压差粘附卡钻的解卡工艺研(曾明昌).doc

压差粘附卡钻的解卡工艺研究曾明昌 钟 策 莫光文 殷悠久曾明昌等. 压差粘附卡钻的解卡工艺研究。天然气工业，2008，28 （12 ）摘 要 在钻井过程中，受地层多变性、钻井设备、仪器仪表自动化程度以及钻井操作技术熟练程度的制约和影响，井下往往会发生各种各样的复杂钻井事故，有的复杂事故造成钻井成本急剧升高，甚至导致一口井报废。为此，通过对压差粘附卡钻的解卡工艺研究，提出了快速解除压差粘附卡钻的机理和首选处理方法，重点阐述了降压解卡关键技术的工艺原理、适用条件、相关数据的确定及现场施工方案与措施，对加快油气勘探开发、提高钻井速度、降低钻井成本十分有利。关键词 压差卡钻 解除机理 关键技术 处理方法等。在有压差存在，钻井液性能又不适应井下情况，当钻具在井内出现静止情况下，很容易发生压差粘附卡钻事故，尤其在长裸眼多压力系统比单一压力层段事发机率要高。针对压差粘附卡钻事故如何实现快速解除，达到安全、高效、降低钻井成本的目的，正是我们研究的课题。一、压差粘附卡钻事故的解除机理和首选处理方法发生压差粘附卡钻，一般情况通过提放、扭转钻具的方式很难解除，就实现快速解除卡钻，达到安全、高效、降低钻井成本的目的，经过我们研究，解除压差粘附卡钻的机理需要实现和满足以下条件：部分或全部消除正压差；对粘附钻具的泥饼进行渗泡，消除吸附力；全面洗刷掉粘附钻具的泥饼，失去粘附条件；扩大被粘附钻具周围井眼尺寸，释放被粘卡钻具。处理方法有注泡解卡液、柴油，泡酸，降泥浆密度，注清水，爆破松口倒扣套铣等多种方式，但首选的处理方法应该是既安全又快捷还经济的处理方法。就这类卡钻事故我们推荐以下几类情况的首选处理方法：（1）在非气层井眼内属于砂泥（页）岩地层发生压差粘附卡钻，若井壁不稳定，不具备降低钻井液密度条件，应该首选注泡解卡液。（2）在非气层井眼内又是砂泥（页）岩地层发生压差粘附卡钻，井壁稳定，应该首选降压解卡技术。即通过降低钻井液密度消除井眼内的正压差，或者直接注清水消除压差洗掉泥饼以及渗泡。 （3）在非气层井眼内是碳酸盐岩地层发生压差粘附卡钻，井壁稳定，首选稀盐酸酸洗。其次是注泡解卡液或柴油。（4）针对低渗透不含硫化氢的单一小产量气层井段发生压差粘附卡钻，应该先注泡解卡液或柴油，其次是地层属于碳酸盐岩可用稀盐酸酸洗。若再不行则采取相应保障措施实施降压解卡技术。（5）在长段裸眼多压力系统含硫化氢地层，应该先注泡解卡液或柴油，其次是地层属于碳酸盐岩可用稀盐酸酸洗。若再不行则采取爆破松口倒扣套铣。二、降压解卡工艺技术降压解卡技术是一项关键性技术，是采取降低或消除井筒内液柱压力与地层压力间的正压差、破坏粘附钻具的泥饼，从而实现解除卡钻。尤其是在深井、小井眼内发生压差粘附卡钻，用其它方法如泡解卡液、泡油、泡酸等处理困难时，采用此方法成功率较高。但针对高压力、大产量、含H2S产层，以及高低压悬殊的多压力系统和容易坍塌的井段，不宜使用此项技术。因此，事前必须充分进行可行性分析论证。 作者简介：1.实用计算和主要参数确定通过进行可行性分析论证以后，具有使用降压解卡技术的条件时，需要计算和确定的主要参数有：地层压力、井内液柱压力和二者的差值、井口允许的最大关井压力、顶替液最小密度、井筒容积、降压过程中的最高泵压、压井过程中的立管压力和施工总时间等。(1)地层压力、井筒液柱压力及压差值的确定地层压力: 式中 :为地层压力，MPa；为地层压力梯度，MPa /m；为井深，m。静液柱压力: 式中:为钻井液形成的静液柱压力，MPa；为钻井液密度，g/cm3；正压差值 P = - ，MPa。