伍鵬常

（中石化西南石油工程有限公司鉆井工程研究院，四川德陽618000）

1 PZ6-4D井基本情況

PZ6-4D井是一口部署在四川盆地川西坳陷龍門山前斷褶帶鴨子河構造的一口以直導眼開窗側鉆的四開制開發(fā)定向井。該井井身結構如圖1所示，設計井深6660m，垂深5746.52m。該井三開使用Φ241.3mm鉆頭鉆至井深5481.76m，鉆遇高壓裂縫性氣層，在節(jié)流循環(huán)壓井過程中，發(fā)生了井漏，經過3次加重壓井堵漏及1次動態(tài)堵漏，鉆井液密度由1.95cm3提至2.07g/cm3后，壓穩(wěn)氣層且不漏，恢復正常鉆進。三開繼續(xù)鉆進至井深5638.05m，鉆遇高壓裂縫性氣層，由于小塘子組安全密度窗口窄，經過6次節(jié)流壓井后，逐級上提密度至2.20g/cm3。隨后起鉆至套管內觀察，無遺漏，下鉆至井深5400m排后效后，起鉆簡化鉆具組合下鉆，下鉆至井深5400m時，循環(huán)排后效過程中，發(fā)生了井漏，在使用橋漿關井擠堵過程中，發(fā)生了卡鉆復雜事故。本文認真分析了本次卡鉆事故的原因，處理過程的不足，總結經驗教訓，希望為該區(qū)塊該層位施工或溢漏同存的處理提供可借鑒的參考。

表1 PZ6-4D井井身結構表

2 前期施工簡況

2.1 井深5481.76m鉆遇裂縫性氣層壓井堵漏情況

2020年2月21日三開鉆至井深5481.76m發(fā)現(xiàn)液面上漲0.96，總烴由1.277%↑84.52%，鉆井液密度1.95g/cm3；關井套壓2.2MPa、未求得立壓；節(jié)流循環(huán)除氣、壓井，點火成功：火焰呈橘黃色，高5~8m，節(jié)流壓井過程中，提密度至2.02g/cm3時發(fā)生井漏，經3次加重壓井堵漏及1次動態(tài)堵漏，密度由1.95cm3提至2.07g/cm3后，壓穩(wěn)氣層且不漏，恢復鉆進。本次漏失鉆井液64.81m3。

2.2 1井深5638.05m鉆遇裂縫性氣層壓井堵漏情況

2020年3月4日22:30以密度2.07g/cm3鉆至井深5638.05m，再次鉆遇油氣顯示層，液面上漲0.43m3，同時有涌勢，防溢傘內泥漿沸騰。立即關井（未求得立壓、套壓1.0MPa），關環(huán)形循環(huán)排氣，點火焰高8~10m，監(jiān)測無硫化氫顯示，全烴顯示95%，停泵出口不斷流。立即組織按每回次0.03g/cm3逐級循環(huán)加重，循環(huán)期間發(fā)生漏失，經過6次堵漏后逐級上提密度至2.20g/cm3，于3月9日起鉆至套管內，靜停觀察29.5h（正常起下鉆安全作業(yè)時間需要25h），期間無溢漏。

3月11日9:30下鉆至4446m關井循環(huán)排后效（開泵液面上漲，全烴20%↑38.3%，點火未燃；10:00全烴由38.3%↑95.6%，點火成功，橘黃色火焰高度8~10m，伴隨火焰噴出液體，排量14L/s、立壓0MPa、套壓2.8MPa，ρ出2.15g/cm3↘2.13g/cm3，ρ入2.19g/cm3，9:30火焰緩慢熄滅，全烴45%~53%，ρ出由2.13g/cm3↑2.17g/cm3，ρ入2.19g/cm3）。

3月11日10:20開井循環(huán)觀察，排量17L/s，液面平穩(wěn)，停泵出口不斷流；至20:00關井循環(huán)，雙節(jié)流排后效，排量14L/s↑26L/s，ρ出2.16~2.18g/cm3，ρ入2.19~2.20g/cm3，全烴55%~90%，火焰高度5~7m，其后緩慢熄滅；至22:50開井觀察，停泵后出口斷流，下鉆至井深5400m。

