卡钻事故的分析与处理

2023-02-17

一、前言

油水井在生产或修井作业过程中由于各种原因造成井下管柱不能自由活动的现象, 称为卡钻。修井作业过程中的卡钻事故按类别大致可分为砂卡、水泥卡、落物卡、套损卡四种类型, 一旦发生卡钻, 则必须进行正确的判断分析, 找出卡钻的真正的原因, 然后采取正确、有效的处理措施及时解卡, 避免事故进一步恶化。

二、卡钻的原因分析

1. 砂卡

砂卡的原因有: (1) 油水井在生产过程中, 油层中的砂子在生产压差的作用下随着油流进入套管内, 逐渐沉淀而使砂面上升, 埋住井下管柱, 造成砂卡; (2) 冲砂时泵的排量不足, 使井筒内液体上返速度过小, 不能将砂子带至地面, 倒罐或接单根时, 砂子下沉, 造成砂卡; (3) 压裂管柱下的过深, 砂比大、压裂后放喷无控制, 填砂作业砂比大、未持续活动管柱也可能造成砂卡。

2. 水泥卡

水泥卡的原因很多, 可归纳为: (1) 井内注灰管柱深度或顶替量计算错误, 反冲洗不干净、注灰后没有及时上提油管至预计候凝位置造成水泥卡钻; (2) 憋压法挤水泥时未检查上部套管破损情况, 水泥浆从上部套管破损位置返出, 造成水泥卡钻; (3) 使用水泥型号不符合设计要求、催凝剂用量过大, 造成水泥浆在施工过程中凝固; (4) 井下温度过高, 对水泥将未加处理, 或井下遇到低压盐水层, 使水泥浆性能变坏, 过早凝固。

3. 落物卡

落物卡的原因也很多, 可归纳为: (1) 下井工具质量差, 强度低; (2) 井口未装防落物保护装置; (3) 施工人员责任心不强; (4) 不严格按操作规程施工。

4. 套损卡

套损卡的原因有: (1) 构造运动、地震、蒸汽吞吐等原因造成套管错断、损坏、弯曲变形发生卡钻; (2) 对井下套损情况掌握不清, 误将工具下到套管破损处, 造成卡钻; (3) 井下作业及增产措施施工中, 操作或措施不发也会造成套管损坏而卡钻。

三、卡钻事故的处理

一旦发生卡钻事故, 切不可盲目操作, 以免卡钻事故更加严重, 应认真分析研究, 确定卡钻事故的原因, 遇卡位置及类型, 及时处理。

测卡

卡钻事故发生后应首先确定卡点位置即测卡, 修井作业过程中常用的测卡方法有两种:提拉法测卡和测卡仪测卡。 (1) 提拉法测卡:先上提钻具, 使其上提拉力比卡钻前悬重大些, 记下这时的拉力P1, 并且井口管柱沿套管四通法兰上平面作记号λ1;再用比第一次上提拉力大20-30KN的力上提管柱, 同样记录下拉力P2和管柱上的记号λ2;然后再用比第二次上提拉力大20-30KN的力上提管柱, 同样记录下拉力P3和管柱上的记号λ3。记录三次上提拉力的平均值 (P1+P2+P3) /3记为△P, 三次上提管柱伸长量的平均值 (λ1+λ2+λ3) /3记为△λ, 然后根据提拉法测卡点公式L=K△P/△λ (K值可在修井手册中根据钻具的几何尺寸及材料查得) 计算出卡点位置。 (2) 测卡仪测卡点是将仪器下到预计卡点以上某一位置后, 自上而下逐点测拉伸与扭矩变化, 卡点位于无应变到有应变的显著变化位置。测卡仪能精确地测出2.54×10-3mm的应变值, 二次仪表能准确地接收、放大且明显地显示在仪表盘上, 从而测出卡点。

解卡

解卡的方法有很多种, 修井作业过程中常用的解卡方法有:憋压恢复循环法解卡、内冲管冲砂解卡、大力提拉活动法解卡、长时间悬吊法解卡、震动法解卡、套铣法解卡、倒扣法解卡、磨铣法解卡、爆炸松扣法解卡等。

1. 憋压恢复循环法解卡

憋压恢复循环法解卡主要用于解除砂卡, 具体方法是发现砂卡后, 争取时间开泵循环, 如循环不起来, 可用从油管憋压的方法, 边上下活动管柱, 边油管憋压, 如能憋开, 则可解除卡钻。

2. 内冲管冲砂解卡

当油管内外全部被砂子埋死, 无法循环时, 可以从油管内下入小直径的冲管, 在油管内进行循环冲洗, 以解除砂卡。

3. 大力提拉活动法解卡

当井下管柱或工具遇卡时间不长, 或遇卡不很严重时, 应分析遇卡原因, 根据井架及设备允许负荷条件, 对管柱进行大力提拉活动, 或快速下放冲击, 使卡点脱开, 此种解卡方式适用于一般轻度砂卡、盐卡、蜡卡。

4. 长时间悬吊法解卡

长时间悬吊法解卡适用于封隔器胶皮膨胀、胶皮块落井卡钻, 在这种施工过程中, 在井口给管柱合适的拉力, 使卡点处于受拉状态, 然后注意观察指重表悬重变化, 如果悬重缓慢下降, 则说明胶皮正在蠕动, 应继续补充拉力, 迫使蠕变继续, 直至解卡。

5. 震动法解卡

震动法解卡是利用上击器、下击器、加速器等震类工具, 在卡点附近制造一定频率的震击, 从而使被卡管柱解卡。

6. 套铣法解卡

套铣法解卡法主要用于处理水泥卡, 有时也用于处理裸眼卡钻, 具体做法是:首先将卡点以上管柱、工具捞净, 然后用套铣筒套铣油、套环空的水泥环或被卡管柱和井壁之间的环空, 使被卡管柱解卡。

7. 倒扣法解卡

倒扣法解卡是在找出卡点准确位置以后, 使用反扣钻杆配合相应的反扣打捞工具, 进行倒扣作业, 倒出卡点以上工具或管柱的方法。大多数情况下倒扣是解卡的辅助技术, 倒扣本身并不能解卡, 只有以倒扣取套的方式将套管和卡在套管里的油管一起取出时倒扣才能解卡。

8. 磨铣法解卡

当套管内径小或被卡管柱无法打捞时, 可用磨鞋将水泥环和被卡管柱连同水泥环一起磨掉。磨铣时磨鞋上部应接扶正器, 磨铣一段时间后, 可用磁力打捞器或反循环打捞篮捞净碎铁屑, 然后现继续磨铣。

9. 爆炸松扣法解卡

当常规解卡方法无效或管柱卡点很深, 处理起来费时费力, 可以采用爆炸松扣法解卡将卡点以上管柱一起起出。简单操作方法:在测卡点后, 先将管柱上紧, 将测卡仪的爆炸杆对正卡点以上管柱的第一个接箍处, 按330m转动四分之三圈的经验数据反向旋转管柱, 然后接通电源引爆爆炸杆, 高压爆炸波瞬间释放能量, 被卡管柱炸断或炸脱。