序言:
一口水平井,井斜已经52度,方位在水平井的连线方向上。此段为增斜段,多次钻具组合的调整就为了正钻轨迹符合设计轨迹。然而在更换钻具组合下到底后,出现了两趟钻“堵水眼”的现象,第一次运气好顶开,而第二次被迫起钻。
正文:
水平井在三开的时候,不管你的井斜有多小,只要方位不与AB两靶的连线方位垂直,你就得起钻扭方位至AB垂线上,这也是出于水平井轨迹的控制。
第一趟钻下到底后,单凡尔开泵顶时,钻具内的泥浆灌满的速度缓慢,由于操作的耐心不够,用另一台泵3凡尔灌浆,待水龙带跳动后,再倒回单凡尔开泵。泵压上升2MPa不回,再次顶泵至5MPa泵压不降,采取泵房放回水倒低压的形式,下砸钻具。其原理就是利用U型管原理,利用下砸钻具产生较高的激动压力来顶松被堵塞的水眼,下砸两次后,倒回高压。单凡尔开泵,观察泵压下降情况,活动转盘甩动钻具。反复操作,泵压略微下降,且副度一次比一次有所增加。最后直接泵压憋至8MPa,指针突然回落,水眼蹩开。立即建立单凡尔循环,待一段时间后,泵压稳定再三凡尔正常循环。
第一次处理“堵水眼”耗时30多分钟,反复的尝试,“水眼”的积砂在多次操作下顶松,顶开。第二次下钻吸取第一次的教训,提前4柱开泵,三凡尔灌满钻具,三凡尔开泵,泵压直接蹩到5MPa不回。间断放回水,下砸钻具,操作者在感觉几次操作没有立竿见影的效果,采取极端的方法一次蹩压至18MPa,试图大泵压强行蹩开被堵的“水眼”,造成了无力回天的效果。也就是这样,让我们重新思考了什么是“堵水眼”。
一般来讲,很多人认为,“堵水眼”是堵的钻头水眼。其实当我们带入螺杆钻具后,下钻进入钻头水眼的泥浆,或者下钻过程中的激动压力不足以推动螺杆的定子倒转。这是由于螺杆定向与转子的设计方式决定的。再加上牙轮钻头的喷嘴要比PDC钻头的喷嘴高,钻头中本身存满泥浆,在激动压力下无法压缩再次进入些粘土、钻屑。如这口井,已经将易垮、易膨胀的地层封死,且中途顶水眼正常,下部地层稳定,堵钻头水眼的几率很低。
在第二趟起钻过程中,钻具一直起到井口都是喷泥浆严重,其量丝毫不减。那么是否是螺杆的旁通阀堵死呢?
螺杆的旁通阀在螺杆不工作的状态下,一直是打开状态,它的开口一直是径向面对井壁。在下钻过程即使有一侧压入低边井壁堵死,那另一侧的窗口也不应堵死,一般旁通阀失效都是因为旁通阀压下后无法弹起,而本口井使用的是新螺杆,而且牌子过硬,在历史上没有出现过关于旁通阀的故障。
不是钻头水眼堵,也不是旁通阀失效,而起钻的过程中柱柱喷,只有可能是定向仪器限流环处被堵。从起钻出的仪器上来,就是压实的砂将仪器的入口埋死。
图1 堵在定向仪器垫块中的细砂
从上图可以看出,有些细砂在蹩压的情况下,已经压成仪器内体积的形状。这也说明,在不确切井下的状况下,不到万不得已不要使用大泵压憋开水眼。
图2 掏定向接头内的沉砂
取出仪器的垫块后,仪器的提升短节无法伸入取出仪器。人为的掏干净内筒,方便提升短节的作业。
图3 取出的涡轮发电部分拆解图
从图上看出,正对我们的是定向仪器用来传输信号的脉冲头,钻具中的泥浆要通前面的环中过。在整个拆卸的过程中,也就是在这块被埋死。
那么,此次堵“水眼”全过程,包括上次运气好而顶开的第一趟钻,钻具在中途循环的过程中,仪器信号、泵压皆为正常。而在过井斜、方位变化较大的井段时,根据U型管原理,由于钻具内大段未灌浆,环空中的泥浆由旁通阀进入钻具内,而在现场下钻的过程中,几乎每柱都返浆,其实这返到泥浆罐中的浆未必就完全就是钻具排除的体积,有一部分倒吸至钻具内,由于下钻钻具内敞口,未能感觉到泵压的变化,在加上井底井壁不规整,有缩径的井眼,在钻具快速通过时,泥浆来不急因排出钻具所占体积的泥浆过类似锁喉段时,泥浆被吸入钻具内,待接立柱时,发现环空液面下降。加上在大井斜下,低边旁通阀在此情况下,吸入井壁上细砂,或者本身井底细砂浓度高,造成定向仪器段附近细砂,细小的岩屑多。加上开泵者采取三凡尔顶泵,一次性将定向仪器限流环处堵死,类似于常规钻具在钻进细砂浓度高的井段,要求开泵不能过猛。
总结:
1、井斜过大,井较深,且起钻前并未充分循环的情况下,坚持用单凡尔来顶水眼,待顶通正常后,在三凡尔循环。
2、在“堵水眼”的轻微期,有耐心的尝试松动沉砂部位的细砂,不要有一瞬间就摆平复杂的想法,坚持正确的操作最终能解决眼前的复杂。