海洋鉆井井下鉆具刺漏原因及判斷處理措施

張經

摘要：與大陸鉆井相比，海洋鉆井具有更大的風險和投入，尤其在水平井、分支井和快速鉆井技術在海上的廣泛應用，讓鉆具在井下的工作條件比常規的作業下更為復雜，不僅會受到應力的影響，同時也會受到荷載力的作用，再加上受到腐蝕、摩擦和溫度以及壓力的作用，導致鉆具刺漏的事故發生頻率也正在增多。本文從油田鉆井作業中發生的鉆具刺漏事故原因進行分析，總結鉆具刺漏現象，提出鉆具刺漏判斷處理的措施。

關鍵詞：海洋鉆井，鉆具，刺漏，

1 鉆具刺漏的主要原因

鉆具的刺漏是鉆井中常見的問題。一般來說，這是因為鉆井中使用的鉆井工具相對陳舊。在鉆井作業過程中，井下鉆具會受到長期的拉伸、壓縮和彎曲，很容易在某些部位產生疲勞和微裂紋。此外，上海海洋鉆探公司的井下鉆具容易磨損和腐蝕，導致部分區域管壁變薄和微裂紋。同時，由于高泵壓和水力侵蝕的影響，鉆具的薄弱部位極易發生穿孔和泄漏。一般來說，鉆具內部濾網和外部坐封卡瓦處容易發生穿刺泄漏。在海上鉆井中，鉆桿接頭和加厚部分一般具有較高的剛度，不易彎曲。一般來說，彎曲情況最嚴重的位置是鉆桿內部加厚過渡區與鉆桿本體的交界處，容易受到較大的旋轉彎曲應力。鉆桿加厚時，也容易產生褶皺、結疤、壓坑等缺陷。因此，對于鉆具而言，鉆桿內加厚的過渡帶是一個容易發生穿孔和泄漏的薄弱環節。經過仔細觀察，還可以發現，一些鉆具的穿孔和泄漏部位表面有明顯的滑痕，有些甚至有一些周向滑痕。經分析發現，鉆桿在上下過程中，隨卡瓦轉動，卡瓦也會對鉆桿本體造成嚴重損壞，容易產生橫向劃痕。在使用過程中，鉆桿也會受到交變應力的影響，容易產生彎曲現象，導致橫向劃痕迅速發展。最后，鉆桿上會出現貫穿裂紋，然后形成橫向表面裂紋，導致鉆桿穿透和泄漏。為了有效地預防和處理上述問題，相關技術人員需要熟悉鉆具穿孔和泄漏的特點和發生情況。只有這樣才能更好地防止鉆具穿孔和泄漏的發生。

2 鉆具刺漏現象

鉆具穿透和泄漏的主要表現是泵壓緩慢下降。同時，如果配備定向井工具，定向井工具的渦輪轉速會降低。如果鉆進和漏失點靠近鉆頭，泵壓下降不明顯，但小井眼作業排量相對較低，因此鉆具鉆進和漏失后仍不會有明顯下降的感覺。如果泥漿泵供水不好，也會導致泵壓降問題。通過對上述問題的分析，發現現場無法及時準確判斷鉆具的穿透和泄漏情況。誤判很多，但誤判會帶來一定的風險：第一，如果沒有及時發現鉆具的穿透和泄漏，被高壓鉆井液侵蝕后，穿透和漏點會繼續擴大，甚至會出現鉆具斷裂的問題;2、 如果沒有及時發現鉆具的穿透和泄漏，穿透和泄漏鉆桿的強度特性，包括抗拉性能、抗扭性、抗擠壓性和抗內壓性，將在一定程度上降低。在連續作業過程中，鉆具會承受大量載荷，導致鉆具強度不足而斷裂;3、 海上鉆井的綜合日成本高于陸上鉆井。如果判斷錯誤，下鉆檢查鉆具時間過長，會影響鉆井周期，增加成本。

3 鉆具刺漏判斷處理的措施

在海洋鉆井施工中，鉆具出現刺漏的問題一般是無法避免的，這種問題本身其實并不可怕，重點是鉆具刺漏的判斷技術。對海洋鉆井井孔的相關規范和要求進行參考，鉆井鉆具的底部必須要攜帶有鉆具止回閥，然后要對海洋鉆井的特點進行重視，避免發生鉆具刺漏之后出現誤判，因此可以采取以下措施來進行處理。

