玉北8-19井鉆井復雜情況分析

戴天德，張永強，趙忠梅

中國石油吐哈油田分公司監督中心（新疆鄯善838200）

玉北8-19井鉆井復雜情況分析

戴天德，張永強，趙忠梅

中國石油吐哈油田分公司監督中心（新疆鄯善838200）

吐哈油田玉北6塊位于玉北區塊火焰山山脊帶，屬山地地形。玉北6構造由若干個斷塊組成，在地層交界面處，巖石受到擠壓疊置，變形強烈，應力集中，從而形成斷層、破碎帶、煤層等復雜地層，易導致坍塌卡鉆。通過該區塊玉北8-19卡鉆事故的處理情況分析，找出事故發生的原因，從中找出導致事故發生的原因，從而采取必要的措施，在今后鉆井生產中加以避免。

煤層；定向井；斷層；鉆井

玉北8-19井是吐哈盆地魯克沁油田玉北6區塊的一口定向井。該井鉆井工程難點是：存在多處煤層，且厚度與深度不定，地層發育不完整，有斷層、破碎帶，極易造成卡鉆；井斜2.8°，穩斜段較長，地層傾角較大，不易控制。該井鉆至西山窯層位時，斷層破碎帶發育良好，吸水性強，形成的泥餅不牢固，井壁易垮塌，造成垮塌卡鉆。針對出現的問題，及時采取了措施，有效避免了類似事故的再次發生［1-2］。

玉北8-19井是一口定向井，設計井深4 430.32m，井斜2.84°，方位249.56°。實鉆過程中，二開后，由于地層傾角較大，為了保證后期施工，在3 200m之前能夠保證井斜在2°以內，平均每鉆進2個單根要定向降斜4～5m；3 200m以后由于地層傾角過大，復合鉆進1個單根井斜增1°。為了控制井斜，每個單根定向降斜4～5m，保持井斜在7°以內。

由于地層傾角影響，本井自然傾角在200°～220°，而靶方位在249°，所以控制很困難，影響鉆井周期。

在2 760m發現煤層，最大煤層厚度69m、45m，2 760～3 662m煤層多達20多層，厚度1～18m不等，增加施工難度。3 400m以后以砂礫巖含石英為主，夾泥巖及煤線、煤層。砂礫巖膠結性較差。

鉆至井深3 602m時，井斜偏大，起鉆換1.25°螺桿進行降斜，鉆至井深3 662m時，發生卡鉆事故。

1 卡鉆事故處理［3-5］

2016年3月24日18：20正常鉆進至井深3 662m，發現轉盤負荷變大，準備上提活動鉆具。在上提2m時，懸重從原懸重100kN升至135kN，上提過程中憋泵，1個凡爾開泵，泵壓12MPa，泥漿正常返出，鉆具上提遇卡，下放遇阻，轉盤不能正常旋轉鉆具卡死。①鉆井液體系：乳化原油聚磺鉆井液；②鉆井液性能：密度1.36 g/cm3，中亞失水4.5mL，初終切3～7Pa，pH值9，含砂0.3%；③地層：克拉瑪依組和西山窯組膠結面；④巖性：細砂巖及粗礫砂巖夾煤。事故的處理如下：

1）單凡爾正常循環配制稠塞攜帶井下巖屑，配制稠塞15m3，密度1.50g/cm3。由于單凡爾排量問題井底攜砂沒有到達預期的效果。然后反復來回提拉，逐漸增大上提拉力，最大上提鉆具至2 200kN，震擊器未震擊，反復數次，均未震擊解卡。

2）轉盤強行轉動提到原懸重1 000kN，利用轉盤正旋轉28圈，下壓鉆具至10kN，松開轉盤轉盤倒回28圈。反復憋停后改用轉盤轉動鉆具未解卡。

3）原懸重1 000kN，上提鉆具分別為1 600kN、1 800kN、2 000kN，下壓至10kN未能解卡，21：00上提鉆具懸重2 400kN，鉆具被拉斷，起出鉆具19根+ 5.45m（半根），魚頂位置199m。

4）接反扣鉆具。接反扣鉆具及反扣母錐下井打撈，成功倒出魚頭。

5）接正扣鉆具加震擊器對扣成功，經震擊器反復作用，未解卡，判斷卡點鉆頭附近，準備注解卡劑浸泡解卡。

6）地面混柴油4m3，解卡劑600kg，快替400L，混合液密度1.35g/cm3，注入井內，環空預算解卡劑位置3 662～3 460m，鉆桿內預留高度150m。靜止浸泡解卡，浸泡12h。

7）電纜測卡點3 630m，2016年3月27日22：00進行爆炸松扣，2016年3月28日成功起出鉆具3 603m，鉆具365根，加重10根，鉆鋌1根，落魚鉆具57.64m，卡鉆解除。

