模拟井固井事故处理浅析

刘卫娟 徐影 张晓昂

摘要：XMJ-01井在固模拟套管后48小时，先后经过四次测井均解释判定XMJ-01井模拟套管固井质量不合格。经分析讨论，决定采用套铣加反扣的技术措施，取出套管再固井的方案解决此次事故。经45天的施工，取出全部套管，第二次套管固井吸取第一次固井的经验教训，圆满完成固井工作。

Abstract： After 48 hours of simulated casing cementing， the simulated casing cementing quality of XMJ-01 well was judged to be unqualified on the base of four log interpretation. Through analysis and discussion， it is decided to adopt the measures of casing milling and reverse buckling to remove casing and re-cementing to solve the accident. After 45 days of operation， the casing is taken out， the second casing cementing takes the experience and lessons of the first cementing， and the cementing work is successfully completed.

关键词：模拟井;固井质量;事故处理;套铣加反扣

Key words： simulation well;cementing quality;accident treatment;casing milling and reverse buckling

中图分类号：TE256                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2018）34-0110-02

0  引言

模拟井是用人工模拟井下地层，用来校验下井仪器各项性能的仪器校验刻度井。模拟井的关键点是将含有各种标定块的特制玻璃钢套管下入井内，并与地层有效的隔离，去除其他干扰因素。由于模拟井的特殊性，井径大、套管强度低、固井程序复杂，对钻井质量和固井质量要求高。

1  工程概况

1.1 井身结构

XMJ-01是一口模拟井，井型为直井，位于河南省新乡市二十二所院内，设计井深190.00m，一开完井，井径Φ444.5mm，完钻层位是二叠系上统乐平组（P2l，未穿），下入Φ339.7mm×9.65mm外层套管，下至187.00m（套管串内壁和外壁处粘贴各有两段界面：在井深133-134m和160-161m处表层套管内壁粘制长1m厚4mm的二次界面两段;在井深55-56m和83-84m处表层套管外壁粘制长1m厚4mm的二次界面两段），然后进行固井，要求水泥塞面不准高于181.00m，水泥浆返至地面。探测井底合格后继续下入Φ177.8mm×9.19mm内层套管串至177.00m，套管顶高出地面0.75m，套管串结构：套管鞋1只+单向凡尔1只+Φ177.8mm×9.19mm套管3根+人工固井质量模拟套管8根+Φ177.8mm×9.19mm套管5根，每两根套管焊接弹性扶正器一只，共8只，按要求完好无损下入套管，对比表层套管仔细对中。井身结构见图1。

1.2 施工概况

XMJ-01因需要下入两路套管，对井垂直度要求高，钻进地层全部为第四和第三系松散地层，且直径大，施工主要技术难点是防塌护壁和防斜保直。

设计采用Φ444.5mm三牙轮钻头开钻，尽量防斜打直，以便下套管。

为达到施工要求，XMJ-01井该井采用塔式钻具组合，用淀粉泥浆护壁，安全钻进至197.66m后完钻，经测井，井身质量达到设计和规范要求（井深质量见表1）。

1.3 固井概况

外套管下入天津产Φ339.7mm、壁厚9.65mm、钢级K55，套管16根，总长192.82m，联入3.00m，下深195.82m。下套管后进行固井作业，注入林州产G级水泥30.00t，水泥浆平均密度1.85g/cm3，替浆量15.71m3，水泥浆返出地面。固完井后，对XMJ-01井表套进行固井电测，固井质量达到设计和规范要求。

然后下入Φ177.8mm模拟套管，产地天津，钢级N80，壁厚9.19mm，共16根，总长179.68m，下入深度181.93m（联入2.25m），阻位181.47m。下套管后进行固井作业，首先注入前置液2.00m3，然后注入林州产G级水泥13.0t，水泥浆平均密度1.85g/cm3，替清水3.62m3，碰压12MPa，之后开始候凝。候凝48小时后，进行固井电测，先后经过四次测井均解释模拟套管井深39.00-59.00m段固井质量优良，井深59.00m以下固井质量不合格，据此判定XMJ-01井Ф177.8mm模拟套管固井质量不合格。

2  事故处理方案

该井设计为特殊工程井，对井位及井身质量要求較高，经过对该井钻井、固井施工情况及测井资料的分析，决定采用套铣返出内层套管、重新固井的事故处理方案。外层套管为Φ339.7mm×9.65mm，内层套管为Ф177.8mm×9.19mm，套管间隙71.3mm，另外Ф339.7mm套管在井深159.00-171.14m处套管内侧有向内突出4mm的模块，Ф177.8mm套管69.43-148.57m处外侧有突出4mm做有模块，且两根套管之间，总计下入8根扶正器，在套铣过程中，如果套铣桶过大或过小可能会损坏内、外套管上面的标定模块，导致该钻孔报废。为降低损失，尽可能完好的取出内套管，经过计算，最终决定采用244.5mm铣锥桶进行套铣。

