马古3井键槽卡钻事故的预防与处理技术

谭静

（中国石油辽河油田公司钻采工艺研究院，辽宁 盘锦 124010）

马古3井键槽卡钻事故的预防与处理技术

谭静

（中国石油辽河油田公司钻采工艺研究院，辽宁 盘锦 124010）

马古3井是辽河油田部署的一口重点定向深探井，在钻井过程中，发生了键槽卡钻事故。从该井的钻井工程参数、钻具组合、钻井液性能、钻遇地层特性等影响因素入手，简要探讨了键槽卡钻事故发生的机理和特征，并在此基础上有针对性地提出了深探井键槽卡钻事故的预防措施和处理方法。实践表明，将震击浸泡法与扩眼法相结合，可以成功处理深探井键槽卡钻井下的复杂情况，对深探井防止井下复杂和处理具有重要的指导意义。

马古3井；键槽卡钻；解卡技术；钻具组合

在石油钻探中，钻井卡钻是常见事故之一，如果对卡钻原因判断准确、处理得当，可迅速解决事故，否则就会浪费人力、物力，甚至报废油、气井。本文以2004年辽河油田开发的重点深探井——马古3井为例，对键槽卡钻事故发生的原因、预防措施和相应的处理方法等进行了探讨和研究。

1 马古3井概述

马古3井是一口定向深探井，2004年年初，辽河油田分公司在西部马圈子部署了马古3井，如果该井钻探成功，可进一步扩大马圈子潜山含油气面积，增加石油地质储量，同时，兼探沙三段和中生界的油气发育情况。

1.1 键槽卡钻事故发生经过

2004-05-18T09：30起钻至井深2 140 m遇卡，上下活动至2 160 m，钻具卡死。经计算，钻头处于2 165 m的位置，最高上提悬重为2 000 kN，最多下压悬重为450 kN，开泵循环正常。

1.2 键槽卡钻事故发生的原因

由于马古3井在井深1 978 m处开始定向，在2 160 m井斜度为16°，此时，井斜度比较大，正处于造斜井段，并且该井段的岩性为砂泥岩。这些原因都容易形成键槽，所以，马古3井的卡钻事故类型定为键槽卡钻。事故发生后，现场工程师决定采用震击—泡解卡剂—震击的方法解卡，在泡解卡剂9 h后，通过震击解卡成功解决了这个问题。

2 键槽卡钻事故的主要特征

2.1 钻井过程中键槽产生机理

在深探井中，当存在岩性变化比较大、地层不稳定等情况时，容易导致井眼某处或某几处的井斜全角变化率超出设计标准，从而使全角变化率超过标准井段，形成“狗腿”。当井内出现“狗腿”时，在起下钻过程中，钻具组合是处于拉伸受力状态；当钻具经过“狗腿”井段时，就会存在一种使它拉直的力，它会使钻具组合切入“狗腿”井段的凸边井壁；当钻具组合在“狗腿”以下旋转滑眼或钻进时，钻具组合也要切入“狗腿”井段的凸边井壁，时间长了就会使“狗腿”形成键槽。

2.2 钻井过程中键槽卡钻的特征

键槽卡钻一般发生在起钻过程中，在起钻时，钻柱在自重分力的作用下靠向键槽一边。在键槽中运行时，当直径较大的钻挺、扶正器、钻头进入键槽时，就会出现卡钻的情况。在钻井过程中，键槽卡钻有以下几个特征：①对于地层较坚硬井段，如果全角变化率较大，起下钻次数较多，最容易形成键槽，而且不易被破坏。②在岩性均匀的地层中，键槽是向上下两端发展的，如果井径规则，则每次起钻的遇阻点是向下移动的，而且移动的距离不多。如果岩性均匀井径不规则，长段泥岩中央有薄层砂岩，而这个井段又是井斜方位变化较大的井段，那么，在泥岩垮塌之后，只有砂岩承受来自钻杆接头的切削，在砂岩上形成键槽。这种键槽的位置固定，不会向上下发展，阻卡点也是固定不变的。③在键槽中遇卡，开泵循环钻井液时，泵压无变化，钻井液性能无变化，进出口流量平衡。④在键槽中遇卡，拉力稍大，启动转盘就很困难。但这时只要下放钻柱，脱离键槽，转盘就会旋转自如。

