田彥強(qiáng)

（寧夏回族自治區(qū)煤炭地質(zhì)局，寧夏 銀川 750011）

1 概述

隨著鉆井技術(shù)的迅猛發(fā)展，深井、超深井、大位移井、水平井、叢式定向井等井深大、井眼軌跡復(fù)雜的井型越來越多，鉆井工程施工難度也逐步增大，鉆具在井下的受力狀態(tài)也變得十分復(fù)雜，同時(shí)受到拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等變載荷作用和受鉆井液腐蝕、井壁摩擦、井下溫度、泵壓力等影響，井下鉆具薄弱部位極易發(fā)生刺漏（刺漏鉆具一般為鉆桿）[1]。當(dāng)判定為鉆具刺漏后，通常的做法是立即停鉆，起鉆逐根鉆桿仔細(xì)檢查。這樣既消耗時(shí)間又耗費(fèi)人力，而且有時(shí)因鉆具刺漏點(diǎn)小，刺漏部位附著巖屑、泥皮等雜物影響，一趟鉆找不出來刺漏點(diǎn)，導(dǎo)致來回起下鉆查找，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。如果找不到繼續(xù)下鉆施工會(huì)埋下很大的安全隱患。本文通過作者在鉆井隊(duì)工作多年施工經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)鉆具刺漏后，利用在井口投放有色軟質(zhì)塑料片循環(huán)鉆井液測(cè)塑料片周遲到時(shí)間計(jì)算刺漏點(diǎn)位置的方法[2-4]，查找漏點(diǎn)，都能夠快速準(zhǔn)確找到刺漏點(diǎn)位置，上下誤差在20m 左右。

2 鉆具刺漏的正確判斷

在鉆井施工中，地面以下鉆具工作狀態(tài)即看不見又摸不到，當(dāng)鉆具發(fā)生刺漏后地面最直接的反應(yīng)就是泵壓下降[5]，但是導(dǎo)致泵壓下降的原因有很多，如何判斷是鉆具刺漏，這就要操作人員逐項(xiàng)排查。

導(dǎo)致泵壓下降的原因分析與判斷。

（1）鉆頭噴嘴掉落會(huì)導(dǎo)致泵壓下降。如果是鉆頭噴嘴掉落，泵壓會(huì)突然下降，但下降的幅度不會(huì)很大，且穩(wěn)定在一定數(shù)值上，不會(huì)再繼續(xù)下降，泵壓下降的同時(shí)井底有輕微扒車現(xiàn)象。

（2）鉆遇地層漏失會(huì)導(dǎo)致泵壓下降。如果是鉆遇地層漏失，根據(jù)漏失量大小，泵壓下降的程度不一樣，根據(jù)上返泥漿量就能判斷是否是漏失地層導(dǎo)致泵壓下降。

（3）井內(nèi)涌水或補(bǔ)充新鉆井液會(huì)導(dǎo)致泵壓下降。在鉆進(jìn)過程中，鉆遇含水層，如果含水層的壓力大于井筒液柱壓力，清水就會(huì)涌到井筒內(nèi)，鉆井液性能發(fā)生變化，導(dǎo)致泵壓下降?；蚴窃阢@進(jìn)過程中，泥漿管理員補(bǔ)充新漿，也會(huì)導(dǎo)致泵壓下降。當(dāng)泵壓下降時(shí)，要求泥漿管理員要及時(shí)測(cè)驗(yàn)?zāi)酀{的性能指標(biāo)，排除鉆井液性能變化導(dǎo)致泵壓下降的因素。

（4）柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降會(huì)導(dǎo)致泵壓下降。在施工過程中倒換柴油機(jī)或柴油機(jī)油門松動(dòng)，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速有所下降，會(huì)導(dǎo)致泵壓下降，司鉆發(fā)現(xiàn)泵壓下降后要及時(shí)與柴油機(jī)司機(jī)溝通，了解情況，排除柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降的原因。

