溶解了的三价铁离子在液体中 极易形成沉淀，造成严重的地层伤害，因此 酸液中添加铁离子稳定剂是十分必要的。 表 ４ 看出，加入铁离子稳定剂后可以有效 抑制 Ｆｅ３＋铁离子沉淀。
４．３ 粘土稳定剂 粘土稳定剂主要用于含有粘土的中低
２ 前期处理方案选择与实施
卡钻管柱结构为：Φ １１６ｍｍ 磨鞋 １ 具 × ０．２１ｍ ＋变扣接头 １ 个× ０．１１４ｍ ＋Φ １０５ｍｍ 螺杆钻 １ 根× ４．５９５ｍ ＋Φ ７３ｍｍ （加）短节 １ 根× １．７０ｍ ＋Φ ７３ｍｍ（加）油管 ２６３ 根× ２５３０．８４９ｍ ＋方入 ８．４６８ｍ＋ 油补 距× ３．６６５ｍ ＝ ２５４９．６０１ｍ。根据卡钻情 况（卡点深，卡点深度在 ２５４９ｍ）、油管强度 （φ ７３ｍｍ 加厚新油管，材质为 Ｎ８０，抗拉强 度为 ６４ｔ）和井筒状况分析（５１／２＂ 套管，无 变形、破损，完井时固井质量合格），选择 了四种解卡方案并逐步进行了实施。
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技 术 创 新
用酸化解卡方法解除修井作业中水泥卡钻事故
梁兵 卢红杰 朱辉明 吴占关 （ 吐哈油田井下技术作业公司 新疆鄯善 ８ ３ ８ ２ ０ ０ ）
摘 要：陵 ３３ 井是一口生产油井，在进行钻水泥塞作业时发生卡钻事故，分析为钻碎的水泥块沉积所致。经过实施大力上提活动解卡等 四种方案，均未成功解卡。为此，借鉴钻井解卡经验提出酸化解卡思路，通过分析酸化解卡原理，优选了酸化解卡液添加剂，确定了酸化解 卡方案和解卡液配方。在确保地面管汇、泵注系统及钻具和套管不被酸液腐蚀，有效保护油层的同时，现场酸化解卡作业获得了成功。 关键词： 酸化解卡 解卡 水泥 中图分类号：ＴＵ５２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００８）１０（ａ）－００１２－０２
接好管汇和正循环管线，试压 ２５ＭＰａ 稳压 ５ｍｉｎ 无刺漏。从油管注入配制好的 １５％ 酸化液 ５．０ｍ３ 后顶替清水 ２ｍ３，最高泵 压 ２３ＭＰａ，最低泵压 ５ＭＰａ，关井反应 ４０ｍｉｎ。上提钻具活动解卡，上提负荷 ３０ｔ 时 解卡成功。起出Φ ７３ｍｍ（加）油管 １ 根，调 整管脚位置至 ２５３９．１６９ｍ。用 １％ＢＣＳ－ ８５１ 水溶液 ６０ｍ３ 正循环洗井至进、出口水 质一致时停泵，泵压 ５～１０ＭＰａ，排量 ４００～ ５００Ｌ／ｍｉｎ，酸化解卡洗井作业过程历时 ２４０ｍｉｎ。
１ 卡钻经过
丘陵油田多用填砂、注水泥塞、挤水 泥方式进行封层，陵 ３３ 井有两个层先后采 用该方式封层。为了挖掘被封层的潜能， 决定钻开两个水泥塞进行压裂改造，以便 充分认识该井 Ｊ２ｘ 层的潜力。在钻完第一
个水泥塞后起管柱时发生卡钻事故，经过 多次大力上提活动解卡、憋压上提活动解 卡、震击解卡均无效果，最后钻具被卡死。 分析认为，由于钻塞完后洗井时水泥车排 量不够大，悬浮在井筒中的水泥块沉积在 钻头附近造成管柱卡死。
盐酸是一种强酸，分子式 ＨＣｌ，分子量 ３６．４６。工业盐酸浓度一般为 ３１％左右，为 无色或浅黄色（含杂质 ＦｅＣｌ３）液体［５］。
油气行业常用盐酸液主要由 １５％～２８ ％盐酸、酸化缓蚀剂、表面活性剂等组成， 是目前酸化作业使用最为广泛的酸型。其 优点是成本较低，缺点是盐酸与碳酸岩盐 反应速度快，在储层中形成的溶蚀孔洞很 短。
