永1平1井事故预防认识与实践

永1—平1井事故预防认识与实践摘要:准喝尔盆地中部3区块永进油田白垩系清水河组下部、侏罗系西山窑组上部地层地应力复杂,坍塌、掉块严重,自2003年勘探以来所完成7口井曾发生许多起掉块卡钻事故。本井设计井深7349m(垂深5667.03m),水平段长1501.01m,是一口超深高密度水平井。通过对该地区地层特点、复杂与事故发生规律,以及本井施工难点、卡钻情况的分析、研究,制定适应本井特点的井下复杂与事故预防措施,为今后安全钻同类型井提供了依据。关键词:地质特征;卡钻事故;难点;思路:TB文献标识码:A:1672-3198(2013)24-0185-021区域地质特点永进地区位于盆地中央坳陷昌吉凹陷西段、盆地腹部车莫古隆起构造南翼。自上而下要钻遇新生界新近系中新统沙弯组,古近系下新统安集海河组、紫泥泉子组;中生界白垩系上统东沟组、下统涟沐沁组+胜金口组、呼图壁组、清水河组,侏罗系中统西山窑组。中生界白垩系清水河组上部主要为褐色、深褐色泥岩、粉砂质泥岩,夹浅灰色、褐灰色泥质粉砂岩;下部为灰色、深灰色泥岩、粉砂质泥岩,夹浅灰色泥质粉砂岩,底部为浅灰色细砂岩、粉砂岩。中生界白垩系清水河组地层具有如下特点:(1)地应力大,且非常复杂,地层被钻开后,井内钻井液不能完全取代原冇应力的平衡状态,易发生地应力释放,表现为大尺寸掉块进入井眼引起井下复杂。(2)地层坍塌压力高,钻井液柱压力难以达到地层坍塌压力,井眼裸露地层易发生剪切破坏,表现为地层坍塌、掉块严重。(3)掉块尺寸大、致密坚硬,钻头难以将其破碎、悬浮和携带,易卡死钻头、扶正器等大直径部位。2永1-平1井施工难点本井为超深、小井眼水平井,水平段长达1500m,并且所处地质环境异常复杂,因此该井施工难度极大。(1)三开增斜井眼完全处于事故多发层井段一一白垩系清水河组(垂深4963-5600m),由于处于定向增斜阶段,简化钻具结构受到一定限制,因此施工风险较大。(2)定向增斜或“PDC钻头+螺杆”复合钻进时,一旦掉块卡住钻头,由于钻具中存在螺杆,旋转无效,所以极易造成卡钻事故。(3)本井钻至永3井两次卡钻位置时(垂深5448m>5453m),预计井M35°、水平位移77m,难以采取较为合理的防卡措施:甩掉①172mm螺杆有利于卡钻头时的处理,但必须下入①215imn扶正器增斜,扶正器的存在又增加了掉块卡钻的风险。(4)由于白垩系清水河组地层比较坚硬,同时钻井液密度较高(设计最高密度1.90g/cm3),加之该地层正处于定向增斜阶段,所以机械钻速将受到较大影响,斜井眼施工时间会大大延长,最终可能在造斜点处形成键槽,此后使用①172单弯螺杆增斜钻进,以及钻具结构改变后,起钻易发生键槽卡钻。(5)侧钻后连续增斜至88.4°,增斜段长达612.3m(5278.20-5890.50m),并且三开设计钻井液密度较高,由于井斜大、密度高,增斜段长,所以易造成粘吸卡钻。(6)0152.2mm小井眼水平段长达1500m,钻进时将会出现较大摩阻大和托压问题。(7)水平段采用油基钻井液体系,这种体系不利于携砂,易形成岩屑床。3事故预防技术经分析对比,邻井钻至白垩系清水河组地层发生的卡钻事故原因皆为井壁坍塌、掉块卡钻头造成,本井斜导眼发生的卡钻为掉块卡螺杆扶正器造成,因此填井侧钻后事故与复杂预防应以井壁稳定,掉块的悬浮、携带为重点,结合简化钻具结构,严格执行安全操作规程等措施,减轻井下复杂,减少卡钻几率,杜绝事故的发生。(1)增斜阶段使用81/2〃三牙轮钻头,防止发生掉块卡钻头事故。(2)对应永3井两次卡钻位置(垂深5448、5453m),以及本井斜导眼复杂井段(井深5657〜5682m,垂深5589.98-5604.09m),使用“三牙轮+光螺杆”钻具组合,防止掉块卡螺杆事故(光螺杆为无扶正块的单弯螺杆)。(3)进入清水河组钻井液密度达到1.70g/cm3,随着井深的增加密度逐渐提高,至该地层中部密度提至1.80-1.84g/cm3,确保钻井液静液柱压力达到地层坍塌压力,满足平衡地层应力的要求,实现力学支撑防井壁坍塌的条件。(4)尽量提高循环排量,提高钻井液粘度、切力,进一步提高钻井液悬浮、携带能力。清水河底部泥浆排量达到18-20L/S,粘度100-200S,动塑比不小于0.5。(5)当井下出现遇阻遇卡、扭矩加重、憋泵等复杂情况...

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