（5）鉆具斷裂會(huì)導(dǎo)致泵壓下降。鉆具斷裂后泵壓下降比較明顯，上提鉆具懸重下降比較明顯，且無進(jìn)尺。

以上五種泵壓下降的原因都排除了，那就可以斷定是鉆具刺漏的原因?qū)е卤脡合陆?。鉆具刺漏最明顯的特征是在鉆進(jìn)過程中泵壓會(huì)逐漸下降。如果井下有動(dòng)力鉆具，機(jī)械鉆速也會(huì)變慢[6-7]。

3 投放有色塑料片測(cè)定遲到時(shí)間計(jì)算刺漏點(diǎn)位置的方法

3.1 測(cè)定有色塑料片周循環(huán)遲到時(shí)間的方法

在正常鉆進(jìn)施工中，選擇一段合適的井深（一般1000m左右）將此井深設(shè)定為標(biāo)志井深，在接單根時(shí)向鉆具內(nèi)投放一種顏色的軟質(zhì)塑料片（100片左右），塑料片的大小為1cm2左右，開泵正常鉆進(jìn)，中間不能停泵，測(cè)定塑料片一個(gè)循環(huán)周的遲到時(shí)間，將此時(shí)間設(shè)定為標(biāo)志時(shí)間，用來驗(yàn)證理論計(jì)算的遲到時(shí)間（由于井眼井徑擴(kuò)大率的不均勻，泥漿性能的差異、設(shè)備、地面管匯等原因，導(dǎo)致理論計(jì)算的塑料片上返遲到時(shí)間與實(shí)際測(cè)得的遲到時(shí)間有一定的誤差）。當(dāng)確定鉆具發(fā)生刺漏后,將另一種顏色的塑料片投入鉆具內(nèi),開泵正常循環(huán)，部分塑料片就會(huì)從鉆具刺漏點(diǎn)返出，在鉆井液出口處仔細(xì)觀察，記錄最早返上來的塑料片周循環(huán)時(shí)間。用標(biāo)志時(shí)間與標(biāo)志井深的比等于鉆具刺漏后測(cè)得的塑料片周循環(huán)時(shí)間與刺漏井深的比，就可以準(zhǔn)確計(jì)算刺漏點(diǎn)位置。

3.2 刺漏點(diǎn)計(jì)算方法

式中：T測(cè)——正常鉆進(jìn)過程中在井深H測(cè)的深度在鉆具內(nèi)投放有色塑料片測(cè)得周循環(huán)遲到時(shí)間；

T漏測(cè)——鉆具在井深H漏測(cè)的位置刺漏投放有色塑料片測(cè)得的周循環(huán)遲到時(shí)間。

計(jì)算出H漏測(cè)后就確定了井內(nèi)刺漏點(diǎn)的位置，在起鉆檢查鉆具時(shí),可以按照正常的起鉆速度,起到計(jì)算的刺漏位置上部20～30m 時(shí),再放慢速度,仔細(xì)檢查鉆具,通常可以很快地發(fā)現(xiàn)刺漏點(diǎn)。此方法適用于同一區(qū)塊同一鉆機(jī)施工相同井眼尺寸，相似鉆具結(jié)構(gòu)的任何一口井。不用每口井都在正常鉆進(jìn)過程中實(shí)測(cè)周循環(huán)時(shí)間。此計(jì)算方法在同一口井，鉆具多次刺漏時(shí)，用上一次刺漏鉆具測(cè)得的遲到時(shí)間計(jì)算下一次刺漏鉆具的位置會(huì)更加準(zhǔn)確。

4 案例應(yīng)用

以蘇120-88-xx井(定向井)中的使用為例進(jìn)行說明。該井設(shè)計(jì)井深為3960m，井身結(jié)構(gòu)為：一開采用311mm 鉆頭，塔式鉆具組合，鉆進(jìn)至400m，下入244.5mm套管；二開鉆進(jìn)至井深3960m完鉆，定向點(diǎn)在井深900m，采用216mm鉆頭，“四合一”鉆具組合，下入139.7mm 套管完井。該井在施工工程中共刺漏鉆桿5次,鉆具刺漏均發(fā)生在井深2000m以后的井段。