3月11日22:50~12日11:00關井循環(huán)排后效，出口返漿時點火成功，橘黃色火焰高10m，伴隨火焰噴出液體，逐級提排量至12L/s，全烴68%↓42.6%，火焰降至1.5m后緩慢熄滅，期間累積漏失鉆井液52.62m3；至22:00開井循環(huán)排后效，維護泥漿性能，排量13L/s，ρ出2.19 g/cm3，ρ入2.21 g/cm3，全烴46.3%↘23%，期間漏失鉆井液5.26m3；至13日10:00起鉆，鉆頭出井（注：起鉆實際比理論多灌漿9.63m3），本次共計漏失鉆井液501.63m3。

3 事故發(fā)生經過

2020年3月13日10:00簡化鉆具組合下鉆，20:20下鉆至套管鞋處4210m，期間漏失7.83m3。20:30~14日1:50關井循環(huán)排后效，排量12L/s、全烴35.3%↑58.0%↓18.3%，漏失鉆井液22.48m3；其后靜止觀察至6:00，9:20下鉆至井深5400m；9:20~13:30關井循環(huán)排后效，排量14L/s、立壓7.5MPa，火焰高3~4m，漏失鉆井液24.75m3，漏速4~5m3/h；13:30~14:30開井循環(huán)觀察，排量14L/s，漏速5m3/h，逐級提排量至20L/s，即時漏速10~12m3/h，期間累計漏失7.32m3；14:30~16:26開井注濃度29%的堵漏漿18m3，替漿出鉆頭后，關環(huán)形以Q：9L/s，立壓：6.3MPa，套壓：2.6MPa擠注堵漏漿，擠注8.7m3前連續(xù)鉆具活動正常，摩阻15t，繼續(xù)擠注至9.5m3時發(fā)現(xiàn)立壓由6.3MPa逐漸上漲至13.5MPa，套壓未變，鉆具活動阻力由15t上升到25t，立即開井以排量14L/s替出水眼內堵漏漿，立壓持續(xù)升高至19.3MPa，鉆具活動受阻，出口流量持續(xù)減小，發(fā)生卡鉆事故。

4 原因分析

（1）旁通閥異常打開：關井擠注時堵漏漿經旁通閥進入環(huán)空向下運移在鉆頭處不斷堆積，堵塞下部通道，造成鉆具活動困難。開井后替堵漏漿過程中，大量堵漏材料向上運移，在鉆具無法活動的情況下堆積加劇，最終環(huán)空被堵、導致鉆具被卡，加之鉆井液密度高達2.19g/cm3，高密度條件下在鉆具無法活動的情況下，進一步加劇了鉆具粘卡，從而造成了本次復合型卡鉆故障。

（2）本次堵漏采用了聚硅纖維、樹脂薄片、橡膠顆粒等新型堵漏材料，具有抗高溫不易降解、吸水易膨脹等特性，且牙輪鉆頭巴掌與井眼環(huán)空間隙很小，堵漏材料的膨脹加劇了環(huán)空堵塞。

（3）對本次漏失機理認識不充分，不能正確判斷本次漏失的類型及性質，導致盲目制定堵漏技術措施，盲目施工，從而導致卡鉆復雜的發(fā)生[2]。

5 現(xiàn)場處理工藝

5.1 開井活動鉆具

2020年3月14日16:33~16:50以9L/s的排量循環(huán)了17min，共計9.2m3堵漏漿理論全部出鉆頭，出口流量持續(xù)變小，直至斷流。期間加扭15~35kN，上提240t下放60t活動鉆具未開。

5.2 活動鉆具，間斷正注、環(huán)空反擠

14日20:00~15日4:00活動鉆具，活動范圍60~240t，間斷加扭20~35kN未開。期間以20L/s排量間斷正注、立壓19.7MPa，出口不返漿，地層能持續(xù)吃入；間斷反擠3次，累計擠入地層15m3，停泵泵壓維持在2.5MPa，開井后返吐10m3，期間漏失18.36m3。

