郝曉圓

（中煤地華盛水文地質(zhì)勘察有限公司地熱分公司 邯鄲 056000）

某地熱勘探井設(shè)計井深4000米，四開結(jié)構(gòu)，目的層為薊縣系霧迷山組和高于莊組，旨在重點查明雄安新區(qū)深部碳酸鹽巖熱儲條件，該井在施工至3651.15米時，對霧迷山組上段進行抽水試驗，因一開泵室段套管破損，抽水泵在上提過程中發(fā)生落井事故，經(jīng)過磨銑受損套管、打撈落井水泵、補下一開套管、水泥固井的處理方案[1]，成功處理完成。

1 事故基本情況

該井設(shè)計井深4000米，三開完鉆井深為3651.15米，按照工程設(shè)計要求，需對薊縣系霧迷山組上段進行抽水試驗，在替漿、洗井結(jié)束之后，進入抽水階段，水泵型號為250QJ100-180/10，下深173米，127鉆桿做排水管。

試抽開始后，水位急劇下降，3分鐘后出水中斷，水位已下降至水泵進水口位置（171.7m），隨后停泵恢復(fù)水位，再次試抽時，3分鐘后再次出水中斷，繼續(xù)停泵恢復(fù)水位，第3次試抽時，抽水2分鐘后試水管線有細砂涌出，立即停泵并起泵，在上提3m后遇阻，無法上提下放（最大提升8噸），經(jīng)現(xiàn)場緊急協(xié)商，井筒內(nèi)灌入清水，繼續(xù)起泵，待鉆柱起出地面后發(fā)現(xiàn)水泵法蘭盤連接處斷裂，水泵掉落至井內(nèi)。

水泵掉落至井內(nèi)后，施工現(xiàn)場使用215.9mm鉆頭探孔，下至170m時遇阻，后鉆桿鏈接273.05mm錐形套管下至170m處同樣遇阻，再次使用127光鉆桿探孔時，可順利下鉆至二開鉆孔變徑位置，且無遇阻現(xiàn)象出現(xiàn)，經(jīng)現(xiàn)場探孔驗證及判斷，認為：

（1）井內(nèi)170米處泵室一開套管偏磨嚴重，管體受損，強度降低；

（2）試抽時水位急劇下降，套管內(nèi)外壓差失穩(wěn)，管體受損部位發(fā)生變形或破裂；

（3）水泵上提過程中，因懸重較小，指重表未能及時反映懸重變化，水泵遇卡，用力上提過程中將水泵拉斷，落入井內(nèi)。

事故發(fā)生后，現(xiàn)場及時進行技術(shù)討論，分析原因，擬定處理措施，確立了“全力處理事故井段，確保井內(nèi)順暢，最終實現(xiàn)勘探目的”的基本思路，制定了“磨銑受損套管、打撈落井水泵、補下一開套管、水泥固井”的事故處理方案。

2 事故處理過程

（1）準備階段

①在處理工具未到場之前，0-200m井段使用泥漿做封井處理[2]，每隔1天，下鉆循環(huán)泥漿，隨時觀測泥漿液面，若出現(xiàn)下降現(xiàn)象，及時補充泥漿，保持泥漿柱壓力。

②提前組合鉆鋌及扶正器，本次處理，鉆具組合采用處理工具+203鉆鋌×1根+308扶正器+203鉆鋌x1根+308扶正器+203鉆鋌×1根+308扶正器+631*410接頭+165鉆鋌+127鉆桿+方鉆桿。

③施工現(xiàn)場對泥漿泵、柴油機、鉆機等重要部位進行維護保養(yǎng)及檢修，確保在處理工具到場后，能夠運轉(zhuǎn)正常，加快處理井下事故。

除上述操作外，嚴禁進行其他任何井內(nèi)操作。

（2）磨銑受損套管

本次受損套管為泵室一開套管，型號為339.7×10.92mmJ55石油專用套管，套管內(nèi)徑317.86mm，處理工具選用300mm西瓜皮磨鞋，磨銑帶長600mm，處理期間，泥漿密度保持在1.08g/cm3，粘度上調(diào)至50-70s，失水控制在8以內(nèi)，動力采用柴油機轉(zhuǎn)速850轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤不高于59轉(zhuǎn)，泥漿泵更換130缸套；

