中石化胜利工程有限公司海洋钻井公司 山东东营 257000
摘要:钻具落井是石油钻井行业典型的井下事故,一般需要耗费较大的时间和人力、物力来处理,直接影响施工进度和油井产能。由于一些客观及人为因素的影响,钻具落井事故仍时有发生[1]。由于井下情况复杂,有时鱼头不好找,尤其是在大井眼处,碰到鱼头的概率更小,打捞难度更大[2]。埕北斜X井在浅地层大井眼段发生了钻具断落故障,经过摸索性的打捞最终捞获落鱼。本文对本井的打捞过程做了分析,对打捞难点做了说明,给出更优打捞方案。
关键词:钻具落井;大井眼段;打捞
井下钻具事故最常见的是钻具刺漏、连接扣故障等问题,每年在各大油田均有发生,如果在作业过程中发现不及时、应对措施失当会导致钻具断落入井。 钻具落井后的处理费时、费力,严重影响井的总体开发效益。在大井眼段,鱼头很难探到,对打捞造成更大难度。本文介绍了埕北斜X井大井眼段内打捞过程,进行分析,提出更合理的方案,为大井眼段落鱼打捞提供宝贵经验。
1 埕北斜X井概况
埕北斜X井构造位于渤海湾盆地埕宁隆起埕北低凸起埕北30断裂带。完钻井深3714m(垂深3344.45m),完钻层位东营组。造斜点744m,全井最大井斜角31.5°(1283.46m处)。
1.1 井身结构
埕北斜X井桩入φ762mm隔水导管+φ444.5mm一开井眼700.7mXφ339.7mm表层套管700.2m+φ241.3mm二开井眼3714mXφ177.8mm油层套管3711m。
2 事故经过及相关数据
2.1事故经过
埕北斜X井电测完下钻通井至3703m时遇阻,接顶驱划眼下探至3711m时,顶驱突然蹩停,上提钻具至3704m悬重由119t突然降至41t,泵压由3.8MPa降至0.5MPa,判断下部钻具断落。钻具断落后,接钻具试图探鱼头,未能探到鱼头,遂起钻。起出上部钻具,钻杆本体断裂,裂口距离母节箍台阶面63cm,落鱼长度2966.57米,理论数据计算得出鱼顶位置在747.43米。
落鱼结构:Φ241.3mmHJT517G×0.25m+630X410双母接头×0.5m+411X410回压阀×0.51m+Φ238mm螺旋扶正器×1.90m+Φ127mm无磁承压钻杆×9.27m+Φ127mm加重钻杆×249.72m+Φ127mm钻杆×2704.42m。
鱼顶附近井眼扩大率较大,井眼扩大率达到了51.92%。
2.3打捞难点
本井打捞的主要难点在于鱼头在纵向和横向上均有不确定性,尤其该段井眼尺寸较大,考虑到鱼头在横向上偏离井眼中心线较大,打捞难度较大[1]。
3事故处理过程
3.1第一阶段:摸鱼
使用钻具组合:母锥(或卡瓦打捞筒)+127mm单弯钻杆+127mm钻杆。逐渐增大单弯钻杆弯度,以扩大探测半径,公扣母扣直线偏差最大达到60cm。本阶段共打捞7次,其中:使用φ177mm母锥打捞1次,φ181mm母锥打捞3次,φ220mm卡瓦打捞筒带壁钩打捞3次。探测深度在:747米-762米。打捞效果均不佳,多次在750米左右有遇阻显示,悬重下降,疑似探到鱼头,加压之后悬重恢复正常。
经过分析,钻具断落位置为造斜井段开始段(造斜段744米-967.34米),井径较大。钻具起下钻过程中,在此处形成键槽,鱼头落入键槽内,大尺寸的打捞工具无法打捞鱼头。
电测确定落鱼具体位置,加工工具将井径扩大,同时将钻具剥离键槽。
3.2第二阶段:探鱼
下磁性定位7次,仪器的测试范围过小,探测半径5cm,落鱼位置和磁定位仪器之间距离超出可测范围。中途用外径181mm母锥通井4次。最后一次下入仪器为声感应、中感应、八侧向,通过测井曲线,确定鱼头位置在750米。
通过电测确定鱼头的准确位置,下步可以扩大750米以上井眼,同时加工工具拨动鱼头,下公锥打捞。
3.3第三阶段:捞鱼
下入自制公锥刮刀将728m~750.5m井段的井眼扩大。 再下入自制刮刀接头至828.32m,转动顶驱拨动鱼头,最大扭矩50kN.m。之后下入“反扣公锥+弯钻杆(偏心距69cm)”,在751.29m处造扣成功,成功捞获部分落鱼(333.49m),剩余落鱼2633.08m。下入Φ127mm正扣钻杆成功与落鱼对扣成功,顺利开泵循环,拔活落鱼(最大上提悬重128t)。 钻具活动正常,上提钻具时悬重正常,起钻起出全部落鱼,故障解除。
4原因分析
4.1 钻具疲劳破坏是根本原因
本次钻具断落位置为钻杆母扣端面以下63cm,位于钻杆本体。经过分析发生经过、使用参数、断口情况等,钻具断裂前未超负荷使用,此次断裂是由于钻具疲劳破坏所致。
4.2 钻具断落位置特殊
断裂位置在造斜点附近,属于钻具应力集中点,承担了最大的交变载荷,加速了钻具的疲劳破坏。由于鱼头藏在造斜点以下的裸眼井段,地层松软,易磨出键槽,鱼头偏离主井眼进入键槽内,为顺利探到鱼头造成了困难,也是这次钻具故障处理时间较长的主要原因。
5大井眼落鱼打捞方案优化
通过埕北斜X井的打捞过程得出前期方案不明确,导致打捞进度缓慢,但是总结分析,得出大井眼落鱼打捞的最优方案,为今后的事故处理提供经验。
(1)确定落鱼:遇到大井眼落鱼,不要用常规打捞钻具摸鱼头,防止钻具将鱼头压入井壁,使打捞难度增加;首先根据钻具数据,以钻具在井内最理想状态,计算出鱼头的理论位置;然后使用电测手段,测电阻率精确确定鱼头位置,可以使用双感应八侧向来进行定位,且不可以用磁性定位,因为磁性定位的有效测试范围过小,探测半径只有5cm左右,落鱼位置和磁定位仪器之间距离超出可测范围,无法测到准确鱼顶位置 。
(2)确定鱼头准确位置后,首先使用扩眼器将鱼头以上井段扩大并清洗鱼头,使用弯钻杆加打捞工具打捞:弯钻杆的弯度尽量大(必须要超过井眼最大井径)根据情况下入公锥、母锥或卡瓦打捞筒。打捞时精细操作,观察好指重表,微小的波动也要认真分析。
(3)使用反扣钻杆,在捞到落鱼后,先倒出坏鱼头,再下入正扣钻杆对扣尝试建立循环捞出落鱼。
参考文献:
[1]侯冠中,和鹏飞,郑超,席江军.渤海I27H井φ406.4mm大尺寸井眼对扣打捞技术.探矿工程,2015,42(10):35-37.
[2]李守众,常领,高志强,张吉平. 桩古9-斜3井大井眼段落鱼打捞技术.西部探矿工程,2010,11:59-60.