渗油层，防止由于粘土膨胀和运移降低油 层渗透率从而造成油层伤害。粘土稳定剂 一般由阳离子防膨剂和粘土无机防膨剂及 助剂组成，使用时可根据具体情况适量添 加 ０．５％～３％。 ４．４ 破乳剂
加入破乳剂可以有效防止钻塞产生的 细小水泥颗粒和液体中的固体杂质由于乳 化而形成乳浊液，影响盐酸溶蚀油井水泥 的效果并污染油层。虽然在理论上讲这种 乳浊液体系是不稳定的，但如果液体中含 有表面活性剂，乳化状态会很严重。一般 情况下，破乳剂添加浓度为 ０．３％～１．０％
盐酸与与油井水泥发生反应生成可溶 性盐类和水，反应方程式如下：
ＣａＯ＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ ＳｉＯ２＋４ＨＣｌ＝ＳｉＣｌ４＋２Ｈ２Ｏ 利用盐酸与油井水泥中氧化钙和二氧 化硅反应生成可溶性盐类的原理，用适当 浓度的酸液溶蚀卡住钻具的油井水泥块， 达到解卡的目的。 ３ ． ２ 酸化解卡方案
１２
表 ２ 酸化施工参数设计 表 ３ １５％ 盐酸溶蚀（缓蚀）试验 表 ４ １５％ 盐酸中金属挂片试验
表 ５ 陵 ３３ 井基本数据表
３ 酸化解卡工艺方案设计
３ ． １ 酸化解卡原理 Ｇ 级中抗硫酸盐水泥（ＭＳＲ）属硅酸盐
类水泥［３］，主要成分为氧化钙（ＣａＯ）和二氧 化硅（ＳｉＯ２）（含量占 ８９％～９１％，其中 ＣａＯ 含 量超过 ６６％，ＳｉＯ２ 超过 ２２％）［４］。
在酸液中加入部分添加剂主要是防止 盐酸对酸化车泵注系统、地面管汇、油管、
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套管的腐蚀，有效地保护油层。 ４．１ 缓蚀剂
缓蚀剂可以吸附在金属表面形成一层 很薄的膜，以阻止盐酸对金属的进一步腐 蚀。表 ３ 可看出，加入缓蚀剂后盐酸的腐蚀 速率明显降低。 ４ ． ２ 铁离子稳定剂
６ 认识与建议
（１）酸化解卡方法在修井作业中解除水 泥卡钻事故的成功应用，拓展了酸化解卡 的应用范围，增加了新的解卡工艺手段。
（２）为了防止酸液腐蚀地面管汇管线、 泵注系统及钻具和套管，有效保护油层，酸 化解卡液中必须加入适量的添加剂：缓蚀 剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂、破乳剂 和助排剂。
（３）现场进行酸化解卡作业时，必须制 定好 ＨＳＥ 措施，管汇管线要试压，并实时监 测 Ｈ２Ｓ 浓度。
在油水井修井作业中卡钻现象经常发 生，卡钻的形式也多种多样。一般处理这 类事故多采取大力上提活动解卡、憋压解 卡、震击解卡及倒扣甚至磨铣等工艺方 法，但处理套管中水泥卡钻事故还是一个 新课题。酸化解卡工艺在钻井中处理卡钻 事 故 早 有 应 用 ［１］， 尤 其 在 灰 岩 井 段 获 得 了 较 理想的效果［２，６］，但涉酸作业存在较大的风 险，如何在酸化解卡中防止酸液腐蚀地面 管汇、泵注系统及套管和钻具，有效地保 护油层和施工人员的安全并顺利解除水泥 卡钻是研究的主要内容。
无关人员进入涉酸区及压力区。 ５．３．６ 备 １０％ＮａＯＨ 水溶液 ５ｍ３，当残
酸返出时应将排出口插入 ＮａＯＨ 水溶液 中，以吸收中和返排液中可能存在的 Ｈ２Ｓ 气体。
５．３．７ 现场配备 Ｈ２Ｓ 气体监测仪随时 检测井口、罐口的 Ｈ２Ｓ 气体浓度，一旦发现 Ｈ２Ｓ 气体溢出立即启动应急预案。 ５ ． ４ 酸化解卡作业过程