3  套铣施工过程

3.1 井内情况分析

该井钻井施工井身质量较好，最大井斜0.36°，Ф177.8mm模拟套管位于Ф339.7mm表套内，有利于事故的处理;Ф177.8mm模拟套管共16根，并下入8个扶正器（见表3），39.00-59.00m段固井质量优良，59.00m以下水泥浆凝固情况不能确定，加大了事故处理的难度。

3.2 所需特殊机具

Ф244.5mm套铣筒，Ф280mm钻头（钻头胎体外径280mm，胎体厚32mm，胎体内出刃5.3mm），Ф300mm钻头（钻头胎体外径300mm，胎体厚42mm，胎体内出刃5.3mm），Ф127mm反扣钻杆200m，Ф108.0mm反扣四方钻杆，Ф177.8mm套管打捞矛，反扣锥子，割管刀。

3.3 施工步骤及注意事项

①采用反扣钻具将上部未封固的3跟套管取出;

②首先采用正扣钻具+Ф244.5mm套铣筒+Ф280mm钻头套铣第4根套管，套铣时，轻压慢转，时刻关注孔内钻具情况，如果出现跳钻（扒车）、扭矩增大等现象时，及时提升钻具，分析孔内情况后再做进行下一步工作;

③第一次套铣完成后，再采用正扣钻具+Ф244.5mm套铣筒+Ф300mm钻头进行第二次套铣，尽可能除去两套管环状间隙内残留水泥;

④套铣完成后，下入正扣钻具+Ф150mm钻铤，震击Ф177.8mm套管20-30分钟，尽可能去除套管接箍处附着的水泥，并使丝扣处松动，便于下一步卸扣处理;

⑤换反扣钻具，首先采用打捞矛反转倒扣，打捞矛下入深度尽量接近套管接箍处，倒扣操作时应慢松离合，缓慢增大扭矩，尽量避免套管扭毁;如果打捞矛不能很好的与套管卡紧，考虑采用反扣锥子进行打捞;

⑥打捞上套管后，及时用吊卡固定好套管，然后退开打捞矛（锥子），再依次取出套管;

⑦重复②-⑥步骤，直至取出所有套管。

4  事故处理结果及事故原因分析

经过45天的事故处理，全部取出XMJ-01井Ф177.8mm模拟内套管，经测井，未对外套管造成损伤，极大的减小了因套管固井不合格造成的损失。

根据取出套管情况分析，除上面3根模拟套管未封固外，其下部13根模拟套管外均已封固。造成测井显示不合格的原因可能有以下几种情况：

①在固井过程中，由于井浅，固井施工时间短，未全程监测，可能部分井段水泥浆密度未达到技术要求，出现部分井段声幅值不合格;

②模拟套管外粘贴有标定模块，可能在下套管过程中有碰擦，造成标定模块固定不牢，与套管之间出现间隙，造成测井声幅值不合格;

③两路套管之间固井，空间比较密闭，水泥浆水分无挥发空间，造成水泥浆凝固不均匀;

④固井水泥浆中未加速凝剂，长时间凝固造成水泥浆分散不均匀，出现声幅值不满足要求。

5  结论与建议

①采用合理的套铣返套管的方法可以解决因固井质量不合格造成的井质量不达标的问题，与移孔重新施工相比，可以极大程度的减少损失。

②模拟井因其特殊性，套管结构复杂，完井工艺复杂，因此除了严格控制井深质量，减少下入套管难度，还要做好下套管固井的每个环节，严格控制固井过程中水泥浆密度，根据需要添加相应的添加剂，防止类似事故的发生。

参考文献：

[1]伍良庆.川孝93井固井事故处理措施[J].石油钻探技术，1998，26（4）：30-33.

[2]曹东风，胡向志.大口径煤矿地面瓦斯抽排孔的施工工艺[C].煤层气勘探开发理论与实践，2007：332-336.

[3]王延文，王鑫，郝荣明.高效铣环在胜科1井事故处理中的应用[J].石油钻探技术，2007，35（6）：44-46.

[4]吴玉禄，王震雨.套铣打捞新技术的研究与应用[J].石油钻探技术，2002，30（5）：33-34.

[5]罗曦，李爱勇，马明学，孙向阳.电阻率各向异性模拟井设计[J].石油仪器，2014，28（1）：35-38，99.

[6]張潇，刘磊.新型套铣解卡技术在塔河油田的应用[J].内蒙古石油化工，2015（12）：111-112.

[7]王华南，石张泽，许清海.双管封隔器套铣技术[J].技术研究，2016（3）：74-75.

[8]殷仕清，范小波，高智.封隔器解卡打捞工艺技术在川西气井中的应用[J].西部探矿工程，2012（3）：71-74.