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气钻完转换泥浆卡钻

2015-01-06 12:03      点击:
三低聚璜前置液性能:
密度
g/cm3
粘度
s
表粘
mpa.s
塑粘
mpa.s
动切
pa
初切/终切
pa
API失水/泥饼
ml/mm
固含
%
1.31 51 28 22 6 3/10 2/0.5 16
pH kf Cl-
mg/l
Ca2+
mg/l
般含
g/l
油含
%
100℃HTHP
失水/泥饼
ml/mm
含砂
%
10 0.0524 20536 367 16 8 8/2 0.2
三低压井液性能:
密度
g/cm3
粘度
s
表粘
mpa.s
塑粘
mpa.s
动切
pa
初切/终切
pa
API失水/泥饼
ml/mm
固含
%
1.32 40 19 15 4 1/7 3.4/0.5 16
pH kf Cl-
mg/l
Ca2+
mg/l
般含
g/l
油含
%
100℃HTHP
失水/泥饼
ml/mm
含砂
%
10 0.0524 20536 367 16 8 10/2 0.2
 
储备情况:
BaSO4 重泥浆 堵漏剂(合计13吨)
150吨 2.20g/cm3×100 m3 SDL
9吨
QDL-1
1吨
QDL-2
1吨
QDL-3
2吨
 
 
二、发生经过
2010年8月14日11:30氮气钻进至4150m,进入须四57m,中完,准备固井。
氮气循环1:10,出口沙量明显减少。起出一根单根,至井深4128.11m,悬重187t。先替入密度1.40g/cm3,粘度52,SDL浓度5%的三低聚磺前置液。
替浆时,转盘转速30r/min,排量20 l/s。替浆至37m3时,转盘负荷突然增大,摘转盘倒转8圈,钻具遇卡。下放钻具至160t,上提至215t,转动13圈,未解卡。
活动钻具时继续替入前置液13m3,累积替入50m3(钻具内容积43.7m3,前置液已经返至钻铤以上环空),泵压0↗9MPa,停泵。上下活动钻具,悬重50t~240t,间断转动5~15圈,未解卡,逐步憋压至20MPa不通。
三、原因分析
1、珍珠冲地层渗透性好,易垮塌,造成泥浆失水变稠,加之环空沉砂的积累导致卡钻(该井与龙108井卡钻情况相似,地层一致)。
2、对珍珠冲地层、转换泥浆的方式认识不够。由于在空气钻时,可能会有较大的垮塌物未带出,而泥浆的携砂能力较强,当比较密集的垮塌物返至钻铤以上,流速减慢,导致沉砂卡钻。
四、处理经过
1、泡油
8月14日从环空注柴油5.0m3,间断上提下放活动钻具,悬重53t~280t,立压20.0MPa未降,未解卡。
2、爆炸松扣
8月14日下压钻具至45t,反转10圈倒扣,上提钻具悬重45t↗75.0t。起钻11柱,卸回压凡尔、旋塞,拆旋转防喷器,装防溢管后,下钻至鱼顶(未起完,无法计算鱼顶位置)。
8月15日泵替密度1.40g/cm3,SDL浓度5%的三低聚磺前置液20.0m3及三低聚磺压井液90.0m3,累计165.0m3(理论应替142.0m3)。
替浆后,对扣,加压0.5t,正转转盘5圈,回2圈;正转5圈回3圈,下压2t正转10圈紧扣,上提钻具悬重65t↗150t对扣成功。间断上提下放活动钻具,悬重50t~300t,憋转盘8~20圈,未解卡;
8月16日电测卡点,卡点井深3959.76m,该位置刚好是钻杆接头与钻铤连接处。下爆炸工具至井深3959.76m,装药6根,上提钻具至130t(根据计算钻具浮重125t)坐卡瓦,施加反扭矩8圈,引爆成功。上提钻具至135t,转盘反转3圈,回3圈;上提至145t,反转5圈,回2圈;上提至155t,反转3圈,回0.5圈,悬重↘140t,提脱,说明钻具环间有垮塌。起钻完,起出全部钻杆。