5.3 通徑、測卡點

3月15日4:00~11:30測井車通徑、測卡點，儀器下放至回壓閥5398.57m，其后上提測卡點，測得卡點位于4450~4500m。

5.4 活動鉆具、間斷正注，環(huán)空反擠

3月15日11:30~17日8:00間斷活動鉆具，范圍40~240t，配合間斷加扭25~30kN未開；期間正注22次，7L/s，立壓持續(xù)上漲至10MPa后穩(wěn)壓，累計泵入地層80.76m3，出口未見流量；間斷反擠20次，泵入56.62m3停泵開井返吐33.25m3，累計擠入23.37m3。

5.5 第一次鉆具穿孔

3月17日8:00~12:00做鉆具穿孔準備、間斷在60~220t范圍內活動鉆具，期間正注2次，排量4L/s，累積注入地層5.33m3，立壓持續(xù)上漲至7.4MPa，停泵后立壓降至3.1MPa；反擠1次，泵入鉆井液3.0m3，停泵反吐2.67m3，擠入地層0.33m3；至17:00電纜測卡，測得卡點為4450~4500m；至21:00組下?51mm射孔槍；至22:15下射孔槍至預計穿孔點井深（5295m）并校核（計劃于加重鉆桿后第1根127mm鉆桿公接頭以上0.5m位置，避開鉆桿加厚位置）；至22:30點火，立壓瞬間由7.6MPa↘5.1MPa；至23:10小排量正注，上提電纜，正注5min后、停泵、起射孔槍；至1:00開泵正注，排量10L/s，累計泵入40.23m3，環(huán)空未見返漿；至8:00間斷活動鉆具，期間正注6次，排量4~5L/s，累積注入地層8.29m3；反擠2次擠入地層4m3，泄壓后返吐4m3。

5.6 投球、打開旁通閥

3月18日9:50投球，球體自由下落50min以后，于10:40開泵分別以Q：1.5L/s、P：7.8MPa；Q：3L/s、P：8.9MPa；Q：8.7L/s、P：14MPa送球，期間立壓均無明顯變化，且與之前正注參數(shù)相匹配，至13:00開泵累計頂漿45.5m3，仍未見球座憋壓現(xiàn)象。

13:00~17:00間斷活動鉆具，范圍60~220t，中途井口加扭40kN一次，鉆具轉動22圈。17:00~18:00水眼正注：Q：24L/s，P：22.0MPa↗27.3MPa↘23.4MPa穩(wěn)壓，地層能連續(xù)吃入，環(huán)空未見泥漿返出。18:00~18:30環(huán)空反擠2次，以30L/s泵至套壓8.4MPa后穩(wěn)壓，累計泵入8.36m3，泄壓開井后全部返吐。

5.7 測井車鉆具內通徑

18日18:30~21:30進行第三次測井通徑下入?59mm通徑規(guī)，下行過程中微分張力無變化，順利到達旁通閥球座位置，說明鋼球已經到達旁通閥。

起出電纜后，再次正注試驗憋壓。以Q：14L/s、持續(xù)開泵，立壓P：14MPa始終未見波動，參數(shù)與此前一致，累計泵入6.16m3出口未見返漿。

5.8 第二次鉆具穿孔

12:00~14:00組裝射孔槍，14:00開始下槍，16:00順利下至井深4916m，引爆成功；16:01開泵以Q：9L/s、P：5MPa正注密度為2.18g/cm3井漿，同時上提儀器，此時出口有小股泥漿返出，16:52停泵、繼續(xù)上提儀器，泄壓放回水不斷流，1min內回吐0.9m3，立即關回水，發(fā)現(xiàn)立壓有2MPa，立即以Q：9L/s、P：8MPa正注2.40g/cm3重漿（此時立壓較之前上漲了3MPa，出口未見返漿）；18:05累計泵注2.40g/cm3泥漿26m3后，立壓降至4.3MPa，停泵放回水，檢查出口仍不斷流；18:07關回水，立壓1.9MPa，繼續(xù)正注密度2.40g/cm3重漿，Q：18L/s、P：7.4MPa；18:35再次泵入14m3后（累計40m3）停泵，立壓0MPa，放回水斷流；18:35~19:00起出電纜，驗槍18彈全部激發(fā)；隨后接頂驅于19:08開泵，19:20泵注2.19g/cm3井漿5.2m3后未起壓，停泵觀察。

