预防潜山压力破碎带卡钻钻井技术

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摘要：桩古10-58井的潜山与该地区的其它地层不同，特点是由于钻达逆断层压力破碎带出现井眼严重坍塌，掉块难以抑制，造成卡钻，埋钻具，经侧钻预防完成施工。

关键词：桩古10-58井、潜山地层、片麻岩、坍塌、事故预防

一、地质简况：

井口的地理位置：位于山东省东营市河口区仙河镇东港村。

设计井深：4800m

目的层位：奥陶系上马家沟组到前寒武系。

地质分层：平原组450m、明化镇组1450m、馆陶组2170m、东营组3025m沙河街组3335m、中生界3585m、奥陶系3518-3765m、寒武系3765-4315m、前寒武系4316-4512m、寒武系4512-4542逆断层、前寒武系4512-4800未穿。

地温实测：4315m在1650C

二、工程概况：

1、井身结构

三、事故简介：

四开后，从4318钻进至4336m，上提下放钻具有阻卡，开泵提到套管内起钻换钻头。下钻在4318m遇阻，开泵划眼至4324m时转盘扭矩增大、憋泵，停泵停转盘，上提钻具到4321m钻具被卡死。

卡死后，泥浆加入土粉和抗高温高压提粘药品，返出大量片麻岩碎块，经多次提拉钻具解卡无效，最后倒扣，鱼长27.06m，鱼顶4293.94m。

下入铣筒三次，打捞一根钻铤，主因套铣时转盘扭矩负荷大，泵压不稳，无进度，被迫放弃套铣，起出后发现铣筒铣鞋磨损严重，丝扣严重胀口。现鱼顶位置4302.56m，鱼长18.44m。

套管开窗处理。下YTS-50斜向器4283-4285.64m，测陀螺，座挂斜向器。用152mm的铣锥套管开窗，开窗井段是4284-4287.5m，再下入152mm钻头带2柱钻铤恢复钻进。

当钻到4357m时，泵压升3MPa，扭矩长3KNm，经循环处理泥浆恢复钻进，当钻到4376.33m时，泵压突然由171914MPa，扭矩3KNm又降为正常，上提钻具悬重减少，判断井下钻具出现问题，经起钻发现钻头和10根钻铤落井，鱼长89.34m，鱼顶4287m。

下入27/8公锥到鱼头，对扣造扣成功，在上提时遇卡，最大上提190吨不能解卡，开泵不通，在扭转活动钻具时，将公锥扭断。后经两次下入143mm的卡瓦捞筒打捞均困难，只好再次放弃。

四、事故原因分析：

地质原因：由于构造运动，前寒武系地层出现挤压断裂，在断裂处出现大量的片麻岩碎石堆积，形成压力破碎集中带，当钻头钻遇时，自身应力的释放就会产生井壁垮塌。

泥浆原因：其性能没有调到稳定井眼的需要。当井下出现复杂，又没有将钻具提到安全井段，及时调整性能，以满足井下稳定。

工程原因：

对地层的认识不足，在用215.9mm的钻头钻3587-4318m井段时，进入前寒武三米，在电测完通井时，出现三米不到底，在划眼时出现蹩钻和憋泵现象，划到底后就匆匆封井起钻下套，套管也没有有效的封住该地层，致使四开后遗留严重的井下复杂和事故。

五、施工难点：

1、本井钻遇地层断裂带应力交会处，片麻岩石的破碎严重，破碎面积大

掉块粒度大，而且其密度高、硬度高，又是深井，高温又高压。给井下事故处理带来困难。

2、本井是小井眼，环空间隙小，较大的掉块很难被带出来，只有通过钻具重复破碎形成小块才能被带出，这样钻具的磨损会严重，井下的摩阻和扭阻会增大，严重可能会造成卡钻。

六、技术对策：

1、开窗点的选择，经分析复杂点在177.8mm套管鞋以下前寒武系地层，以上奥陶系和寒武系井眼比较稳定，将开窗位置定位4185-4190m处。

2、窗口的处理，钻具进出窗口上下10m要缓慢，不要猛顿猛刹，连续三次过不去及时起钻修窗口。

3、在窗口处使用加重钻杆，防止应力集中。

4、钻压力破碎带地层时钻具用加重钻杆带钻头，4-6吨钻压，每钻进2m

上提一次，特别是钻速快、扭矩大、泵压升、上提下放有阻卡时，钻速要慢，不能贪多。

5、使用抗高温的处理剂，本着较强的防塌抑制能力、较高的携岩能力、较好的流变能力和高温高压稳定性，让泥浆渗透到片麻岩破碎带间隙中，对破碎带的岩石进行交结并形成稠泥浆滞留层，从而对井壁形成保护。

6、加强操作的管理，在钻头进入窗口及以后或钻头出窗口前，必需熟练人员亲自操作。

七、落实与效果：

1、下入胜利钻井院制造的YTS-50型斜向器。由于泥浆的粘切较高（滴流），高温陀螺很难下入，只有配低粘切（45秒左右）泥浆灌入钻具内。控制钻具下放速度。下入陀螺测摆工具面开泵剪断销钉座挂成功。

2、下入152mm的铣锥到斜向器，开泵加压10-30KN开窗，转速50-60r/nim，铣进3.5m，通过捞砂鉴定开窗情况，确保开通，起钻换钻头。

3、钻头过窗口，缓慢下放钻具遇阻30KN，井口做标记，上提钻具，用钻杆卡瓦卡在标记以下15-20cm处，加压500 KN，启动转盘试转4圈，正常后再转8-10圈，轻微上提钻具，取出卡瓦，下放钻具过窗口正常。

4、泥浆使用抗高温高压处理剂，主要用老浆加PAC、LS-AOF、SJ-1、土粉、纯碱、烧碱等，具体配方是：老浆+10%膨润+9%PAC+1.5%LS-AOF+1%SJ-1调配粘度到600秒以上高粘高切钻进，以利于携岩和井壁的稳定，通过钻进情况看，在穿过片麻岩压力破碎带时，泥浆粘度在650秒左右时井下比较稳定。

5、窗口以下使用新钻具、窗口处用加重钻杆，200h一探伤，没有发生钻具问题。

八、结论：

本井钻遇潜山片麻岩压力破碎带，造成复杂事故实属罕见，通过认真分析总结主客两方面原因，制定合理的技术对策，采取有效的施工措施，解决了复杂地层井壁稳定问题，避免了事故复杂的再次发生。

参考文献

蒋希文.钻井事故与复杂问题.石油工业出版社（第二版）2006