侯冠中，和鵬飛，鄭 超，席江軍

(1．中海石油〈中國(guó)〉天津分公司，天津300452;2．中海油能源發(fā)展有限公司工程技術(shù)分公司，天津300452)

井下鉆具事故最常見(jiàn)的是鉆具刺漏、連接扣故障等問(wèn)題，每年在各大油田均有發(fā)生［1－3］，如果在作業(yè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、應(yīng)對(duì)措施失當(dāng)會(huì)導(dǎo)致鉆具斷落入井。鉆具落井后的處理費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，嚴(yán)重影響井的總體開(kāi)發(fā)效益。

2014年渤海油田共實(shí)現(xiàn)400多口井的鉆井作業(yè)任務(wù)，有效降低作業(yè)成本10%以上，良好踐行了海洋石油總公司“降本增效”的理念。這些成績(jī)的取得不僅是渤海油田優(yōu)化資源配置、合理作業(yè)安排、精細(xì)化現(xiàn)場(chǎng)操作、創(chuàng)新作業(yè)理念、引進(jìn)新工具新工藝的成果，同時(shí)也是海上鉆井作業(yè)復(fù)雜情況、事故成功處理的成果。I27H井表層406.4 mm井眼鉆具落井的一次性成功打撈便是此類(lèi)情況的典型。

1 I27H井基本情況與鉆具落井過(guò)程

I27H井是渤海某油田綜合調(diào)整設(shè)計(jì)的一口近大位移水平井，采用225 t提升能力鉆修機(jī)井架作業(yè)，配置2臺(tái)F800型柴油動(dòng)力泥漿泵。一開(kāi)鉆進(jìn)至734 m發(fā)現(xiàn)2號(hào)泥漿泵高壓出口旋塞閥刺漏，正常鉆進(jìn)期間泵壓穩(wěn)定無(wú)異常，修理旋塞閥后恢復(fù)鉆進(jìn)，發(fā)現(xiàn)排量3200 L/min泵壓較修理前偏低2 MPa，現(xiàn)場(chǎng)降低排量循環(huán)，排查地面泥漿泵、管線等原因，查看井下定向工具渦輪轉(zhuǎn)速未有異常，同時(shí)發(fā)現(xiàn)2號(hào)泥漿泵上水變差、高壓出口管線抖動(dòng)嚴(yán)重，由于泥漿泵設(shè)備老舊，清理濾網(wǎng)、檢查活塞缸套、自循環(huán)低壓排空，上水效果均未改善?，F(xiàn)場(chǎng)決定嘗試恢復(fù)鉆進(jìn)，發(fā)現(xiàn)泵壓穩(wěn)定不降、馬達(dá)接觸井底無(wú)壓差，進(jìn)尺慢。鑒于此，決定起鉆檢查鉆具，倒劃眼循環(huán)至701 m，泵壓突然降低1.17 MPa、懸重降低3.36 t，現(xiàn)場(chǎng)判斷底部鉆具落井。

圖1 出井的NMDP公扣照片

1．1 定向井軌跡數(shù)據(jù)

I27H井定向井軌跡設(shè)計(jì)如表1所示，表層井深734 m對(duì)應(yīng)井底井斜約53°。

表1 I27H井定向井軌跡數(shù)據(jù)

1．2 井身結(jié)構(gòu)

2 事故現(xiàn)場(chǎng)分析與解決思路

2．1 打撈思路與難點(diǎn)

對(duì)于本井“落魚(yú)”的打撈提出了3種方案:

(1)組合對(duì)扣鉆具，對(duì)扣打撈;

(2)下入卡瓦打撈筒;

(3)下入公錐內(nèi)打撈。

打撈的主要難點(diǎn)在于“魚(yú)頂”在縱向和橫向上均有不確定性，尤其表層井眼尺寸較大，“魚(yú)頂”在橫向上的判斷直接會(huì)影響打撈效果。

2．2 “落魚(yú)”位置分析

從現(xiàn)在事故發(fā)生點(diǎn)估算，底部鉆頭位置在701 m發(fā)生懸重突降，按“落魚(yú)”不移動(dòng)計(jì)算理論“魚(yú)頂”位置應(yīng)該在674.3 m。對(duì)于“魚(yú)頂”是否發(fā)生變化，現(xiàn)場(chǎng)做了具體計(jì)算分析。本次鉆具在入井前對(duì)包括震擊器在內(nèi)以下鉆具稱(chēng)重約9 t，由此計(jì)算“落魚(yú)”理論質(zhì)量約在6.5 t左右，按井底段井斜53°做“落魚(yú)”受力分析，如圖2所示。

計(jì)算結(jié)果“落魚(yú)”在沿井眼延伸方向的重力分量G2為3.9 t左右，摩擦力f約1.6 t(摩擦系數(shù)根據(jù)鉆井過(guò)程中的上提、下放懸重，利用landmark軟件反推約為0.3)。由此判斷“落魚(yú)”脫離鉆具后將通過(guò)2.3 t左右的軸向力(忽略鉆井液浮力)墜落井底。

2．3 “落魚(yú)”井內(nèi)狀態(tài)分析

渤海上部地層疏松，地層可鉆性強(qiáng)，一般表層作業(yè)采用海水膨潤(rùn)土漿大排量鉆進(jìn)配合清掃稠膨潤(rùn)土漿攜砂，由此導(dǎo)致表層擴(kuò)延率極高，原先使用的表層444.5 mm井眼擴(kuò)眼率達(dá)100%左右，本井表層采用406.4 mm鉆頭，由于軌跡造斜需要鉆進(jìn)過(guò)程中控制最高排量控制在3400 L/min左右，通過(guò)投入電石和替入稠膨潤(rùn)土漿利用遲到時(shí)間測(cè)算擴(kuò)眼率在30%左右，同時(shí)對(duì)比同尺寸井眼以及排量參數(shù)在綏中區(qū)域的該尺寸表層作業(yè)情況印證了該數(shù)值的可靠性(見(jiàn)表2)。