（４）盐酸酸化解卡工艺风险小，效果好， 处理事故费用低，适用于套管中水泥卡钻 的解卡。
参考文献
［ １ ］ 任 中 启． 应 用 盐 酸 解 卡 的 实 践 与 认 识［ Ｊ ］ ． 石油钻探技术，１９９９，２７（４）：１５－１７．
科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
技 术 创 新
３．２．１ 盐酸浓度选择 考虑到保护钻具、套管和人身安全因 素，选择盐酸浓度不超过 １５％，并用天山 Ｇ 级中抗硫水泥样与不同浓度的盐酸进行了 酸溶性试验，结果见表 １，并选择浓度 １５％ 的盐酸作为酸化基液。 ３．２．２ 盐酸用量选择 钻水泥塞进尺 ３８．１３４ｍ 反复划眼后起 钻时遇卡，根据井口返出水泥屑情况和水 泥塞厚度，计算盐酸用量为 ４．４６７ｍ３。计算 方法如下： ５１／２“套管每米容积约为 １．２ × １０－２ｍ３， ３８ｍ 水泥塞的体积为 ０．４５６ｍ３，考虑到约 ６０％ 的水泥已返至地面，井筒中剩余水泥可 按 ０．４５６ × ４０％＝０．１８２ｍ３ 计。９０℃下 １５％ 盐 酸在添加缓蚀剂和铁离子稳定剂后溶蚀速 率为 ２．６ｇ／（ｈ·ｍ２）［６］，在不考虑径向溶蚀情 况下，由于油井水泥中 ＣａＯ 的含量不低于 ６６％，ＳｉＯ２ 的含量不低于 ２２％，根据化学反 应式计算 １５％ 盐酸用量： 溶蚀油井水泥中 ＣａＯ 所需的盐酸用 量： ＣａＯ＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ，ＣａＯ 的密度为 ３．３５，１５％ＨＣｌ 的密度为 １．０７３。 ５６：７２＝０．１８２ × ０．６６ × ３．３５：Ｘ × ０．１５ × １．０７３ Ｘ＝（７２ × ０．１８２ × ０．６６ × ３．３５）／（５６ × ０．１５ × １．０７３）＝３．２１４ｍ３ 溶蚀油井水泥中 ＳｉＯ２ 所需的盐酸用 量： ＳｉＯ２＋４ＨＣｌ＝ＳｉＣｌ４＋２Ｈ２Ｏ，ＳｉＯ２ 的密度为 ２．１。 ６０：１４４＝０．１８２ × ０．２２ × ２．１：Ｘ × ０．１５ × １．０７３ Ｘ＝（１４４ × ０．１８２ × ０．２２ × ２．１）／（６０ × ０．１５ × １．０７３）＝１．２５３ｍ３ 计算盐酸总用量为 ４．４６７ｍ３，考虑到作 业过程中的损耗，配制 １５％ 盐酸 ５ｍ３，并另 配 ２．５ｍ３ 备用。 ３．２．３ 酸化工艺与施工参数选择 为了确保酸化解卡成功，设计了两种 酸化工艺。 先采用油管注入工艺，先泵入 ５ｍ３１５％ 的盐酸解卡液再用清水将 ５ｍ３ 酸液顶替出 钻头水眼，停泵关井反应 ４０ｍｉｎ。然后上下 活 动 钻 具，如 果 解 卡 成 功，立 即 用 ６０ｍ３１％ＢＣＳ－８５１ 水溶液大排量洗井，洗出 全部残酸后按设计进行下步工序。如果不 能解卡，实施第二次酸化施工。第二次酸 化采用连续油管从套管环空注入工艺，用 酸量 ２．５ｍ３。待酸全部泵人并用清水顶替 出连续油管后，起出连续油管，以免解卡时 造成新的卡钻事故。施工参数见表 ２。
５．３．１ 现场酸化解卡作业由大修分公 司技术监理统一协调指挥。
５．３．２ 管汇连接完后试压 ２５ＭＰａ，确保 在酸化施工时不刺不漏，防止酸液伤人及 污染井场。
５．３．３ 毛巾、口罩、橡胶手套及护目
镜等特种劳保护具齐全上岗。 ５．３．４ 备 ３０Ｌ２％ 的 ＮａＨＣＯ３ 溶液和相
应的急救药品，以应对突发事件。 ５．３．５Biblioteka Baidu 设置警戒线和警戒标识牌，严禁
