張經(jīng)

摘要：與大陸鉆井相比，海洋鉆井具有更大的風(fēng)險(xiǎn)和投入，尤其在水平井、分支井和快速鉆井技術(shù)在海上的廣泛應(yīng)用，讓鉆具在井下的工作條件比常規(guī)的作業(yè)下更為復(fù)雜，不僅會(huì)受到應(yīng)力的影響，同時(shí)也會(huì)受到荷載力的作用，再加上受到腐蝕、摩擦和溫度以及壓力的作用，導(dǎo)致鉆具刺漏的事故發(fā)生頻率也正在增多。本文從油田鉆井作業(yè)中發(fā)生的鉆具刺漏事故原因進(jìn)行分析，總結(jié)鉆具刺漏現(xiàn)象，提出鉆具刺漏判斷處理的措施。

關(guān)鍵詞：海洋鉆井，鉆具，刺漏，

1 鉆具刺漏的主要原因

鉆具的刺漏是鉆井中常見的問題。一般來說，這是因?yàn)殂@井中使用的鉆井工具相對(duì)陳舊。在鉆井作業(yè)過程中，井下鉆具會(huì)受到長(zhǎng)期的拉伸、壓縮和彎曲，很容易在某些部位產(chǎn)生疲勞和微裂紋。此外，上海海洋鉆探公司的井下鉆具容易磨損和腐蝕，導(dǎo)致部分區(qū)域管壁變薄和微裂紋。同時(shí)，由于高泵壓和水力侵蝕的影響，鉆具的薄弱部位極易發(fā)生穿孔和泄漏。一般來說，鉆具內(nèi)部濾網(wǎng)和外部坐封卡瓦處容易發(fā)生穿刺泄漏。在海上鉆井中，鉆桿接頭和加厚部分一般具有較高的剛度，不易彎曲。一般來說，彎曲情況最嚴(yán)重的位置是鉆桿內(nèi)部加厚過渡區(qū)與鉆桿本體的交界處，容易受到較大的旋轉(zhuǎn)彎曲應(yīng)力。鉆桿加厚時(shí)，也容易產(chǎn)生褶皺、結(jié)疤、壓坑等缺陷。因此，對(duì)于鉆具而言，鉆桿內(nèi)加厚的過渡帶是一個(gè)容易發(fā)生穿孔和泄漏的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過仔細(xì)觀察，還可以發(fā)現(xiàn)，一些鉆具的穿孔和泄漏部位表面有明顯的滑痕，有些甚至有一些周向滑痕。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，鉆桿在上下過程中，隨卡瓦轉(zhuǎn)動(dòng)，卡瓦也會(huì)對(duì)鉆桿本體造成嚴(yán)重?fù)p壞，容易產(chǎn)生橫向劃痕。在使用過程中，鉆桿也會(huì)受到交變應(yīng)力的影響，容易產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象，導(dǎo)致橫向劃痕迅速發(fā)展。最后，鉆桿上會(huì)出現(xiàn)貫穿裂紋，然后形成橫向表面裂紋，導(dǎo)致鉆桿穿透和泄漏。為了有效地預(yù)防和處理上述問題，相關(guān)技術(shù)人員需要熟悉鉆具穿孔和泄漏的特點(diǎn)和發(fā)生情況。只有這樣才能更好地防止鉆具穿孔和泄漏的發(fā)生。

2 鉆具刺漏現(xiàn)象

鉆具穿透和泄漏的主要表現(xiàn)是泵壓緩慢下降。同時(shí)，如果配備定向井工具，定向井工具的渦輪轉(zhuǎn)速會(huì)降低。如果鉆進(jìn)和漏失點(diǎn)靠近鉆頭，泵壓下降不明顯，但小井眼作業(yè)排量相對(duì)較低，因此鉆具鉆進(jìn)和漏失后仍不會(huì)有明顯下降的感覺。如果泥漿泵供水不好，也會(huì)導(dǎo)致泵壓降問題。通過對(duì)上述問題的分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無法及時(shí)準(zhǔn)確判斷鉆具的穿透和泄漏情況。誤判很多，但誤判會(huì)帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)：第一，如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆具的穿透和泄漏，被高壓鉆井液侵蝕后，穿透和漏點(diǎn)會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大，甚至?xí)霈F(xiàn)鉆具斷裂的問題;2、 如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆具的穿透和泄漏，穿透和泄漏鉆桿的強(qiáng)度特性，包括抗拉性能、抗扭性、抗擠壓性和抗內(nèi)壓性，將在一定程度上降低。在連續(xù)作業(yè)過程中，鉆具會(huì)承受大量載荷，導(dǎo)致鉆具強(qiáng)度不足而斷裂;3、 海上鉆井的綜合日成本高于陸上鉆井。如果判斷錯(cuò)誤，下鉆檢查鉆具時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)影響鉆井周期，增加成本。

3 鉆具刺漏判斷處理的措施

在海洋鉆井施工中，鉆具出現(xiàn)刺漏的問題一般是無法避免的，這種問題本身其實(shí)并不可怕，重點(diǎn)是鉆具刺漏的判斷技術(shù)。對(duì)海洋鉆井井孔的相關(guān)規(guī)范和要求進(jìn)行參考，鉆井鉆具的底部必須要攜帶有鉆具止回閥，然后要對(duì)海洋鉆井的特點(diǎn)進(jìn)行重視，避免發(fā)生鉆具刺漏之后出現(xiàn)誤判，因此可以采取以下措施來進(jìn)行處理。