下鉆時均勻送鉆，嚴禁頓放鉆具，以最高遇阻點為準，鉆壓1.5T，以穩(wěn)為主，不憋鉆不跳鉆為原則，修復(fù)期間隨時注意砂樣變化。

磨銑受損套管處理完畢。

（3）打撈水泵

井內(nèi)掉落水泵型號為250QJ100-180/10，落魚頂部最大直徑為250mm，本次打撈選用LT-T302可退式卡瓦打撈筒（螺旋卡瓦）[3]，最大打撈尺寸為254mm，滿足現(xiàn)場實際需求。打撈過程中撈柱采用原鉆具組合均勻下鉆，當下至魚頭頂部3米處（885.96米），緩慢下鉆，探至魚頭位置，旋轉(zhuǎn)撈柱，使落魚進入桶內(nèi)，緩慢下方，待落魚和螺旋卡瓦接觸后加壓，強迫落魚進入卡瓦，抓住落魚后，上提撈柱0.5米，猛剎車2次，確保落魚抓撈，然后均勻起鉆，起鉆過程中嚴禁使用轉(zhuǎn)盤卸扣，水泵打撈成功。

（4）補下一開套管

為保證井身質(zhì)量完整，確保后期施工正常進行，同時兼顧一開泵室段下泵要求，補下套管型號為273.05*8.95mm（J55）*586.21米 ，244.5*10.03mm（N80）*305.55米，套管下至預(yù)定層位后，采用內(nèi)插法水泥固井，水泥標號po42.5。

3 事故發(fā)生原因分析

（1）該井為地熱勘探井，井深較大（4000米），全孔定深取心，目標熱儲層每鉆進100m需取心，地層發(fā)生變化時需加密取心。其他層位每200m需取心。施工至3651.15米處時，已取芯15次，且鉆遇薊縣系霧迷山組燧石條帶白云巖、巨厚層白云巖，地層較硬，可鉆性差，上述影響因素導(dǎo)致起下鉆較為頻繁（更換鉆頭或組合取芯鉆具），上下鉆過程中鉆頭及鉆具始終沿某一側(cè)套管壁上下摩擦，導(dǎo)致套管受傷或偏磨嚴重，強度變低；

（2）鉆進過程中，井筒內(nèi)一直保持滿眼泥漿，地層壓力與井筒內(nèi)壓力較為平衡，在試抽水前進行了清水洗井，開始抽水后，井筒內(nèi)水位急劇下降，導(dǎo)致井壁管內(nèi)外壓差失穩(wěn)，地層壓力瞬間作用于套管之上，套管受傷部位受地層擠壓，發(fā)生變形或破裂；

（3）起泵遇阻后，現(xiàn)場施工人員沒能仔細分析套管內(nèi)遇阻原因，大力提升，操作不當，導(dǎo)致水泵法蘭盤處斷裂，發(fā)生落井事故。

4 經(jīng)驗教訓(xùn)

（1）雄安新區(qū)地熱勘查井在施工過程中，因鉆井深度大、鉆遇地層堅硬、取芯次數(shù)多，導(dǎo)致起下鉆較為頻繁，在施工過程中應(yīng)防斜打直，保證井身軌跡質(zhì)量滿足設(shè)計要求，同時所選用鉆頭的類型、尺寸應(yīng)與所鉆地層、孔徑相適應(yīng)，遇鉆頭選型不合適要及時更換，縮短施工時間。

（2）井內(nèi)發(fā)生事故時，正確的選用處理工具能夠有效的縮短事故處理時間，減少經(jīng)濟損失。

①西瓜皮磨鞋修復(fù)變形或破損的套管效果較好，能夠為后期打撈落魚打通通道。

②可退式卡瓦打撈筒具有載荷大、安全可靠等特點，端部的銑鞋能夠修整落魚的飛邊破口，有助于落魚順利進入撈桶。

（3）施工現(xiàn)場按章操作能夠有效避免井內(nèi)事故的發(fā)生，在起鉆過程中要隨時注意懸重的變化，嚴禁大力提升，套管內(nèi)遇阻要認真分析遇阻原因，情況不明確時可使用井下電視實際查看，事故處理要做到了解事故原因，制定專項處理方案，使用專門的處理工具，快速高效的完成處理，將損失降至最低。