５．助排剂 ＦＤ－１９ 助排剂是一种高效表面活性 剂，能够大幅降低液体表面张力，增加界面 活性，有利于入井酸液迅速彻底地返排，可 有效地保护油层，一般添加浓度为 １．０％～ ２．０％。 酸化解卡配方确定： １５％ＨＣｌ ＋缓蚀剂 ＡＺ－１１．０％ ＋铁离 子稳定剂 ＮＴＡ－１１．２％ ＋粘土稳定剂 ＢＣＳ－８５１１．０％ ＋破乳剂 ＦＳ－ Ⅱ ０．８％ ＋助 排剂 ＦＤ－１９１．０％。
５ 现场应用
５．１ 陵 ３３ 井基本数据 ５ ． ２ 酸化设备、液体准备
１０００ 型酸化车、监测仪表车、供液车 各 １ 部，连续油管车 １ 部（备用），酸罐车 １ 部，清水罐车 １ 部，污水罐车 ２ 部，４０ｍ３ 工程 罐 ２ 具，备 ２０ｍ３ 清水、６０ｍ３１％ＢＣＳ－８５１ 水 溶液。 ５．３ ＨＳＥ 措施
表 １Ｇ 级中抗硫油井水泥酸溶性试验结果
（１）大力上提活动解卡 在 ５５～６０ｔ 范围内，反复上提下放活动 解卡，历时 ３．５ｈ，共计活动 ３１ 次，未能解 卡。 （２）憋压上提活动解卡 接地面管汇，试压 ３５ＭＰａ 无刺漏。用水 泥车从油管打压 ３５ＭＰａ，同时上提钻具 ５８ｔ，保持 １０ｍｉｎ 后泄压并卸掉上提力。反 复憋压上提 １８ 次，未能解卡。 （３）上提悬吊解卡 上提钻具 ５５ｔ，坐保险吊卡，刹死刹把， 悬吊 ４ｈ，未能解卡。 （４）震击解卡 倒扣，钻具从 ２４０６ｍ 处倒开，起出油 管，下入震击器（上击）和对扣接头对扣。 每 １５ｍｉｎ 活动钻具 ２～３ 次，上提不超 过 ６０ｔ，每小时震击 ５～６ 次，共震击 ３２ 次未 能解卡。 分析认为，钻具遇卡已经成为死卡，无 上下活动余地，只有设法将卡点处水泥溶 蚀掉才有可能解卡。
在油、水井酸化作业中，酸迅速溶解 管线和设备中的铁质及侵蚀地层中的铁质 矿物，这些溶解了的三价铁离子在液体中 极易形成沉淀，造成严重的地层伤害，因此 酸液中添加铁离子稳定剂是十分必要的。 表 ４ 看出，加入铁离子稳定剂后可以有效 抑制 Ｆｅ３＋铁离子沉淀。
４．３ 粘土稳定剂 粘土稳定剂主要用于含有粘土的中低
２ 前期处理方案选择与实施
卡钻管柱结构为：Φ １１６ｍｍ 磨鞋 １ 具 × ０．２１ｍ ＋变扣接头 １ 个× ０．１１４ｍ ＋Φ １０５ｍｍ 螺杆钻 １ 根× ４．５９５ｍ ＋Φ ７３ｍｍ （加）短节 １ 根× １．７０ｍ ＋Φ ７３ｍｍ（加）油管 ２６３ 根× ２５３０．８４９ｍ ＋方入 ８．４６８ｍ＋ 油补 距× ３．６６５ｍ ＝ ２５４９．６０１ｍ。根据卡钻情 况（卡点深，卡点深度在 ２５４９ｍ）、油管强度 （φ ７３ｍｍ 加厚新油管，材质为 Ｎ８０，抗拉强 度为 ６４ｔ）和井筒状况分析（５１／２＂ 套管，无 变形、破损，完井时固井质量合格），选择 了四种解卡方案并逐步进行了实施。
科技创新导报 ２００８ ＮＯ．２８ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
技 术 创 新
用酸化解卡方法解除修井作业中水泥卡钻事故
梁兵 卢红杰 朱辉明 吴占关 （ 吐哈油田井下技术作业公司 新疆鄯善 ８ ３ ８ ２ ０ ０ ）