井下落鱼结构:Φ215.9mmHJT537GK牙轮钻头×0.24m+Ф162mm*72mm双母接头×0.60m+Ф190*71强制回压阀×0.42m+Ф190*71强制回压阀×0.37m +Ф165.1mm*71mm无磁钻铤*9.35m+Ф165.1mm*71mm钻铤*9.33m+Ф160mm*59mm转换接头*0.47m+Ф214mm*71mm空钻扶正器*0.88m+Ф160mm*56mm转换接头*0.44m +Ф165.1mm*71mm钻铤*149.21m=171.31m;鱼顶深度:3956.80m。
3、通井、举砂
8月16日接牙轮钻头下钻通井,钻具组合:Φ215.9mmHJT537GK牙轮钻头×0.24m+Ф162mm×72mm双母接头×0.60m+Ф165.1mm×71mm钻铤×9.33m +Ф165.1mm×71mm钻铤×9.33m+Φ213mm扶正器×1.16m+Ф165.1mm×71mm钻铤×37.28m  +5″钻杆S135 ×861.75m+Ф176.5mm×71mm转换接头×0.49m+51/2″S135钻杆。
8月17日下钻探得鱼顶深3956.26m。循环,中途替入密度2.3g/cm3,粘度78s的重浆10m3举砂,见后效全烃值最高36%。中途转盘蹩停,泵压6.7↗12.0MPa,上提钻具遇卡,活动钻具悬重145↗175t解卡。返出岩屑以砂岩、页岩为主,粒径最大3cm,大约0.6m3
8月17日第二次循环举砂,替入密度2.30g/cm3,粘度78s的10.0m3重浆举砂,多次出现憋泵,泵压7.9~16.9MPa,上提活动钻具悬重145~165t。返出岩屑大约0.5m3
同日,第三次循环举砂,替入密度2.30g/cm3,粘度78s的重浆10.0m3。返出岩屑大约0.4m3
同日短程起下钻21柱后,第四次循环举砂,替入密度2.30g/cm3,粘度78s的重浆15.0m3,返出岩屑大约0.4m3共返出约1.9m3(粒径2~3mm约占25%,粒径1~2约占40%,粒径<1mm约占35%),后起钻。
4、套铣
8月18日接自制铣鞋+正扣双级扣套铣筒(双筒)下钻套铣。
钻具组合:Ф208mm×175mm铣鞋×0.24m+Ф198mm×178mm套铣筒×9.94m+Ф198mm×178mm套铣筒×9.92m+Ф198mm×80mm转换接头×0.38m+ +5″钻杆S135 ×861.75m+Ф176.5mm×71mm转换接头×0.49m+51/2″S135钻杆。
8月19日下钻,开泵下探至3956.90m探得鱼头,开始套铣(钻压:1~2t,转盘转速:37~40 r/min,排量:27 l/s),套铣时,间断蹩钻严重,套铣至井深3977m,双筒套完,循环起钻。停泵试提,提不出钻具。采用开泵带单根方法起钻,带出12根后,再停泵带出6根后起立柱。
起出套铣筒,外壁有刮痕,两根接头母扣均胀大。
5、对扣,二次爆炸松扣
8月20日下光钻杆钻具对扣。下至井深3956.90m循环冲洗鱼头,中途替入密度2.30g/cm3,粘度86s的重浆15.0m3举砂,返出岩屑大约0.5m3(粒径2~3mm约占25%,粒径1~2约占40%,粒径<1mm约占35%)。缓慢下放钻具至3958m探得鱼头,对扣,后正转8圈紧扣,上提钻具悬重132t↗170t,对扣成功。
