安全復合鉆井技術

安全復合鉆井技術本文通過對復合鉆井技術的介紹，結合其施工特點，對復合鉆進存在的不安全因索進行了剖析，在復合鉆井施工的各個階段，如何進行事故和復雜的預防，保證安全順利地進行復合鉆進，提供了一定的借鑒作用。一、 前言隨著鉆井技術的發(fā)展，高效鉆頭加螺桿鉆具進行復合鉆進，大幅度地提高了鉆井速度，縮短了鉆井周期，復合鉆進技術日益得到了鉆井隊的認可，廣大鉆井工作者應用此項技術的熱情很高。由于對此項技術認識不夠，給鉆井施工造成了一些復雜和事故，如卡鉆、掉鉆具和出現井控問題等，制約了復合鉆進技術的推廣和應用，通過對復合鉆進技術在現場的使用和研究，保證復合鉆進的安全尤其重要，下面探討一下如何安全地進行復合鉆進。二、 復合鉆進的特點復合鉆進是利用高效鉆頭和螺桿鉆具再加轉盤鉆進的一種鉆井技術，可以鉆進、定向而不用起下鉆，機械鉆速高，常常是普通鉆井速度的幾倍。高效鉆頭主要是壽命長的牙輪鉆頭和PDC鉆頭；螺桿鉆具是高壓泥漿通過螺桿與定子橡膠襯套的螺旋通道往下擠壓，在壓差下使螺桿產生一個工作扭矩，帶動主軸旋轉，使鉆頭工作。目前，中原油田常用的螺桿鉆具的轉速一般在100-220轉/分，加上轉盤的轉速，因此在鉆頭仁的轉速在150-270轉/分左右。因此，只有使用高轉速的牙輪鉆頭或PDC鉆頭才較合適，從破巖機理上看，PDC鉆頭優(yōu)于牙輪鉆頭，機械鉆速會成倍提高，是現有轉盤轉速無法比擬的，但也使鉆頭磨損加劇。若使用單彎螺桿，其交變應力則易造成螺桿的疲勞破壞，操作不當，則易形成井下事故，如掉螺桿、鉆具脫落等。復合鉆進機械鉆速高，環(huán)空巖屑濃度高，易井漏；當接單根時間長時，泥漿易反噴，易造成井塌或沉砂片鉆。針對以上特點，我們在進行復合鉆進時，應注意以下幾點。三、安全復合鉆進技術1、 復合鉆進技術的使用范圍在復合鉆進時，螺桿鉆具以上盡量不帶扶正器。在非定向井段，為避免螺桿發(fā)生復雜事故，建議在以下情況不要使用螺桿鉆具，如：井下復雜:高壓油氣井段；易漏、易塌地層；地面設各有問題；1.25度以上的單彎螺桿；使用時間過長的舊螺桿鉆具等。2、 復合鉆進技術下鉆前：上一趟鉆起鉆前充分循環(huán)處理好泥漿，保持井筒順暢，打好封閉。防止井底沉砂，導致下鉆時劃眼，使井徑擴大，給下步施工造成困難。螺桿入井前必須對螺桿進行探傷檢杳，進行螺桿的試運轉檢查，記錄螺桿在正常鉆進排量下的壓降；各絲扣連接是否可靠；定向接頭是否與螺桿彎度方向一致；旁通閥開關是否靈活等，對下井的鉆頭應進行詳細檢杳。嚴禁帶PDC鉆頭在套管內進行試運轉。在滿足井眼軌跡控制的條件下，盡量簡化鉆具結構，可用加重鉆桿代替部分鉆挺。下鉆：控制下鉆速度。尤其是上部地層和沒下技術套管的井，盡量用較低的速度分段下鉆，每下入10-15柱時，應接方鉆桿頂通泥漿一次，防止鉆具水眼內掏空太多，造成螺桿反轉，將鉆具或鉆頭倒開，造成井下事故。下鉆迂阻不超過50KN，否則，上提到正常井段，接方鉆桿可適當進行劃眼。鉆進或循環(huán)時：循環(huán)時鉆具以上下活動為主，避免在一個地方長時間循環(huán)，形成臺階，給完井施工帶來困難；鉆進中迂到吊測或油氣層迂到快鉆時，應停鉆循環(huán)泥漿一周以上，防止因沉砂或泥漿密度下降造成井下復雜。當鉆時較快時，每隔一段時間，可適當用稠泥漿清洗井眼一周。當井斜大于：30度時，每鉆進80-100米短起下鉆進行一次清砂;當井斜小于30度時，每鉆進150-300米短起下鉆進行一次清砂，避免在井眼下部形成砂床，造成井下復雜。