煤层气钻井蓬盖事故的发生与处理

侯德虎

(河南省煤田地质局四队,河南 467000)

蓬盖事故是指事故发生后,孔内发生坍塌、掉块等,将碰头处的钻具给堵住,造成打捞工具无法正常工作而达不到打捞目的,属于发生脱、断等事故后的一种次生事故。通过对钻探技术处理方法进行认真的分析和研究,摸索和总结出相关的处理方法,在具体的生产实践中得到了运用并取得了较好的效果。

1 发生事故的原因分析

发生蓬盖事故的原因大致可以归纳为以下四种情况：

(1)残留岩芯的蓬盖

由于种种原因造成孔径大或者在局部形成“大肚子”腔体,起钻时岩芯未卡牢造成脱落,从而导致其藏匿在孔径较大的腔体之中。当发生事故时,由于起钻次数较为频繁连续造成泥浆激烈激动,加上泥浆的循环往往又不是十分正常,而这时脱落并藏匿在孔内的岩芯就有可能随着泥浆的激动而松动,从而坠落造成次生的蓬盖事故发生。

(2)孔内掉块的蓬盖

由于钻井井壁岩石较为破碎,加之泥浆护壁不好,形成井内掉块造成蓬盖。

(3)发生跑钻事故

瞬间抽吸造成井壁的易松动部分坍塌。

(4)外来坠入物的蓬盖

由于种种原因,工作人员将使用的工具如锒头、管钳、大卡头等物品掉入井内。

2 蓬盖事故的基本判断

在遇到下列情形可以基本判断发生蓬盖事故：

(1)在事故的处理过程中,经多次打捞,但打捞工具不能有效地进入残留钻具且锥子无法正常吃扣,这种情况往往伴随着上余的偏差。

(2)碰头上余、井深都准确无误的情况下,打捞工具无法进入碰头孔井深处,致使事故无法正常处理。

(3)下钻时遇阻,只有通过透孔的方式才能使打捞器具到达碰头处但是不能进行打捞且锥子无法正常吃扣。

(4)由于井内坍塌掉块,外来坠入物将事故断头处蓬盖。

3 蓬盖事故的处理方案

(1)对于外来坠入物引发蓬盖事故

需要制作专用的特殊工具如钩子、狼牙棒等对坠入物进行捞取。

(2)对岩芯掉块引发的蓬盖事故

可通过用钢丝钻头的方式进行捞取。钢丝钻头的制作是用正常钻进用的合金钻头,“十字”对称锯成8个深约0.05mm左右、宽约0.02mm的凹槽,将钢丝制做成“U”形镶入凹槽即成。

(3)不同井内坠入物引发的蓬盖事故

可采用其他方法如扁管、洗锥、菠箩钻头等进行扫、透等处理,但必须卡准与井内残留钻具的碰头上余和碰头井深,以免造成将碰头处的钻具破坏,给下一步的处理造成麻烦。

4 事故处理实例

4.1 山西晋城煤层气勘探区某孔

该井在施工到653m卡芯起钻,当钻具起到只剩有5立根钻铤时,发生跑钻事故,碰头处为钻铤锁接头母扣。虽经过多次打捞均无效果,锥子就是无法进入且上余有0.08mm的误差。据此,工程技术人员判断有可能是发生了蓬盖,故采取下入钢丝钻头的方法进行套取,结果取出一块长约0.37m的砂岩。这块岩芯取上后,使得后面的起钻得以顺利进行。事后经认真分析总结,认为是在起钻时岩芯未卡牢,在钻具起到距孔口仅有5个立根的情况下,工作人员在拧卸钻具时操作不稳且动作过大,造成起钻时未卡牢的岩芯造脱落,而这些脱落的岩芯恰巧就有少量的藏匿在井径较大的腔体处,当发生跑钻事故时,由于钻具下落速度较快,钻具上部产生的瞬间负压,造成藏匿在大井径腔体中的岩芯脱落,从而造成蓬盖。

4.2 山西阳泉煤层气某井

该井在施工到821.75m时,发生脱扣事故,下钻进行正常打捞,但是在井深720m处下不去,起钻进行透孔,经过透孔,打捞工具可以顺利下到距碰头0.5m处,但就是下不到打捞碰头处。据此可以判定,在发生脱扣事故后又发生了次生蓬盖事故。针对这一情况,工程技术人员采取用“先透后捞”的方法对蓬盖事故进行处理,即先用φ89mm的马蹄岩芯对蓬盖物进行透扫,然后下入菠箩钻头,对碰头处的脱扣口处进行钻洗,意在将此处的堵塞物质清除,以便于下一步的打捞工作。该蓬盖事故经过4趟钻,耗时20个小时,终于将蓬盖物顺利清除,使得脱扣事故得以解决。

5 结语

在正常施工过程中,井口处最大限度地不放杂物,在特殊施工过程中,对所使用的各种工具或者物品,要有专人看守或者用绳索将物品拴牢,预防发生杂物坠落井内。

坚决反对采用“干拧”卡芯的办法卡取岩芯,以免造成岩芯脱落,形成人为“架桥”而不得已进行透孔,为下一步的工作埋下安全隐患。

发生蓬盖事故后,要针对钻井的具体实际情况,制定出合理的处理方案和办法并制做合理的打捞工具。由于施工现场一般来说都是在野外,在施工现场制作特殊打捞工具时,一定要针对实际情况,考虑周到,预防造成新的次生事故。

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