8月20日电测通水眼内径,下至井深3959.70m(钻杆与钻铤接头以下1米左右)遇阻,决定在接头连接处爆炸(装药6根),以期炸通水眼和炸松钻具解卡。爆炸后,上提下放活动钻具,悬重50t~240t,未解卡。
8月21日 电测再次通水眼内径,仍在原处遇阻,后间断活动钻具,悬重50t~280t, 未解卡,憋压24MPa,不通。原拟爆炸松扣起出已套铣钻铤的愿望无法实现,下爆炸工具至钻杆与钻铤接头,井深3958.17m,上提悬重至140t(悬重132t)坐卡瓦,反转转盘8圈,引爆,释放扭矩,回8圈,扣未松。再次下爆炸工具至原位置,上提悬重至140.0t坐卡瓦,反转转盘10圈,引爆,释放转盘,无扭矩,上提钻具悬重135.0t,提脱后起钻。起钻时倒出Φ139.7mm钻杆321根。Φ127mm钻杆30柱留钻台。
井下落鱼结构:Φ215.9mmHJT537GK牙轮钻头×0.24m+Ф162mm*72mm双母接头×0.60m+Ф190*71强制回压阀×0.42m+Ф190*71强制回压阀×0.37m +Ф165.1mm*71mm无磁钻铤*9.35m+Ф165.1mm*71mm钻铤*9.33m+Ф160mm*59mm转换接头*0.47m+Ф214mm*71mm空钻扶正器*0.88m+Ф160mm*56mm转换接头*0.44m +Ф165.1mm*71mm钻铤*16根*149.21m=171.31m;鱼顶位置3958m。
6、反扣钻具倒扣
(1)大头公锥第一次倒扣
8月23日反扣钻杆接反扣大头公锥(带侧水眼)下钻。
钻具组合:Φ162mm*58mm反扣大头公锥×0.56m+Φ164mm*53mm反扣安全接头×0.54m+5″反扣钻杆。
8月25日接反扣钻具下钻至井深3957.15m探得鱼头并循环冲洗。后加压1~2t,造扣10圈;上提钻具悬重108t↑125t↓108t,再造扣10圈。有悬重108t,上提至115t倒扣,反转15圈未开,反转20圈未开,反转24圈开,悬重115t↓110t,扣脱。起钻,捞获落鱼165.1mm钻铤2根18.65m。
井下落鱼长度:152.66m,钻铤16根,鱼顶位置:3975.41m。
(2)Φ197mm反扣(双级扣)双根套铣筒第一次套铣
8月25日接自制铣鞋+Φ197mm反扣(双级扣)双根套铣筒下钻。为防止套铣筒双级扣倒扣,上紧后,丝扣连接处分别段焊。
钻具组合:Ф204mm反扣铣鞋*0.51m+Ф198mm反扣套铣筒(2根)*19.77m+反扣转换接头*0.49m+Φ127mm反扣钻杆。
8月26日下钻至井深3975.41m遇阻(鱼顶:3975.91m),开始套铣。套铣至井深3981.08m,准备接单根。上提至井深3979.10m遇卡悬重108.0t↑116.0t,泵压4.3↑13.2↓5MPa。上提下放活动钻具,悬重90.0t~140.0t,解卡。分析卡钻原因是由于单车带泵带转盘,上提时排量骤然降低,导致砂粒下沉卡钻。后采取单车分别带泵和转盘处理。
接单根后,由于铣筒已经抽出鱼头,重新进入鱼头比较困难。接第二根单根则不存在此问题。套铣时,间断蹩转盘。继续套铣至井深3996.08m,双筒套铣完。起钻,开始起时比较困难,开泵带出6根单根后才转入正常。起出套铣筒外壁有刮痕,扣连接处段焊部位裂开,丝扣进扣少许。铣鞋齿磨成楔形,堆焊钨钢块大部份磨掉。说明井下扭矩较大,应下双筒为宜,不能冒然增加根数。
(3)大头公锥第二次倒扣
8月27日反扣钻杆接反扣大头公锥下钻。根据卡钻原因分析,主要是钻铤以上环间堵塞造成的卡钻。落鱼处理至此,不排除有开通泵的可能,若真能开通泵,就有循环活动解卡可能,故本次所下公锥不带侧水眼,准备憋压,检验是否能开通泵。