2.顶替液最小密度值的确定式中:为顶替液最小密度，g/cm3；为钻井泵或压裂车、泵注管线和钻具承压能力三者中最小工作压力，MPa ；为循环流动阻力，MPa。3顶替液量计算 (1) 顶替液在环空的高度 式中:h为顶替液在环空占的高度，m；T为顶替液密度，g/cm3；P为正压差值，MPa。 （2）顶替液量 V= (vh+vn)h式中:V为顶替液量，m3；vh为环空每米容积, m3/m；vn为钻具每米内容积, m3/m。4降压过程中最高泵压的确定 式中:为泵注顶替液过程中的最高泵压，MPa； 为顶替液刚出钻具时的管内静液柱压力，Mpa；、同上。（二）工艺流程与施工步骤（1）各项准备工作做充分，供钻井液、供水设备应试运行正常。（2）对注水和压井用的管线及设备按额定工作压力试压合格。（3）钻井泵以允许工作压力泵入一定数量的顶替液后，或直接用压裂车在允许的压力范围内注入顶替液（清水）量，降低井内液柱压力。施工过程认真检查、计量溢流情况，通过提放钻具观察指重表指示的悬重变化情况，判断是否解卡。（4）若不能解卡，且没有地层流体进入井筒的显示，接着还可注入一定量的隔离液，再注入顶替液（清水）替出部分井内的钻井液，以致让全井都替成清水充分洗井。若压力车管线直接与钻具相连接则卸掉泵注管线，活动钻具，再次观察指重表的悬重变化情况，判断是否解卡。若压力车管线与立管相连接，当顶替液（清水）泵注到预定位置，则直接用方钻杆活动钻具观察悬重变化，判断是否解卡。（5）若解卡，有条件则将一部分钻具起到确认的安全井段。若没有条件起钻，如有溢流、井涌发生时，则立即关井实施压井作业，这时井控安全至关重要，处理和预防卡钻已不重要了。（6）压差卡钻一旦解除，有没有条件也可以不起钻，通过活动钻具迅速替人钻井液，防止造成其它井下复杂情况。当替入钻井液后及时将钻具起过复杂井段，调整钻井液性能和密度，制定防压差卡钻的措施。若在泵注顶替液（清水）过程中，泵注量没有达到设计就可以解卡时，则省去第4步作业。（三）施工准备和注意事项（1）检查井口附近套管磨损情况、全井固井质量及钻井液有无短路循环现象；（2）增强井口控制能力，至少应有两套半闭闸板防喷器；（3）在钻具上安装内防喷工具；在预计降压解卡后，钻具起到安全井段处所起出的那部分钻具的下部安装钻具止回阀，防止起钻时发生井喷；（4）设计好降压解卡后强行起钻、压井作业的工艺流程；（5）安装好压力车及泵注管线和供钻井液、供水管线；（6）储备够压井钻井液和顶替液（清水）量；（7）做好降压解卡的井控安全、人身安全、H2S检测、防火、防毒、消防救护工作；（8）做好施工过程中的人员组织和安排工作，施工前必须进行技术交底。（四）现场应用成效案例：西005-X1井，152mm井眼使用钻井液密度1.85 g/cm3，钻深2629.40m（层位：须三），接单根时发生压差粘附卡钻，通过大幅度活动钻具不能解卡。全井密度降至1.77 g/cm3，又通过注泡解卡液，渗泡时间12小时仍不能解卡。通过分析论证，该井177.8mm套管下入深度2478.48m，地层相对稳定，不含H2S，小产量气层，井口允许最高关井压力52Mpa，具有使用清水降压解卡技术的先决条件。经过精心设计，严密组织施工，注入清水20m3，降低井内压差10 Mpa迅速解除了该井压差粘附卡钻事故。三、结束语当其发生压差卡钻以后，首选的处理方法应该是既安全又快捷还经济的处理方法，通过进行严密组织和施工，将会获得理想的效果，产生良好的经济效益，大大缩短