表2 綏中某區(qū)塊表層406.4 mm井眼擴(kuò)眼率計(jì)算

表2 綏中某區(qū)塊表層406.4 mm井眼擴(kuò)眼率計(jì)算

序號(hào) 井名 images/BZ_24_953_1904_975_1937.png406.4 mm井眼中完井深/m /%1 M33H 425.0 30.0 150 約最大井斜/(°)固井水泥附加量/%固井時(shí)水泥漿返出量/m3反推井徑擴(kuò)大率1.5 21 2 M31H 421.0 28.0 150 約8.0 28 3 M28H 419.0 14.5 150 約1.5 22 4 M30H 421.5 23.0 150 約9.5 29 5 M26H 421.5 20.0 150 約1.5 21

2．4 打撈方案的確定

圖2 I27H井“落魚(yú)”受力分析示意圖

圖3 “落魚(yú)”井內(nèi)狀態(tài)示意圖

從出井的NMDP底部扣狀態(tài)來(lái)看，公扣周向有1/3左右的部分液體沖蝕較為嚴(yán)重，其他部分稍有沖蝕但總體保持了扣的完整狀態(tài)，整個(gè)扣型外圍無(wú)其他裂紋等現(xiàn)象，判斷母扣端理論上也無(wú)脹扣問(wèn)題，且扣存在再次受短時(shí)拉力的可能。同時(shí)鑒于上述2.2、2.3小節(jié)分析，現(xiàn)場(chǎng)決定第一趟利用合理的對(duì)扣鉆具嘗試對(duì)扣，如果打撈不成功，第二趟下入大尺寸引鞋加卡瓦打撈筒。

對(duì)于對(duì)扣打撈組合底部使用磁性還是非磁性鉆鋌，考慮剛性鉆鋌扣強(qiáng)度高于磁性［4］，最終下入常規(guī)螺旋鉆鋌，同時(shí)在鉆鋌上部加入單向浮閥防止堵塞，加入震擊器便于捕獲“落魚(yú)”后提活。

如果對(duì)扣不成功，探得“魚(yú)頂”后，起鉆通井，然后下入打撈筒打撈。

3 實(shí)施操作

(1)下鉆，小排量500 L/min，下壓鉆具6 t探“魚(yú)頂”深度714.36 m，與計(jì)算“魚(yú)頂”貼近，證明“落魚(yú)”確實(shí)滑入井底，測(cè)上提、下放懸重(上提47 t、下放40 t;旋轉(zhuǎn)上提45 t、旋轉(zhuǎn)下放42 t);

(2)設(shè)定頂驅(qū)憋停值5 kN·m，開(kāi)排量500 L/min，轉(zhuǎn)速10 r/min(泵壓 0.45 MPa，扭矩 3.5 kN·m)，緩慢下放鉆具至714.36 m遇阻6 t，頂驅(qū)憋停，泵壓上升至2.7 MPa，返出正常，證明井底循環(huán)通路暢通，無(wú)沉砂卡鉆現(xiàn)象。

(3)按5 kN·m每次階梯提高頂驅(qū)憋停值至35 kN·m，頂驅(qū)仍舊憋停，釋放扭矩，計(jì)算有效上扣5圈，再次施加正扭矩至35 kN·m(正常該磁性扣上扣扭矩60 kN·m，對(duì)扣按60%上扣)［5］，釋放扭矩。

(4)緩慢上提鉆具至懸重70 t(含頂驅(qū)懸重18.5 t)，鉆具未活，再次上提至100 t，震擊器工作，下壓復(fù)位震擊器，再次上提至80 t，懸重降至52 t(比對(duì)扣前增加5 t)，鉆具提活，期間泵壓穩(wěn)定2.7 MPa不降，確認(rèn)對(duì)扣成功。

(5)平穩(wěn)起鉆至井口，“落魚(yú)”全部出井。

4結(jié)語(yǔ)

(1)大尺寸井眼鉆具脫扣落井事故，綜合考慮扣的損壞程度、井眼狀況、“落魚(yú)”在井內(nèi)的狀態(tài)，因地制宜的選擇打撈方式，完全可以實(shí)現(xiàn)大尺寸井眼對(duì)扣打撈作業(yè)。

(2)確認(rèn)對(duì)扣以后，上扣扭矩的大小和方式會(huì)影響扣的損壞程度，從本次對(duì)扣來(lái)看，利用剛性扣打撈磁性扣，增強(qiáng)連接的強(qiáng)度，上扣扭矩可利用階梯上緊，計(jì)算有效上扣圈數(shù)，最大扭矩值不宜過(guò)大，從經(jīng)驗(yàn)來(lái)看不超過(guò)60%。

［1］ 張杰，常忠勇，何茂偉，等．TD004一X3井大斜度井鉆具滑扣事故處理實(shí)踐［J］．天然氣勘探與開(kāi)發(fā)，2012，35(3):66 －69．

［2］ 李守眾，常領(lǐng)，高志強(qiáng)，等．樁古9一斜3井大井眼段落魚(yú)打撈技術(shù)［J］．西部探礦工程，2010，(11):59 －61．

［3］ 孔祥云，劉磊，高定祥，等．塔河油田斜井水平井打撈技術(shù)研究與應(yīng)用［J］．內(nèi)蒙古石油化工，2014，(8):105 －106．

［4］ 董星亮，曹式敬，唐海雄，等．海洋鉆井手冊(cè)［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2011．

［5］ SY/T 5587．12—2004，常規(guī)修井作業(yè)規(guī)程［S］．