3 键槽卡钻的预防与处理

要想实现钻井安全生产，就必须充分掌握键槽卡钻事故的预防措施和处理方法——坚持上下活动钻具，防止卡点上移，保持钻柱完整；严禁强提硬转，防止钻具断落和丝扣过紧。下面，笔者结合日常工作中积累的经验，简要介绍键槽卡钻的预防与处理措施。

3.1 键槽卡钻的预防与处理

马古3井采用震击—泡解卡剂—震击方法来解卡，从该井解决键槽卡钻事故所采取的措施来看，是很合理的，但并不是每一口井发生这样的事故都可以用这样的方法来解决，还应该视具体情况而定。键槽卡钻的预防与处理规则如下：①保证井身质量，特别是全角变化率不能超标。②多注意封隔易出现键槽的井段，多目标井、大位移井、水平井尤为重要。③每次起下钻，都要详细记录遇阻点井深、阻力大小，以便分析井下情况，辩明引起井下遇阻遇卡的原因。④出现键槽后，不要轻易改变钻具的结构。无论何种原因引起的起钻遇阻，都不要强提，应反复上下活动，转动方向，以求解卡。如果长期活动无效，采取倒划眼的办法才是唯一可靠的。⑤发现键槽后，应用键槽扩大器将键槽破坏掉，才能继续下钻钻进。⑥上接随钻震击器，一旦遇卡可启动下击器解卡。但是，震击器外径不得大于钻杆接头外径。

3.2 彻底破坏键槽的方法

要使井内键槽彻底被破坏，就要使用“领眼钻头”破坏井内键槽。它一般接在原钻具组合钻艇柱的中部，它与下端钻柱中所安装的稳定器最少相隔两三根钻铤。为了使“领眼钻头”能从键槽底部以下向上扩眼，破坏井内键槽，应在“领眼钻头”的上面接一与井眼同尺寸的扩眼器，然后在其上接安全接头，并接上“液压随钻振击器”。这样组成的扩眼破坏键槽的钻具组合在井内进行扩眼破坏键槽作业时，就可以立即使用“液压随钻振击器”解卡，并继续进行扩眼破坏键槽的作业。将上述扩眼破坏键槽的钻具组合下至键槽顶部10 m左右处，先开泵循环钻井液，然后以45～60 r/min的转盘速度，扩眼破坏键槽。待扩出台肩后，就逐渐增加钻压。当扩眼破坏键槽的钻具组合已扩过键槽底部10 m左右后，再慢慢地上提该钻具组合通过键槽井段。如果发现在键槽井段内的某一处有遇卡现象，证明该井段内的键槽没有被扩眼破坏掉。此时，应用液压随钻振击解卡后，再将该钻具组合上提至卡点处，以45～60 r/min的转盘速度扩眼破坏键槽，待键槽井段全部扩眼完后，再将该钻具组合提至键槽顶部10 m左右处，然后将该钻具组合下至键槽底部10 m左右的位置。将钻具缓慢提到顶部10 m左右处，如果未发现遇卡现象，则证明井内键槽已经全部被扩眼破坏了。此时，便可以起出扩眼破坏键槽的钻具组合。

4 结论

实践表明，在完成具体工作时，要做到以下3点：①保证井身质量，优化钻具结构，做好现场记录等是预防键槽卡钻事故的有效手段。②发生键槽卡钻事故后，要先做好原因分析，再根据其具体的情况决定相应的处理措施和解决方法。③目前，辽河油田在钻探油井，特别是深井的过程中，容易发生键槽卡钻事故。如果解决这个问题的相关技术能够成功研究并运用，将具有广阔的市场前景。

本文参考文献因著录项目不全被删除。

〔编辑：白洁〕

TE28+3

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.23.059

2095－6835（2017）23－0059－02