钻具组合:Ф162mm大头反扣公锥×0.56m+安全接头×0.54m+ +127mm反扣钻杆。
同日下至井深3975.91m,探得鱼顶,后循环,替入密度2.30 g/cm3重浆15 m3举砂,返出岩屑最大粒径2cm,约0.25m3。举砂完,加压1~2t,造扣逐渐加至12圈,上提至130t(悬重107t),造扣成功。下放至105t,压2t,两次紧扣15圈。后下压至100t开泵,憋压至24 MPa,停泵降至8MPa,出口见返。再几次间断开泵后,用小排量连续循环1小时,排量3 l/s↗21 l/s,泵压15.7MPa↘12.2MPa。分析有可能开通,也不排除公锥退屑槽短路循环,处理似乎出现转机。
循环处理一小时后,上下活动, 悬重最高提至180t,下压至55t(悬重107t),未解卡。因考虑到公锥造扣处长期刺损和大幅度活动容易导致滑扣,决定倒扣。上提悬重至113t,反转24圈2次,未倒开,反转26圈,扣倒开。后在鱼顶垫密度2.30g/cm3重浆6m3,起钻。
起钻完,捞获Φ165.1mm钻铤一根(9.32m),公锥和钻铤母扣连接处刺痕明显,分析为短路循环所致,其它处理方法不可进行。
井下落鱼长度:143.34m,钻铤15根,鱼顶位置:3985.23m
(4)大头公锥第三次倒扣
因前次用双筒套铣完,公锥倒扣后,仅捞出一根钻铤,决定继续用公锥倒扣起出另一根已套铣钻铤。
8月28日用反扣钻杆接反扣大头公锥(带侧水眼)下钻。钻具组合同上。开泵,间断转动转盘,下至井深3985.23m探得鱼顶。鱼顶部位有沉砂。下压1t,造扣,逐渐加至15。试提钻具至130t(悬重105t),造扣成功,下压2t,反转15圈两次紧扣。上提悬重至109t,倒扣,反转25圈两次,第二次倒开。试提钻具至150t,下放至105t,再反转8圈,钻具振动,试提钻具,悬重↑150t。反复活动钻具110t~150t,上提时钻具上移。上提三次后钻具上移2m,悬重降至110t,恢复正常。分析为造扣、倒扣处理时停泵,井下沉砂造成。
起钻完,捞获Ф165.1mm钻铤1根(9.33m)。井下落鱼长度:134.01m,钻铤15根,鱼顶位置:3994.56m
(5)Φ197mm反扣(双级扣)双根套铣筒第二次套铣
8月29日接自制铣鞋+Φ197mm反扣(双级扣)双根套铣筒下钻。
钻具组合:Ф204mm反扣铣鞋*0.50m+Ф198mm反扣套铣筒(2根)*19.77m+反扣转换接头*0.49m+Φ127mm反扣钻杆。
开泵下探至井深3994.56m探得鱼顶。循环举砂。替入密度2.30 g/cm3重浆12 m3,返出岩屑最大粒径1cm,约0.1m3。举砂完开始套铣。套铣时,间断蹩转盘。套铣至3999.79m,套进5m,方入完,接单根。由于铣筒已经抽出鱼头,直接下放进鱼头困难,采用反复座卡瓦、倒档,转动套入。套铣至井深4001.79m,套进7.23m,套铣不进,上提再套铣,仍然不见好转。分析认为可能是铣鞋磨损或铣筒断,决定起钻检查。起钻完,铣鞋脱落,铣筒公扣稍有磨损,铣圈长0.5m。分析是因为扭矩较大,而铣鞋双级扣母扣壁很薄,蹩钻时导致破裂,滑脱落井。
(6)Φ208mm钨钢柱铣鞋+Φ197mm反扣单套铣筒套铣
为了提高铣圈的磨铣能力,在原钨钢柱(块)铣鞋之上,添加小的钨钢块,其上又铺林肯焊条,并形成喇叭状,以便进入鱼头。
8月30日接铣鞋+Φ197mm反扣(双级扣)套铣筒单筒下钻。
钻具组合:Ф208mm反扣铣鞋*0.27m+Ф198mm反扣套铣筒(1根)*9.90m+反扣转换接头*0.49m+Φ127mm反扣钻杆。