2 事故原因分析

2.1 工程原因

1）在鉆進過程中，執行特殊井段鉆進操作規程不到位，鉆遇易垮塌地層時應控壓鉆進，鉆進幾米應及時將鉆頭提離井底，反復破碎巖屑，充分循環使巖屑返出井口。

2）鉆井液處理時黏度偏低（漏斗黏度54s），鉆井液性能不能滿足井下攜砂要求，造成巖屑無法正常返出井口，也是引起井下復雜的因素之一。

3）管理方面存在麻痹大意思想，對井下復雜情況估計不足，在鉆井液性能不能滿足井下施工要求時沒有循環調整鉆井液，而是邊鉆進邊調整鉆井液性能。

2.2 地質原因

1）玉北6區塊構造帶在南斷層與北斷層控制的斷背斜構造上，由若干個斷塊組成。由于推覆體構造，在侏羅系上盤和下盤交界面處，有斷層分布，巖石受到擠壓疊置，變形強烈，應力集中，從而形成了裂縫、斷層、破碎帶、煤層等復雜地層。J2x、J1地層煤層較為發育，易發生煤層失穩；斷層較多，鉆至斷層附近，因斷層應力釋放、破碎帶等原因疊加，導致井壁失穩。

2）由于地質構造中砂、礫等粗沉積物在壓實作用下孔隙度變化不大，致使膠結程度降低。在鉆井過程中易形成井壁垮塌，造成卡鉆。而孔隙度變化小，又可以引起井漏。

3）J1地層巖性變化大，灰色泥巖、灰色泥質粉砂巖、灰色粉砂巖、灰色細砂巖互層，地層疏松、膠結程度低，對井壁穩定造成很大影響。

3 結論與建議

1）增加綜合錄井，在對本井地質情況進一步認識的基礎上，做好地質預告及風險提示，盡快讓鉆井隊熟悉并掌握巖層的地質特征，進行科學合理的優化設計，避免事故再次發生。

2）根據地震剖面，3 400m側鉆，位移控制在80m以內，結合施工情況和臨井施工措施。

3）簡化鉆具結構：①井深3 400～3 650m，PDC鉆頭+無扶單彎螺桿+無磁1根+鉆鋌2根+加重鉆桿1柱+隨鉆震擊器+加重2柱+鉆桿；②井深3 650～3 800m，PDC鉆頭+鉆鋌2根+加重鉆桿1柱+隨鉆震擊器+加重2柱+鉆桿；③井深3 800～4 430m，PDC鉆頭+1度單彎+扶正器+無磁+鉆鋌2根+加重1柱+隨鉆震擊器+加重2柱+鉆桿。

4）工程方面：①鉆進控制機械鉆速大于1根/2h，嚴格執行鉆遇煤層技術措施；②井深3 600～3 800m，加頻短起下次數，至少12h短起下一次，每次不少于15柱；③每次上提鉆具前，轉盤轉動并循環5min以上，觀察振動篩返出情況，正常后才允許上提鉆具，上提鉆具高度必須大于10m；④由于地層傾角大，定向降斜選擇非煤層井段；⑤煤層重點井段，堅持打一退二，特殊情況下可鉆井10～30cm，上提鉆具劃眼。

5）鉆井液方面：①優選合理的鉆井液密度，形成合理的物理支撐，維護鉆井液密度不低于1.36 g/cm3，起鉆前適當提高井筒內鉆井液密度，避免由于循環壓耗引起的壓力波動造成井壁失穩；②提高鉆井液中膨潤土含量，增強鉆井液黏切，3 600m前，黏度不能太低（漏斗黏度不低于80s），3 600～3 800m，鉆井液黏度不能太低（漏斗黏度不低于100s），保證有效懸浮和攜帶；③根據地層地質特征，利用剛性、柔性、粒徑不規則的非滲透承壓處理劑、單向壓力封閉劑及目數不同的超細復配，在壓差作用下嵌入滲透地層形成微小橋架，并在井壁聚集形成致密的封堵層，提高地層承壓能力；④調整好鉆井液的流變性，維持鉆井液較高的動塑比0.5～0.7，防止動塑比過低對井壁沖刷嚴重，造成井壁失穩。

6）加強現場技術管理，落實鉆遇復雜地層的技術措施，司鉆房扶鉆人員必須由有經驗的司鉆、副司鉆操作，值班干部必須在司鉆房監督落實，關鍵地層必須由隊長或住井人員親自監督。

Yubei 6 block of Tuha oilfield is located in the ridge zone of Flame Mountains，and it is mountainous terrain.The Yubei 6 structure is composed of a number of fault blocks.At the interface of the strata，the rock is pressed and folded，the deformation is strong，and the formation stress is concentrated，so some complex strata such as fault，fracture zone，coal seam and so on are formed，which easi?ly leads to the drill pipe sticking due to collapse.Through the and analysis of the drill pipe sticking accident of well Yubei 8-19 in the block，the cause of the accident is found out，so as to take the necessary measures to avoid the occurrence of the same accident in future drilling production again.

coal seam；directional well；fault；well drilling

戴天德（1970-），男，現主要從事鉆井工程工作。