永1—平1井事故预防认识与实践

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1、永1—平1井事故预防认识与实践摘要：准喝尔盆地屮部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；思路中图分类号：TB文献标识码：A文章编号:1672-3198(2013)24-018

2、5-021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；屮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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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、憋泵等复杂情况时，要严格执行安全操所规程，防止处理不当造成复杂加剧甚至卡钻事故。同时要组织专家组人员及时分析、判断井下情况，制定并采取有针对性的工程、泥浆技术措施，以免井下复杂持续发生、加剧。（6）提高钻井液润滑性能，确保泥饼质量，降低失水，防止发生粘卡事故。（7）使用三牙轮钻头定向、复合钻时，严格限制循环、钻进时间，防止掉才轮事故。（8）简化钻具

8、结构，强化技术措施，防止发生键槽卡钻。