3.1 嚴格執行正確的操作規程

（1） 按照相關規范補充扭矩。一般情況下，大鉗不能咬住鉆桿本體和加厚部分。雙鉗應保證分別咬合兩個接頭體，不能只使用單鉗緊固和卸扣，以防止鉆桿在卡瓦中打滑，造成嚴重傷痕。此外，擰緊和卸扣后，盡量使鉆桿接頭靠近轉盤平面，以防接頭彎曲。（2） 正常鉆井排量的泵壓緩慢下降。停止鉆井后，需要將鉆具提離井底，然后保持排量循環。同時，應觀察泵的壓力。循環過程中，檢查泥漿泵和地面管匯，確認泵壓下降，是否由地面循環引起。還需要檢查循環池中是否添加了泥漿材料，并密切監控定向井工具的渦輪轉速變化。在觀察泵壓一段時間后，如果發現泵壓繼續下降，泥漿泵和地面管匯沒有異常，循環池中沒有添加泥漿材料，可以初步判斷井下鉆具的穿透和泄漏。（3） 將鉆具提到安全位置后，必須保持鉆桿打開，然后關閉通用防噴器，泥漿泵對鉆桿和井筒加壓。如果鉆桿內部出現泥漿，則可視為鉆具泄漏。（4） 為避免因泥漿泵充水而誤判，可單獨測量泥漿泵的泵壓，觀察同排量下各泥漿泵的泵壓是否一致。這樣，就可以在泵啟動時判斷鉆具的穿透和泄漏情況。（5） 為了避免地面管線和閥門導致鉆具穿透和泄漏的誤判，可以關閉防噴器。如果地面管道上的泥漿泵試壓處于穩定狀態，則可以消除地面管道的問題。固定鉆井工具的問題不應該太長。畢竟，井下情況相對復雜，以避免出現一些意想不到的問題。（6） 需要拉出鉆具進行檢查。一般情況下，在拔出鉆桿的同時檢查鉆桿的外觀，以找到穿孔和泄漏的位置。起下鉆過程中一般采用直拔，但直拔時需要避免過度提及的問題，這主要是因為鉆穿和泄漏后會降低鉆桿的截面積和抗拉強度。（7） 拆卸和投擲鉆具時，必須啟動泵，檢查定向井鉆具的泵壓和渦輪轉速。同時，應將泵壓力和渦輪轉速數據與之前的排量數據進行比較和分析。如果泵壓穩定且汽輪機轉速正常，則可以恢復正常運行。

3.2 使用錐形泥漿濾網取代圓柱狀泥漿濾網

圓柱形泥漿濾網容易造成濾網與管壁間隙過小的問題。同時，高壓泥漿射流也容易對鉆具內壁產生垂直沖擊。因此，有必要將其更換為錐形泥漿濾網，以減少圓柱形泥漿濾網的缺點。通過對東海幾個油田使用情況的分析研究，發現錐形泥漿濾網可以大大降低鉆具內壁的腐蝕程度。如果要徹底解決泥漿濾網的腐蝕損壞問題，還可以在泥漿泵的輸入端設計安裝濾網。這樣就可以在很大程度上增加流道面積，減小阻力，從而徹底解決這個問題。

3.3 選用防硫鉆具或者是鋼級鉆桿

對于含有硫化氫和其他腐蝕性氣體的井段來說，想要減少鉆具刺漏的情況，對刺漏點進行更為準確的判斷，需要對鉆具的使用類型進行重視，選用防硫鉆具或者是鋼級鉆桿，能夠在很大程度上減少因為腐蝕原因而發生的鉆具刺漏失效事故。

4 結束語

綜上所述，隨著國民經濟和科學技術的不斷發展，石油鉆井工程的安全問題變得越來越重要，因為石油鉆井工程事故將對鉆井工程產生重大影響。對于海洋鉆井工程來說，很容易出現鉆具穿孔和泄漏的問題。解決這個問題的關鍵是準確判斷穿刺點和漏點，否則會產生很大的不利影響。鉆井穿透和泄漏的原因有很多。因此，有必要盡快發現鉆具本身的薄弱環節，提前采取預防措施，并應用這些措施判斷鉆具的貫入點和漏點，以進一步提高鉆井作業的安全性。

參考文獻：

[1]程忠，項春生，劉超.海洋鉆井井下鉆具刺漏判斷技術分析[J].工程技術研究，2019（18）：83～84.

[2]李富強，苑國華，呂鵬福，等.鉆井過程中工程異常的分析與判斷[J].大慶石油地質與開發，2015（S1）：87～89+128.

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