雄安新区某地热勘探井水泵落井事故处理及补救办法

郝晓圆

（中煤地华盛水文地质勘察有限公司地热分公司 邯郸 056000）

某地热勘探井设计井深4000米，四开结构，目的层为蓟县系雾迷山组和高于庄组，旨在重点查明雄安新区深部碳酸盐岩热储条件，该井在施工至3651.15米时，对雾迷山组上段进行抽水试验，因一开泵室段套管破损，抽水泵在上提过程中发生落井事故，经过磨铣受损套管、打捞落井水泵、补下一开套管、水泥固井的处理方案[1]，成功处理完成。

1 事故基本情况

该井设计井深4000米，三开完钻井深为3651.15米，按照工程设计要求，需对蓟县系雾迷山组上段进行抽水试验，在替浆、洗井结束之后，进入抽水阶段，水泵型号为250QJ100-180/10，下深173米，127钻杆做排水管。

试抽开始后，水位急剧下降，3分钟后出水中断，水位已下降至水泵进水口位置（171.7m），随后停泵恢复水位，再次试抽时，3分钟后再次出水中断，继续停泵恢复水位，第3次试抽时，抽水2分钟后试水管线有细砂涌出，立即停泵并起泵，在上提3m后遇阻，无法上提下放（最大提升8吨），经现场紧急协商，井筒内灌入清水，继续起泵，待钻柱起出地面后发现水泵法兰盘连接处断裂，水泵掉落至井内。

水泵掉落至井内后，施工现场使用215.9mm钻头探孔，下至170m时遇阻，后钻杆链接273.05mm锥形套管下至170m处同样遇阻，再次使用127光钻杆探孔时，可顺利下钻至二开钻孔变径位置，且无遇阻现象出现，经现场探孔验证及判断，认为：

（1）井内170米处泵室一开套管偏磨严重，管体受损，强度降低；

（2）试抽时水位急剧下降，套管内外压差失稳，管体受损部位发生变形或破裂；

（3）水泵上提过程中，因悬重较小，指重表未能及时反映悬重变化，水泵遇卡，用力上提过程中将水泵拉断，落入井内。

事故发生后，现场及时进行技术讨论，分析原因，拟定处理措施，确立了“全力处理事故井段，确保井内顺畅，最终实现勘探目的”的基本思路，制定了“磨铣受损套管、打捞落井水泵、补下一开套管、水泥固井”的事故处理方案。

2 事故处理过程

（1）准备阶段

①在处理工具未到场之前，0-200m井段使用泥浆做封井处理[2]，每隔1天，下钻循环泥浆，随时观测泥浆液面，若出现下降现象，及时补充泥浆，保持泥浆柱压力。

②提前组合钻铤及扶正器，本次处理，钻具组合采用处理工具+203钻铤×1根+308扶正器+203钻铤x1根+308扶正器+203钻铤×1根+308扶正器+631*410接头+165钻铤+127钻杆+方钻杆。

③施工现场对泥浆泵、柴油机、钻机等重要部位进行维护保养及检修，确保在处理工具到场后，能够运转正常，加快处理井下事故。

除上述操作外，严禁进行其他任何井内操作。

（2）磨铣受损套管

本次受损套管为泵室一开套管，型号为339.7×10.92mmJ55石油专用套管，套管内径317.86mm，处理工具选用300mm西瓜皮磨鞋，磨铣带长600mm，处理期间，泥浆密度保持在1.08g/cm3，粘度上调至50-70s，失水控制在8以内，动力采用柴油机转速850转，转盘不高于59转，泥浆泵更换130缸套；

下钻时均匀送钻，严禁顿放钻具，以最高遇阻点为准，钻压1.5T，以稳为主，不憋钻不跳钻为原则，修复期间随时注意砂样变化。

磨铣受损套管处理完毕。

（3）打捞水泵

井内掉落水泵型号为250QJ100-180/10，落鱼顶部最大直径为250mm，本次打捞选用LT-T302可退式卡瓦打捞筒（螺旋卡瓦）[3]，最大打捞尺寸为254mm，满足现场实际需求。打捞过程中捞柱采用原钻具组合均匀下钻，当下至鱼头顶部3米处（885.96米），缓慢下钻，探至鱼头位置，旋转捞柱，使落鱼进入桶内，缓慢下方，待落鱼和螺旋卡瓦接触后加压，强迫落鱼进入卡瓦，抓住落鱼后，上提捞柱0.5米，猛刹车2次，确保落鱼抓捞，然后均匀起钻，起钻过程中严禁使用转盘卸扣，水泵打捞成功。

（4）补下一开套管

为保证井身质量完整，确保后期施工正常进行，同时兼顾一开泵室段下泵要求，补下套管型号为273.05*8.95mm（J55）*586.21米 ，244.5*10.03mm（N80）*305.55米，套管下至预定层位后，采用内插法水泥固井，水泥标号po42.5。

3 事故发生原因分析

（1）该井为地热勘探井，井深较大（4000米），全孔定深取心，目标热储层每钻进100m需取心，地层发生变化时需加密取心。其他层位每200m需取心。施工至3651.15米处时，已取芯15次，且钻遇蓟县系雾迷山组燧石条带白云岩、巨厚层白云岩，地层较硬，可钻性差，上述影响因素导致起下钻较为频繁（更换钻头或组合取芯钻具），上下钻过程中钻头及钻具始终沿某一侧套管壁上下摩擦，导致套管受伤或偏磨严重，强度变低；

（2）钻进过程中，井筒内一直保持满眼泥浆，地层压力与井筒内压力较为平衡，在试抽水前进行了清水洗井，开始抽水后，井筒内水位急剧下降，导致井壁管内外压差失稳，地层压力瞬间作用于套管之上，套管受伤部位受地层挤压，发生变形或破裂；

（3）起泵遇阻后，现场施工人员没能仔细分析套管内遇阻原因，大力提升，操作不当，导致水泵法兰盘处断裂，发生落井事故。

4 经验教训

（1）雄安新区地热勘查井在施工过程中，因钻井深度大、钻遇地层坚硬、取芯次数多，导致起下钻较为频繁，在施工过程中应防斜打直，保证井身轨迹质量满足设计要求，同时所选用钻头的类型、尺寸应与所钻地层、孔径相适应，遇钻头选型不合适要及时更换，缩短施工时间。

（2）井内发生事故时，正确的选用处理工具能够有效的缩短事故处理时间，减少经济损失。

①西瓜皮磨鞋修复变形或破损的套管效果较好，能够为后期打捞落鱼打通通道。

②可退式卡瓦打捞筒具有载荷大、安全可靠等特点，端部的铣鞋能够修整落鱼的飞边破口，有助于落鱼顺利进入捞桶。

（3）施工现场按章操作能够有效避免井内事故的发生，在起钻过程中要随时注意悬重的变化，严禁大力提升，套管内遇阻要认真分析遇阻原因，情况不明确时可使用井下电视实际查看，事故处理要做到了解事故原因，制定专项处理方案，使用专门的处理工具，快速高效的完成处理，将损失降至最低。