在鉆沙一鹽前后，均應進行短起下鉆拉井壁。在鉆進時，先進行不同鉆井參數下的鉆時試驗，選擇最佳鉆井參數，防止鉆壓過大，鉆井中應觀察分析井下異常情況，如蹩跳鉆、泵壓升高、蹩泵、鉆屑中有鐵屑等，防止螺桿或鉆頭出問題。對蹩泵現象，應及時停泵，上提鉆具，再小排量開泵。復合鉆進應盡量用較大泥漿排量，保證泥漿具有良好的攜砂性及潤滑性，適當提高粘度和切力；對定向井，使泥漿含油量達10-15%。每鉆進一個單根，提起劃眼一次，使巖屑分散，保證接單根的安全，同時接單根速度要快，要晚停泵早開泵，防止沉砂卡鉆。起鉆：當泥漿進行大型處理后或易縮徑井段（如東營、館陶等地層）起鉆時，應放慢起鉆速度，防止起鉆迂卡拔死。對迂卡應采取“少提多放”對于起鉆不暢通的井段，應每起10-15柱接方鉆桿開泵循環(huán)一下，將堆積在鉆頭或扶正器上的泥餅及巖屑沖掉并分散，防止拔活塞后造成無法開泵；起鉆應灌好泥漿，防止井噴或井塌。劃眼：因井下復雜，被迫需要劃眼時，應區(qū)別對待。PDC鉆頭與牙輪鉆頭不同，因PDC鉆頭的幾個棱易進嵌入地層，啟動轉盤比牙輪鉆頭困難，在使用PDC鉆頭劃眼時，鉆壓或上提不超過3噸，同時注意防止轉盤打倒車，造成鉆具事故。鉆頭：因牙輪鉆頭和PDC鉆頭的破巖機理不同，當使用牙輪鉆頭和單彎螺桿時，牙輪鉆頭將比正常使用損壞的快，一般情況下，可將牙輪鉆頭使用時間和轉速相乘與正常使用的牙輪鉆頭相比較，適當縮短鉆頭的使用時間，防止鉆頭事故的發(fā)生。使用PDC鉆頭時，要合理加壓，嚴禁超負荷使用螺桿鉆具，防止鉆壓過大，井下蹩鉆嚴重，造成螺桿鉆具事故，以及斷PDC鉆頭和刀片等。特殊情況：當在高壓油氣層或在易漏地層定向時，除做下鉆前的檢查外，應將鉆頭水眼適當放大?？稍诼輻U鉆具上部接一個鉆具旁通伐，以防在井涌壓井時急用。3、 復合鉆進常用的鉆具結構及鉆井參數^3llmm井眼：^3llmmPDC+^197mm螺桿鉆具+203mmDCX6根+中178mmDCX9根，鉆壓：40-120KN，轉速：65轉/分，排量：50-55升/秒。^216mm井眼：^216mmPDC+^165mm螺桿鉆具+中159mmDCX3-9根+中127mm加重鉆桿，鉆壓：20-50KN，轉速：65轉/分，排量：24-28升/秒。單彎雙扶螺桿在復合鉆進時，大部分有穩(wěn)斜和穩(wěn)方位的效果，對于有定向和穩(wěn)斜段長的井眼剖面較好。單彎單扶螺桿在復合鉆進時，有增斜效果，單彎度數越大，增斜率越高，一般用于定向段較長又增斜的井眼剖面。在^216mm井眼，一般對于^165mm0.75°的單彎單扶螺桿，復合鉆進時的增斜率在3-4°/100m；l°單彎單扶螺桿，復合鉆進時的增斜率在5-6°/100m；1.25。單彎單扶螺桿，復合鉆進時的增斜率在7-8°/100m；但對地層反向及傾角大的地層例外。四、 幾起螺桿事故實例1、 4597隊在衛(wèi)344-1井施工中，在1950米下鉆時，下入^216mmGP545+中165mm百螺桿+中159mmDCXl根+F214+^159mmDCXl根，因下鉆速度快，在下到525米時迂阻，劃眼無效起鉆，發(fā)現鉆頭落井。其原因是下鉆速度快，造成螺桿鉆具反轉，加上鉆頭上部的扶止器及轉盤的防倒轉作用，造成鉆頭落井。2、 4559隊在文13-608井施工中，使用^3llmmPDC+^197mm的百螺桿，在井深1900米下鉆時，下到離井底5柱時，因下鉆速度快，導致螺桿鉆具反轉，帶動鉆具正轉（在地面看），有時吊卡放到轉盤上時還轉，鉆工為了便于