安全复合钻井技术

安全复合钻井技术本文通过对复合钻井技术的介绍，结合其施工特点，对复合钻进存在的不安全因索进行了剖析，在复合钻井施工的各个阶段，如何进行事故和复杂的预防，保证安全顺利地进行复合钻进，提供了一定的借鉴作用。一、 前言随着钻井技术的发展，高效钻头加螺杆钻具进行复合钻进，大幅度地提高了钻井速度，缩短了钻井周期，复合钻进技术日益得到了钻井队的认可，广大钻井工作者应用此项技术的热情很高。由于对此项技术认识不够，给钻井施工造成了一些复杂和事故，如卡钻、掉钻具和出现井控问题等，制约了复合钻进技术的推广和应用，通过对复合钻进技术在现场的使用和研究，保证复合钻进的安全尤其重要，下面探讨一下如何安全地进行复合钻进。二、 复合钻进的特点复合钻进是利用高效钻头和螺杆钻具再加转盘钻进的一种钻井技术，可以钻进、定向而不用起下钻，机械钻速高，常常是普通钻井速度的几倍。高效钻头主要是寿命长的牙轮钻头和PDC钻头；螺杆钻具是高压泥浆通过螺杆与定子橡胶衬套的螺旋通道往下挤压，在压差下使螺杆产生一个工作扭矩，带动主轴旋转，使钻头工作。目前，中原油田常用的螺杆钻具的转速一般在100-220转/分，加上转盘的转速，因此在钻头仁的转速在150-270转/分左右。因此，只有使用高转速的牙轮钻头或PDC钻头才较合适，从破岩机理上看，PDC钻头优于牙轮钻头，机械钻速会成倍提高，是现有转盘转速无法比拟的，但也使钻头磨损加剧。若使用单弯螺杆，其交变应力则易造成螺杆的疲劳破坏，操作不当，则易形成井下事故，如掉螺杆、钻具脱落等。复合钻进机械钻速高，环空岩屑浓度高，易井漏；当接单根时间长时，泥浆易反喷，易造成井塌或沉砂片钻。针对以上特点，我们在进行复合钻进时，应注意以下几点。三、安全复合钻进技术1、 复合钻进技术的使用范围在复合钻进时，螺杆钻具以上尽量不带扶正器。在非定向井段，为避免螺杆发生复杂事故，建议在以下情况不要使用螺杆钻具，如：井下复杂:高压油气井段；易漏、易塌地层；地面设各有问题；1.25度以上的单弯螺杆；使用时间过长的旧螺杆钻具等。2、 复合钻进技术下钻前：上一趟钻起钻前充分循环处理好泥浆，保持井筒顺畅，打好封闭。防止井底沉砂，导致下钻时划眼，使井径扩大，给下步施工造成困难。螺杆入井前必须对螺杆进行探伤检杳，进行螺杆的试运转检查，记录螺杆在正常钻进排量下的压降；各丝扣连接是否可靠；定向接头是否与螺杆弯度方向一致；旁通阀开关是否灵活等，对下井的钻头应进行详细检杳。严禁带PDC钻头在套管内进行试运转。在满足井眼轨迹控制的条件下，尽量简化钻具结构，可用加重钻杆代替部分钻挺。下钻：控制下钻速度。尤其是上部地层和没下技术套管的井，尽量用较低的速度分段下钻，每下入10-15柱时，应接方钻杆顶通泥浆一次，防止钻具水眼内掏空太多，造成螺杆反转，将钻具或钻头倒开，造成井下事故。下钻迂阻不超过50KN，否则，上提到正常井段，接方钻杆可适当进行划眼。钻进或循环时：循环时钻具以上下活动为主，避免在一个地方长时间循环，形成台阶，给完井施工带来困难；钻进中迂到吊测或油气层迂到快钻时，应停钻循环泥浆一周以上，防止因沉砂或泥浆密度下降造成井下复杂。当钻时较快时，每隔一段时间，可适当用稠泥浆清洗井眼一周。当井斜大于：30度时，每钻进80-100米短起下钻进行一次清砂;当井斜小于30度时，每钻进150-300米短起下钻进行一次清砂，避免在井眼下部形成砂床，造成井下复杂。