下钻至井深3994.56m探得鱼顶。开泵,转动下放钻具,至井深4001.29m,探得落井铣鞋顶,开始磨铣。磨铣时扭矩平稳,间断轻微蹩转盘,出口有铁屑返出。套铣时严格控制扭矩(主要是盯转盘转速,并严格控制转盘转速的下降幅度,不超过5转)。
套铣时快时慢,分析原因,可能是在落井铣圈下有沉砂时,主要磨铣圈,在下放空荡时,则两个铣圈一起转动下行。
8月31日磨铣至4003.13m(自落井铣圈顶套进1.34m)时,钻压突然下降,间断蹩转盘,磨铣速度加快。分析认为掉井铣鞋基本磨完,上下活动无挂卡。继续套铣至井深4004.73m,单筒套完,共铣进2.94m,起钻。
起出铣圈外径206mm(入井时208mm),顶端外径199mm,磨成斜坡面,表面有明显刮痕,工作面堆焊钨钢颗粒掉完,镶焊钨钢块掉4颗,钨钢柱切削面轻微磨损。起出套铣筒下部有明显刮痕。
(7)大头公锥第四次倒扣
9月1日接反扣大头公锥(带侧水眼)下钻。
钻具组合:Ф162mm大头反扣公锥×0.56m+安全接头×0.54m+ +127mm反扣钻杆。
开泵下探至井深3994.56m探得鱼顶。下压0.5~1t造扣,反转逐渐增至20圈。上提下放活动钻具,悬重45t~200t,未解卡。上提钻具至125t(原悬重108t)倒扣,反转26圈倒开,悬重降至115t。后起钻。起钻完,捞获钻铤2根18.64m。
落鱼长度:115.37m,鱼顶深度:4013.20m。
(8)Φ197mm反扣(双级扣)双筒套铣
本已准备侧钻,因见套铣一根,倒出两根,形势向好,决定暂不侧钻,继续套铣倒扣处理。
9月2日接铣鞋(同前)+Φ197mm反扣(双级扣)双根套铣筒下钻。
钻具组合:Ф208mm反扣铣鞋*0.27m+Ф198mm反扣套铣筒(2根)*19.81m+反扣转换接头*0.49m+Φ127mm反扣钻杆。
下钻至井深4010.34m(鱼顶深度4013.20m)遇阻,开始磨铣划眼。中途间断蹩钻,磨铣至4011m时,磨铣困难,扭矩增大,蹩钻严重。分析认为残余铣圈在无钻铤状态下偏心,新下铣圈无法对正造成。磨铣至井深4012.54m,进度缓慢,决定注水泥侧钻。起钻。9月3日起钻完。起出套铣筒下部有明显刮痕,铣圈工作面堆焊钨钢块内侧磨成台阶状,直径186mm(铣圈通径174mm)。
7、注水泥塞侧钻
(1)注水泥塞
9月3日下Φ127mm反扣光钻杆至3386m(套管鞋),等水泥水泥实验。
9月5日水泥实验完,下钻至井深4012.10m(磨铣深度4012.54m),循环,用密度2.3 g/cm3重浆10 m3举砂(返出量小于0.1m3)后,注密度1.85 g/cm3夹江G级高抗水泥浆7.0m3(12.0t)。注塞完,起钻8柱至井深3777.34m循环洗井,返出混浆4m3。后起钻,倒出反扣钻具。
9月7日接正扣钻具下钻,探水泥塞。
钻具组合:牙轮钻头+双母接头+回压阀+Φ165mm无磁钻铤×1根+Φ165mm钻铤×1根+Φ215mm扶正器+Φ165mm钻铤×16根+Φ127mm钻杆
9月8日下钻至井深3967.13m,探到水泥塞面,静止加压至6t,未降,转动下放,钻压2t。分析水泥塞强度不够,考虑水泥塞长度仅剩余45m,决定起钻下侧钻组合。
(2)定向侧钻
9月10日接弯接头(2°)+螺杆+牙轮钻头,带MWD(北京六合)下钻。
钻具组合:牙轮钻头+Φ172mm螺杆+回压阀+弯接头(2°)+转换接头+定向接头+转换接头+Φ165mm无磁钻铤+Φ165mm钻铤×23根+Φ127mm钻杆
泥浆性能:密度1.66g/cm3,粘度45s,失水3.2ml,泥饼0.5mm,初/终切 3/10Pa,PH值9.5,含砂0.2。