摘 要：陵 ３３ 井是一口生产油井，在进行钻水泥塞作业时发生卡钻事故，分析为钻碎的水泥块沉积所致。经过实施大力上提活动解卡等 四种方案，均未成功解卡。为此，借鉴钻井解卡经验提出酸化解卡思路，通过分析酸化解卡原理，优选了酸化解卡液添加剂，确定了酸化解 卡方案和解卡液配方。在确保地面管汇、泵注系统及钻具和套管不被酸液腐蚀，有效保护油层的同时，现场酸化解卡作业获得了成功。 关键词： 酸化解卡 解卡 水泥 中图分类号：ＴＵ５２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００８）１０（ａ）－００１２－０２
接好管汇和正循环管线，试压 ２５ＭＰａ 稳压 ５ｍｉｎ 无刺漏。从油管注入配制好的 １５％ 酸化液 ５．０ｍ３ 后顶替清水 ２ｍ３，最高泵 压 ２３ＭＰａ，最低泵压 ５ＭＰａ，关井反应 ４０ｍｉｎ。上提钻具活动解卡，上提负荷 ３０ｔ 时 解卡成功。起出Φ ７３ｍｍ（加）油管 １ 根，调 整管脚位置至 ２５３９．１６９ｍ。用 １％ＢＣＳ－ ８５１ 水溶液 ６０ｍ３ 正循环洗井至进、出口水 质一致时停泵，泵压 ５～１０ＭＰａ，排量 ４００～ ５００Ｌ／ｍｉｎ，酸化解卡洗井作业过程历时 ２４０ｍｉｎ。
１ 卡钻经过
丘陵油田多用填砂、注水泥塞、挤水 泥方式进行封层，陵 ３３ 井有两个层先后采 用该方式封层。为了挖掘被封层的潜能， 决定钻开两个水泥塞进行压裂改造，以便 充分认识该井 Ｊ２ｘ 层的潜力。在钻完第一
个水泥塞后起管柱时发生卡钻事故，经过 多次大力上提活动解卡、憋压上提活动解 卡、震击解卡均无效果，最后钻具被卡死。 分析认为，由于钻塞完后洗井时水泥车排 量不够大，悬浮在井筒中的水泥块沉积在 钻头附近造成管柱卡死。
盐酸是一种强酸，分子式 ＨＣｌ，分子量 ３６．４６。工业盐酸浓度一般为 ３１％左右，为 无色或浅黄色（含杂质 ＦｅＣｌ３）液体［５］。
油气行业常用盐酸液主要由 １５％～２８ ％盐酸、酸化缓蚀剂、表面活性剂等组成， 是目前酸化作业使用最为广泛的酸型。其 优点是成本较低，缺点是盐酸与碳酸岩盐 反应速度快，在储层中形成的溶蚀孔洞很 短。
渗油层，防止由于粘土膨胀和运移降低油 层渗透率从而造成油层伤害。粘土稳定剂 一般由阳离子防膨剂和粘土无机防膨剂及 助剂组成，使用时可根据具体情况适量添 加 ０．５％～３％。 ４．４ 破乳剂
加入破乳剂可以有效防止钻塞产生的 细小水泥颗粒和液体中的固体杂质由于乳 化而形成乳浊液，影响盐酸溶蚀油井水泥 的效果并污染油层。虽然在理论上讲这种 乳浊液体系是不稳定的，但如果液体中含 有表面活性剂，乳化状态会很严重。一般 情况下，破乳剂添加浓度为 ０．３％～１．０％
盐酸与与油井水泥发生反应生成可溶 性盐类和水，反应方程式如下：
ＣａＯ＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ ＳｉＯ２＋４ＨＣｌ＝ＳｉＣｌ４＋２Ｈ２Ｏ 利用盐酸与油井水泥中氧化钙和二氧 化硅反应生成可溶性盐类的原理，用适当 浓度的酸液溶蚀卡住钻具的油井水泥块， 达到解卡的目的。 ３ ． ２ 酸化解卡方案
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表 ２ 酸化施工参数设计 表 ３ １５％ 盐酸溶蚀（缓蚀）试验 表 ４ １５％ 盐酸中金属挂片试验
表 ５ 陵 ３３ 井基本数据表
３ 酸化解卡工艺方案设计
３ ． １ 酸化解卡原理 Ｇ 级中抗硫酸盐水泥（ＭＳＲ）属硅酸盐
类水泥［３］，主要成分为氧化钙（ＣａＯ）和二氧 化硅（ＳｉＯ２）（含量占 ８９％～９１％，其中 ＣａＯ 含 量超过 ６６％，ＳｉＯ２ 超过 ２２％）［４］。