在钻沙一盐前后，均应进行短起下钻拉井壁。在钻进时，先进行不同钻井参数下的钻时试验，选择最佳钻井参数，防止钻压过大，钻井中应观察分析井下异常情况，如蹩跳钻、泵压升高、蹩泵、钻屑中有铁屑等，防止螺杆或钻头出问题。对蹩泵现象，应及时停泵，上提钻具，再小排量开泵。复合钻进应尽量用较大泥浆排量，保证泥浆具有良好的携砂性及润滑性，适当提高粘度和切力；对定向井，使泥浆含油量达10-15%。每钻进一个单根，提起划眼一次，使岩屑分散，保证接单根的安全，同时接单根速度要快，要晚停泵早开泵，防止沉砂卡钻。起钻：当泥浆进行大型处理后或易缩径井段（如东营、馆陶等地层）起钻时，应放慢起钻速度，防止起钻迂卡拔死。对迂卡应采取“少提多放”对于起钻不畅通的井段，应每起10-15柱接方钻杆开泵循环一下，将堆积在钻头或扶正器上的泥饼及岩屑冲掉并分散，防止拔活塞后造成无法开泵；起钻应灌好泥浆，防止井喷或井塌。划眼：因井下复杂，被迫需要划眼时，应区别对待。PDC钻头与牙轮钻头不同，因PDC钻头的几个棱易进嵌入地层，启动转盘比牙轮钻头困难，在使用PDC钻头划眼时，钻压或上提不超过3吨，同时注意防止转盘打倒车，造成钻具事故。钻头：因牙轮钻头和PDC钻头的破岩机理不同，当使用牙轮钻头和单弯螺杆时，牙轮钻头将比正常使用损坏的快，一般情况下，可将牙轮钻头使用时间和转速相乘与正常使用的牙轮钻头相比较，适当缩短钻头的使用时间，防止钻头事故的发生。使用PDC钻头时，要合理加压，严禁超负荷使用螺杆钻具，防止钻压过大，井下蹩钻严重，造成螺杆钻具事故，以及断PDC钻头和刀片等。特殊情况：当在高压油气层或在易漏地层定向时，除做下钻前的检查外，应将钻头水眼适当放大。可在螺杆钻具上部接一个钻具旁通伐，以防在井涌压井时急用。3、 复合钻进常用的钻具结构及钻井参数^3llmm井眼：^3llmmPDC+^197mm螺杆钻具+203mmDCX6根+中178mmDCX9根，钻压：40-120KN，转速：65转/分，排量：50-55升/秒。^216mm井眼：^216mmPDC+^165mm螺杆钻具+中159mmDCX3-9根+中127mm加重钻杆，钻压：20-50KN，转速：65转/分，排量：24-28升/秒。单弯双扶螺杆在复合钻进时，大部分有稳斜和稳方位的效果，对于有定向和稳斜段长的井眼剖面较好。单弯单扶螺杆在复合钻进时，有增斜效果，单弯度数越大，增斜率越高，一般用于定向段较长又增斜的井眼剖面。在^216mm井眼，一般对于^165mm0.75°的单弯单扶螺杆，复合钻进时的增斜率在3-4°/100m；l°单弯单扶螺杆，复合钻进时的增斜率在5-6°/100m；1.25。单弯单扶螺杆，复合钻进时的增斜率在7-8°/100m；但对地层反向及倾角大的地层例外。四、 几起螺杆事故实例1、 4597队在卫344-1井施工中，在1950米下钻时，下入^216mmGP545+中165mm百螺杆+中159mmDCXl根+F214+^159mmDCXl根，因下钻速度快，在下到525米时迂阻，划眼无效起钻，发现钻头落井。其原因是下钻速度快，造成螺杆钻具反转，加上钻头上部的扶止器及转盘的防倒转作用，造成钻头落井。2、 4559队在文13-608井施工中，使用^3llmmPDC+^197mm的百螺杆，在井深1900米下钻时，下到离井底5柱时，因下钻速度快，导致螺杆钻具反转，带动钻具正转（在地面看），有时吊卡放到转盘上时还转，钻工为了便于