9月10日下钻至井深3967.13m(水泥塞面),MWD测斜,测深3957.13m,井斜1.99°,方位143°。调整工具面至340°开始定向侧钻。侧钻时先控制钻时在200min左右,钻进至3972m,地层岩屑逐渐增多,逐步控制钻压1~4t钻进,钻至3978m开始,岩屑含量达95%左右,确定已侧钻出新井眼。9月12日侧钻至3980.41m钻时变慢,返出岩屑呈粉末状,分析钻头齿断,决定起钻检查。起钻完,钻头齿轻微磨损,外径磨损1mm,螺杆轴向间距1mm,调试运转正常。
9月13日换新钻头组合原钻具下钻完,继续用弯接头+螺杆,带MWD定向侧钻。
侧钻参数:钻压6t~13t,排量27 l/s,泵压19~20MPa。
9月16日定向侧钻至井深4020.00m(鱼头井深4013.20m),已超过鱼头深度,决定起钻调整组合钻进。侧钻定向完。
五、目前情况及后续措施
泥浆性能:
密度
g/cm3
粘度
s
表粘
mpa.s
塑粘
mpa.s
动切
pa
初切/终切
pa
API失水/泥饼
ml/mm
油含
%
1.67 45 29 23 6 3/10 3.2/0.5 4
pH kf Cl-
mg/l
Ca2+
mg/l
般含
g/l
100℃HTHP
ml/mm
含砂% 固含%
10 0.0612 22478 483 17 12/2 0.2 19
 
泥浆密度控制在1.66-1.67已基本能平衡地层压力,满足正常钻进需要。配合HTX碱液(根据pH值调节碱比,根据流变性和石灰加量调节浓度),补充CaO,维持pH>10,维持井浆含有一定量的游离Ca2+。
本套钻井液在处理复杂的过程中,持续提高密度,从1.31 g/cm3逐步提高至1.67 g/cm3,其后电测,通井,固井一次性顺利完成,较好的满足井下安全的需要。
 
六、处理复杂材料消耗情况统计表
剑门101井处理复杂钻井液材料消耗统计  
 
材料名称 材料代号 计量单位 单价 消耗吨位 消耗金额  
生石灰 CAO T 736 0.5 368  
封堵润滑剂 DHD T 6069 9 54621  
重晶石特级(袋) BASO4特级袋装 T 506 280 141680  
磺化酚醛树脂 SMP-1(干) T 11560 4 46240  
磺化酚醛树脂 SMP-2(水) T 5700 6.4 36480  
无铬磺化褐煤 NSMC T 3770 0.5 1885  
防塌润滑剂 FRH-A T 6069 4 24276  
抗高温抗盐降滤失剂 RSTF T 9900 1.3 12870  
抗高温稀释剂 HTX T 12690 1.8 22842  
烧碱 NAOH T 2248 0.7 1573.6  
磺化酚 SMP-2(干) T 14000 1.2 16800  
降滤失润滑剂 ZR-1 T 6069 2 12138  
        总金额: 371773.6  
 
 
七、认识与建议
本次处理复杂耗时长,过程复杂,对钻井液的稳定性、流变性和携砂能力都是一次较大的考验。
对珍珠冲地层、转换泥浆的方式认识不够。由于在氮气钻时,可能会有较大的垮塌物未带出,而泥浆的携砂能力较强,当比较密集的垮塌物返至钻铤以上,流速减慢,有较多沉砂,加之珍珠冲地层易垮等多方面的原因导致本次卡钻造成填井侧钻等后续工作。
本开完钻固井后,受污染泥浆总量大(约400m3),由于下开设计密度2.27~2.35 g/cm3,不建议将本开泥浆处理后使用,空容压力很大。望公司能与甲方协商,作报废处理。