2011 年9 月26 日施工至井深1021.91m，接單根時(shí)在鉆桿內(nèi)投入藍(lán)色塑料片正常鉆進(jìn)測(cè)得標(biāo)志周循環(huán)時(shí)間為19.8min（此周循環(huán)時(shí)間與相鄰井蘇120-97-87井在井深1027m實(shí)測(cè)的時(shí)間基本一致）。

2011年10月3 日鉆進(jìn)至井深2320.26m時(shí)，司鉆發(fā)現(xiàn)泵壓由13.4MPa下降至12.3MPa，隨停鉆檢查，經(jīng)過排查判斷為鉆具刺漏，立即進(jìn)行鉆桿內(nèi)投放紅色塑料片測(cè)周循環(huán)時(shí)間為23.4min，通過式（2）計(jì)算確定刺漏點(diǎn)在井深1207m 左右。起鉆檢查，在第123 根鉆桿母接頭臺(tái)肩以下30cm處發(fā)現(xiàn)刺漏點(diǎn)（鉆桿編號(hào)為96），實(shí)際刺漏點(diǎn)井深為1190.6m。刺漏點(diǎn)如圖1所示。

圖1 編號(hào)96號(hào)鉆具刺漏位置

2011 年10 月5 日 鉆進(jìn)至井 深2450m 時(shí)，泵壓從13.7MPa 下降至11.9MPa,立即進(jìn)行鉆桿內(nèi)投放紫色塑料片測(cè)周循環(huán)時(shí)間為6.3min，通過公式計(jì)算確定側(cè)漏點(diǎn)井深為325m左右，起鉆檢查，在井口以下第33根鉆桿母接頭下33cm 處刺漏（鉆桿編號(hào)為205），實(shí)際刺漏點(diǎn)井深為334m，刺漏點(diǎn)如圖2所示。

圖2 編號(hào)205號(hào)鉆具刺漏位置

之后施工至井深2763m、3117m、3486m 分別刺漏一根鉆桿，都能運(yùn)用這種方法準(zhǔn)確計(jì)算出刺漏點(diǎn)的位置。

5 運(yùn)用此方法的注意事項(xiàng)

（1）同一區(qū)塊同一鉆機(jī)運(yùn)用其它井測(cè)得的塑料片周循環(huán)標(biāo)志時(shí)間時(shí)，要注意表層套管的深度是否相同，井身結(jié)構(gòu)是否相同，泥漿性能是否相同，泥漿泵的排量是否相同。不建議使用不同區(qū)塊的標(biāo)志時(shí)間。

（2）在開泵循環(huán)測(cè)塑料片周循環(huán)時(shí)間時(shí)，尤其在井深超過3000m，需要的時(shí)間較長(zhǎng)，容易將漏點(diǎn)刺的大一些，但是不會(huì)影響井內(nèi)鉆具安全。在起鉆遇阻時(shí)注意不能強(qiáng)拉硬提。

（3）同一口井，多次刺漏鉆具時(shí)，標(biāo)志時(shí)間采用上次刺漏鉆桿時(shí)測(cè)得的周循環(huán)時(shí)間，計(jì)算刺漏點(diǎn)位置更準(zhǔn)確。

（4）同一口井，采用不同顏色的塑料片測(cè)周循環(huán)時(shí)間，以防泥漿出口處觀察人員判斷不清是否是本次投入的塑料片。

（5）測(cè)定塑料片標(biāo)志時(shí)間時(shí)泥漿泵的排量，與測(cè)定鉆桿刺漏時(shí)塑料片周循環(huán)時(shí)間的泥漿泵排量相同。

6 結(jié)論

在鉆具內(nèi)投放有色塑料片測(cè)周循環(huán)時(shí)間對(duì)比計(jì)算鉆具刺漏位置的方法，精度高、效率高、成本低,是一種簡(jiǎn)單有效安全經(jīng)濟(jì)的查漏方法。本單位多年來在石油天然氣鉆井施工發(fā)生鉆具刺漏均采用此方法計(jì)算漏點(diǎn)位置，成功率達(dá)到95%以上，至今無鉆具刺斷事故發(fā)生，建議推廣使用。