5.9 擠水泥塞

14:00~17:00打水泥塞準備工作，以15L/s正注試擠2.18g/cm3泥漿10m3，立壓13MPa；至18:50擠堵水泥塞施工（17:00~17:14水泥車及管線試壓；至17:29注ρ2.17g/cm3前加重隔離液12m3；至17:42注ρ2.19g/cm3水泥漿10m3，排量14L/s，立壓18~20MPa；至17:45注ρ2.17g/cm3后加重隔離液2m3；至17:50倒閥門；至18:44大泵注ρ2.10g/cm3井漿46.3m3，排量14.17L/s，立壓15~23MPa；關井憋壓候凝，立壓12MPa、套壓0MPa。

23日12:00為驗證水泥塞質量：正注密度為2.18g/cm3鉆井液，立壓由9.2MPa上漲至18MPa，停泵觀察10min壓力不降，泄壓返漿0.6m3后斷流；環(huán)空擠注0.48m3，套壓由3.9MPa上升至4.4MPa后下降至4.0MPa穩(wěn)壓，停泵觀察10min壓力不降，泄壓返漿0.16m3后斷流，開井觀察無溢漏。驗證水泥塞質量合格，封住了下部裂縫氣層。

5.10 爆炸松扣

13:00~15:20第四次鉆具內通徑，采用?60mm通徑規(guī)通徑至井深4390m遇阻。15:40~20:00測卡點，儀器直徑?32mm、儀器下放至4390m遇阻，無法繼續(xù)下放，4390m處鉆具活動正常。

21:00~21:20鉆具緊扣40kN·m，21:30試反扭矩：開頂驅12圈，施加反扭矩25kN·m，之后上下活動傳遞扭矩，釋放扭矩時鉆具倒扣，懸重由1320kN降至1120kN。分析鉆具于411×520接頭處倒開。21:40~0:00開泵循環(huán)，出口連續(xù)返漿正常。Q：24L/s，P：6.7MPa。24日0:03鉆具對扣，以3L/s的排量、頂驅轉速24r/min的參數(shù)緩慢下放，扭矩上漲至10kN·m時停泵，逐漸施加扭矩至20kN·m、30kN·m，分析鉆具對扣成功。0:07鉆具緊扣，上提至1160kN，開頂驅18圈，施加扭矩30kN·m，下壓至1000kN傳遞扭矩，上提至1200kN，釋放扭矩，回18圈。開泵，起壓至3.3MPa，停泵、穩(wěn)壓不降，上提至1600kN，驗證鉆具對扣成功。0:30~2:40下爆炸桿至井深4391m，2:40施加反扭矩25kN·m，開頂驅反轉13圈，上下活動傳遞扭矩后，提至1400kN。2:50~3:10測井隊校核井深、點火、起爆，井口鉆具震動明顯。3:10釋放反扭矩，鉆具不回，下放至1320kN，倒扣7圈，上提至1400kN后懸重不再上漲，分析爆炸松扣成功。3:20~5:00起出電纜；至8:00循環(huán)處理鉆井液，起鉆做打水泥塞側鉆準備，至此本次卡鉆事故成功解除。

6 結論與建議

（1）出現(xiàn)井下復雜情況后，應認真分析井下復雜情況，找準原因，有針對性地采取技術措施，避免使井下情況更復雜[3]。

（2）溢漏同存是鉆井工程界的一個難題，小塘子組的泥漿安全密度窗口窄不易控制，在井漏未失返的情況下適用于精細控壓鉆井技術。易引發(fā)溢漏地層，采用常規(guī)鉆井技術，即使在合適的泥漿密度范圍內，也會因為泥漿與地層氣體發(fā)生置換而易引發(fā)復雜，鉆進時要特別注意做好防漏、防噴、防卡、防H2S工作[4]。

（3）川西彭州氣田小塘子組易鉆遇高壓裂縫性氣層，極易發(fā)生溢漏同存的井下復雜，建議在該區(qū)塊該層位施工時，條件允許情況下建議采用精細控壓鉆井技術，以避免出現(xiàn)溢漏同存引發(fā)的井下復雜[5]。

（4）本井經過一些列工藝技術，成功解除了卡鉆復雜，為其它井的施工提供了寶貴的參考。