安全復(fù)合鉆井技術(shù)

安全復(fù)合鉆井技術(shù)本文通過(guò)對(duì)復(fù)合鉆井技術(shù)的介紹，結(jié)合其施工特點(diǎn)，對(duì)復(fù)合鉆進(jìn)存在的不安全因索進(jìn)行了剖析，在復(fù)合鉆井施工的各個(gè)階段，如何進(jìn)行事故和復(fù)雜的預(yù)防，保證安全順利地進(jìn)行復(fù)合鉆進(jìn)，提供了一定的借鑒作用。一、 前言隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，高效鉆頭加螺桿鉆具進(jìn)行復(fù)合鉆進(jìn)，大幅度地提高了鉆井速度，縮短了鉆井周期，復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)日益得到了鉆井隊(duì)的認(rèn)可，廣大鉆井工作者應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)的熱情很高。由于對(duì)此項(xiàng)技術(shù)認(rèn)識(shí)不夠，給鉆井施工造成了一些復(fù)雜和事故，如卡鉆、掉鉆具和出現(xiàn)井控問(wèn)題等，制約了復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，通過(guò)對(duì)復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)的使用和研究，保證復(fù)合鉆進(jìn)的安全尤其重要，下面探討一下如何安全地進(jìn)行復(fù)合鉆進(jìn)。二、 復(fù)合鉆進(jìn)的特點(diǎn)復(fù)合鉆進(jìn)是利用高效鉆頭和螺桿鉆具再加轉(zhuǎn)盤(pán)鉆進(jìn)的一種鉆井技術(shù)，可以鉆進(jìn)、定向而不用起下鉆，機(jī)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(zhǎng)的牙輪鉆頭和PDC鉆頭；螺桿鉆具是高壓泥漿通過(guò)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(chǎn)生一個(gè)工作扭矩，帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，使鉆頭工作。目前，中原油田常用的螺桿鉆具的轉(zhuǎn)速一般在100-220轉(zhuǎn)/分，加上轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速，因此在鉆頭仁的轉(zhuǎn)速在150-270轉(zhuǎn)/分左右。因此，只有使用高轉(zhuǎn)速的牙輪鉆頭或PDC鉆頭才較合適，從破巖機(jī)理上看，PDC鉆頭優(yōu)于牙輪鉆頭，機(jī)械鉆速會(huì)成倍提高，是現(xiàn)有轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速無(wú)法比擬的，但也使鉆頭磨損加劇。若使用單彎螺桿，其交變應(yīng)力則易造成螺桿的疲勞破壞，操作不當(dāng)，則易形成井下事故，如掉螺桿、鉆具脫落等。復(fù)合鉆進(jìn)機(jī)械鉆速高，環(huán)空巖屑濃度高，易井漏；當(dāng)接單根時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，泥漿易反噴，易造成井塌或沉砂片鉆。針對(duì)以上特點(diǎn)，我們?cè)谶M(jìn)行復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。三、安全復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)1、 復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)的使用范圍在復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，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(fù)雜事故，建議在以下情況不要使用螺桿鉆具，如：井下復(fù)雜:高壓油氣井段；易漏、易塌地層；地面設(shè)各有問(wèn)題；1.25度以上的單彎螺桿；使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的舊螺桿鉆具等。2、 復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)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(dǎo)致下鉆時(shí)劃眼，使井徑擴(kuò)大，給下步施工造成困難。螺桿入井前必須對(duì)螺桿進(jìn)行探傷檢杳，進(jìn)行螺桿的試運(yùn)轉(zhuǎn)檢查，記錄螺桿在正常鉆進(jìn)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(kāi)關(guān)是否靈活等，對(duì)下井的鉆頭應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)檢杳。嚴(yán)禁帶PDC鉆頭在套管內(nèi)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。在滿足井眼軌跡控制的條件下，盡量簡(jiǎn)化鉆具結(jié)構(gòu)，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(méi)下技術(shù)套管的井，盡量用較低的速度分段下鉆，每下入10-15柱時(shí)，應(yīng)接方鉆桿頂通泥漿一次，防止鉆具水眼內(nèi)掏空太多，造成螺桿反轉(zhuǎn)，將鉆具或鉆頭倒開(kāi)，造成井下事故。下鉆迂阻不超過(guò)50KN，否則，上提到正常井段，接方鉆桿可適當(dāng)進(jìn)行劃眼。