3.1 嚴(yán)格執(zhí)行正確的操作規(guī)程

（1） 按照相關(guān)規(guī)范補(bǔ)充扭矩。一般情況下，大鉗不能咬住鉆桿本體和加厚部分。雙鉗應(yīng)保證分別咬合兩個(gè)接頭體，不能只使用單鉗緊固和卸扣，以防止鉆桿在卡瓦中打滑，造成嚴(yán)重傷痕。此外，擰緊和卸扣后，盡量使鉆桿接頭靠近轉(zhuǎn)盤平面，以防接頭彎曲。（2） 正常鉆井排量的泵壓緩慢下降。停止鉆井后，需要將鉆具提離井底，然后保持排量循環(huán)。同時(shí)，應(yīng)觀察泵的壓力。循環(huán)過程中，檢查泥漿泵和地面管匯，確認(rèn)泵壓下降，是否由地面循環(huán)引起。還需要檢查循環(huán)池中是否添加了泥漿材料，并密切監(jiān)控定向井工具的渦輪轉(zhuǎn)速變化。在觀察泵壓一段時(shí)間后，如果發(fā)現(xiàn)泵壓繼續(xù)下降，泥漿泵和地面管匯沒有異常，循環(huán)池中沒有添加泥漿材料，可以初步判斷井下鉆具的穿透和泄漏。（3） 將鉆具提到安全位置后，必須保持鉆桿打開，然后關(guān)閉通用防噴器，泥漿泵對(duì)鉆桿和井筒加壓。如果鉆桿內(nèi)部出現(xiàn)泥漿，則可視為鉆具泄漏。（4） 為避免因泥漿泵充水而誤判，可單獨(dú)測(cè)量泥漿泵的泵壓，觀察同排量下各泥漿泵的泵壓是否一致。這樣，就可以在泵啟動(dòng)時(shí)判斷鉆具的穿透和泄漏情況。（5） 為了避免地面管線和閥門導(dǎo)致鉆具穿透和泄漏的誤判，可以關(guān)閉防噴器。如果地面管道上的泥漿泵試壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，則可以消除地面管道的問題。固定鉆井工具的問題不應(yīng)該太長(zhǎng)。畢竟，井下情況相對(duì)復(fù)雜，以避免出現(xiàn)一些意想不到的問題。（6） 需要拉出鉆具進(jìn)行檢查。一般情況下，在拔出鉆桿的同時(shí)檢查鉆桿的外觀，以找到穿孔和泄漏的位置。起下鉆過程中一般采用直拔，但直拔時(shí)需要避免過度提及的問題，這主要是因?yàn)殂@穿和泄漏后會(huì)降低鉆桿的截面積和抗拉強(qiáng)度。（7） 拆卸和投擲鉆具時(shí)，必須啟動(dòng)泵，檢查定向井鉆具的泵壓和渦輪轉(zhuǎn)速。同時(shí)，應(yīng)將泵壓力和渦輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)與之前的排量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析。如果泵壓穩(wěn)定且汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速正常，則可以恢復(fù)正常運(yùn)行。

3.2 使用錐形泥漿濾網(wǎng)取代圓柱狀泥漿濾網(wǎng)

圓柱形泥漿濾網(wǎng)容易造成濾網(wǎng)與管壁間隙過小的問題。同時(shí)，高壓泥漿射流也容易對(duì)鉆具內(nèi)壁產(chǎn)生垂直沖擊。因此，有必要將其更換為錐形泥漿濾網(wǎng)，以減少圓柱形泥漿濾網(wǎng)的缺點(diǎn)。通過對(duì)東海幾個(gè)油田使用情況的分析研究，發(fā)現(xiàn)錐形泥漿濾網(wǎng)可以大大降低鉆具內(nèi)壁的腐蝕程度。如果要徹底解決泥漿濾網(wǎng)的腐蝕損壞問題，還可以在泥漿泵的輸入端設(shè)計(jì)安裝濾網(wǎng)。這樣就可以在很大程度上增加流道面積，減小阻力，從而徹底解決這個(gè)問題。

3.3 選用防硫鉆具或者是鋼級(jí)鉆桿

對(duì)于含有硫化氫和其他腐蝕性氣體的井段來說，想要減少鉆具刺漏的情況，對(duì)刺漏點(diǎn)進(jìn)行更為準(zhǔn)確的判斷，需要對(duì)鉆具的使用類型進(jìn)行重視，選用防硫鉆具或者是鋼級(jí)鉆桿，能夠在很大程度上減少因?yàn)楦g原因而發(fā)生的鉆具刺漏失效事故。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，石油鉆井工程的安全問題變得越來越重要，因?yàn)槭豌@井工程事故將對(duì)鉆井工程產(chǎn)生重大影響。對(duì)于海洋鉆井工程來說，很容易出現(xiàn)鉆具穿孔和泄漏的問題。解決這個(gè)問題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷穿刺點(diǎn)和漏點(diǎn)，否則會(huì)產(chǎn)生很大的不利影響。鉆井穿透和泄漏的原因有很多。因此，有必要盡快發(fā)現(xiàn)鉆具本身的薄弱環(huán)節(jié)，提前采取預(yù)防措施，并應(yīng)用這些措施判斷鉆具的貫入點(diǎn)和漏點(diǎn)，以進(jìn)一步提高鉆井作業(yè)的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]程忠，項(xiàng)春生，劉超.海洋鉆井井下鉆具刺漏判斷技術(shù)分析[J].工程技術(shù)研究，2019（18）：83～84.

[2]李富強(qiáng)，苑國(guó)華，呂鵬福，等.鉆井過程中工程異常的分析與判斷[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2015（S1）：87～89+128.

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