鉆進(jìn)或循環(huán)時(shí)：循環(huán)時(shí)鉆具以上下活動(dòng)為主，避免在一個(gè)地方長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)，形成臺(tái)階，給完井施工帶來(lái)困難；鉆進(jìn)中迂到吊測(cè)或油氣層迂到快鉆時(shí)，應(yīng)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(fù)雜。當(dāng)鉆時(shí)較快時(shí)，每隔一段時(shí)間，可適當(dāng)用稠泥漿清洗井眼一周。當(dāng)井斜大于：30度時(shí)，每鉆進(jìn)80-100米短起下鉆進(jìn)行一次清砂;當(dāng)井斜小于30度時(shí)，每鉆進(jìn)150-300米短起下鉆進(jìn)行一次清砂，避免在井眼下部形成砂床，造成井下復(fù)雜。在鉆沙一鹽前后，均應(yīng)進(jìn)行短起下鉆拉井壁。在鉆進(jìn)時(shí)，先進(jìn)行不同鉆井參數(shù)下的鉆時(shí)試驗(yàn)，選擇最佳鉆井參數(shù)，防止鉆壓過(guò)大，鉆井中應(yīng)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(wèn)題。對(duì)蹩泵現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)停泵，上提鉆具，再小排量開(kāi)泵。復(fù)合鉆進(jìn)應(yīng)盡量用較大泥漿排量，保證泥漿具有良好的攜砂性及潤(rùn)滑性，適當(dāng)提高粘度和切力；對(duì)定向井，使泥漿含油量達(dá)10-15%。每鉆進(jìn)一個(gè)單根，提起劃眼一次，使巖屑分散，保證接單根的安全，同時(shí)接單根速度要快，要晚停泵早開(kāi)泵，防止沉砂卡鉆。起鉆：當(dāng)泥漿進(jìn)行大型處理后或易縮徑井段（如東營(yíng)、館陶等地層）起鉆時(shí)，應(yīng)放慢起鉆速度，防止起鉆迂卡拔死。對(duì)迂卡應(yīng)采取“少提多放”對(duì)于起鉆不暢通的井段，應(yīng)每起10-15柱接方鉆桿開(kāi)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(wú)法開(kāi)泵；起鉆應(yīng)灌好泥漿，防止井噴或井塌。劃眼：因井下復(fù)雜，被迫需要?jiǎng)澭蹠r(shí)，應(yīng)區(qū)別對(duì)待。PDC鉆頭與牙輪鉆頭不同，因PDC鉆頭的幾個(gè)棱易進(jìn)嵌入地層，啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)比牙輪鉆頭困難，在使用PDC鉆頭劃眼時(shí)，鉆壓或上提不超過(guò)3噸，同時(shí)注意防止轉(zhuǎn)盤(pán)打倒車(chē)，造成鉆具事故。鉆頭：因牙輪鉆頭和PDC鉆頭的破巖機(jī)理不同，當(dāng)使用牙輪鉆頭和單彎螺桿時(shí)，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(shí)間和轉(zhuǎn)速相乘與正常使用的牙輪鉆頭相比較，適當(dāng)縮短鉆頭的使用時(shí)間，防止鉆頭事故的發(fā)生。使用PDC鉆頭時(shí)，要合理加壓，嚴(yán)禁超負(fù)荷使用螺桿鉆具，防止鉆壓過(guò)大，井下蹩鉆嚴(yán)重，造成螺桿鉆具事故，以及斷PDC鉆頭和刀片等。特殊情況：當(dāng)在高壓油氣層或在易漏地層定向時(shí)，除做下鉆前的檢查外，應(yīng)將鉆頭水眼適當(dāng)放大?？稍诼輻U鉆具上部接一個(gè)鉆具旁通伐，以防在井涌壓井時(shí)急用。3、 復(fù)合鉆進(jìn)常用的鉆具結(jié)構(gòu)及鉆井參數(shù)^3llmm井眼：^3llmmPDC+^197mm螺桿鉆具+203mmDCX6根+中178mmDCX9根，鉆壓：40-120KN，轉(zhuǎn)速：65轉(zhuǎn)/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(zhuǎn)速：65轉(zhuǎn)/分，排量：24-28升/秒。單彎雙扶螺桿在復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，大部分有穩(wěn)斜和穩(wěn)方位的效果，對(duì)于有定向和穩(wěn)斜段長(zhǎng)的井眼剖面較好。單彎單扶螺桿在復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，有增斜效果，單彎度數(shù)越大，增斜率越高，一般用于定向段較長(zhǎng)又增斜的井眼剖面。在^216mm井眼，一般對(duì)于^165mm0.75°的單彎單扶螺桿，復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)的增斜率在3-4°/100m；l°單彎單扶螺桿，復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)的增斜率在5-6°/100m；1.25。單彎單扶螺桿，復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)的增斜率在7-8°/100m；但對(duì)地層反向及傾角大的地層例外。四、 幾起螺桿事故實(shí)例1、 4597隊(duì)在衛(wèi)344-1井施工中，在1950米下鉆時(shí)，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(shí)迂阻，劃眼無(wú)效起鉆，發(fā)現(xiàn)鉆頭落井。其原因是下鉆速度快，造成螺桿鉆具反轉(zhuǎn)，加上鉆頭上部的扶止器及轉(zhuǎn)盤(pán)的防倒轉(zhuǎn)作用，造成鉆頭落井。2、 4559隊(duì)在文13-608井施工中，使用^3llmmPDC+^197mm的百螺桿，在井深1900米下鉆時(shí)，下到離井底5柱時(shí)，因下鉆速度快，導(dǎo)致螺桿鉆具反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鉆具正轉(zhuǎn)（在地面看），有時(shí)吊卡放到轉(zhuǎn)盤(pán)上時(shí)還轉(zhuǎn)，鉆工為了便于