i自然:千米之下的钻孔救援——甘肃煤田局庆阳资勘院处理陇东地区煤炭勘探项目复杂孔内事故纪实

摘要:今年5月初,陇东地区煤炭勘探项目钻探施工接近尾声、鏖战正酣。谁也没有想到,一口编号HK806的钻孔,会在千米之下遭遇一场罕见的“生死大考”:合作队伍绳索取心钻进至1205米时突发粘附卡钻,常规解卡手段接连失灵,反而诱发井壁大面积垮塌;随后一次操作失误,又使一根绳索钻杆坠入环状间隙,孔内形成相互交错的两段落鱼(钻井作业因事故意外落在井筒内物体的统称) 。处理事故历时一个月、险象环生,这口深孔几乎被判“死刑”。作为项目重要环节,该钻孔不得作报废处理,必须开展孔内事故处置。危急关头,甘肃煤田地质局庆阳资源勘查院

今年5月初,陇东地区煤炭勘探项目钻探施工接近尾声、鏖战正酣。谁也没有想到,一口编号HK806的钻孔,会在千米之下遭遇一场罕见的“生死大考”:合作队伍绳索取心钻进至1205米时突发粘附卡钻,常规解卡手段接连失灵,反而诱发井壁大面积垮塌;随后一次操作失误,又使一根绳索钻杆坠入环状间隙,孔内形成相互交错的两段落鱼(钻井作业因事故意外落在井筒内物体的统称) 。处理事故历时一个月、险象环生,这口深孔几乎被判“死刑”。作为项目重要环节,该钻孔不得作报废处理,必须开展孔内事故处置。危急关头,甘肃煤田地质局庆阳资源勘查院庆阳深地资源钻探技术创新中心提供技术支持,技术负责陈石与1井队井队长朱红旗临危受命,于6月5日带领自有钻探团队迎难而上,打响了一场技术与意志的攻坚战。

陇东地区煤炭勘探项目现场

陇东地区煤炭勘探项目现场

陈石(右二)和朱红旗(后排左一)在现场处理复杂孔内事故

陈石(右二)和朱红旗(后排左一)在现场处理复杂孔内事故

突发险情,千米深孔连遭重创

事故来得毫无征兆。当钻进至1205米绳索取心捞取内管接单根时,操作人员察觉上提下放钻具遇阻,判断钻具已被“粘”在井壁之上——即业内俗称的粘附卡钻。此种卡钻多因泥浆性能不佳,在渗透性地层形成厚泥饼,钻具在压差作用下紧贴井壁,犹如被“吸”住一般,单凭蛮力硬提只会越拉越紧。

原井队随即采取“冲、泡、震”等常规手段:大排量循环冲洗、注入解卡剂长时间浸泡、下击上震反复活动。然而,一连数日的处置不仅未能解卡,反而因为长时间的浸泡与反复扰动,使原本脆弱的井壁彻底失稳,安定组水敏性泥岩段发生大面积垮塌。垮塌物掩埋钻具,泥浆循环系统不能有效建立,情况迅速恶化。更为棘手的是,处置过程中又因操作失误,一根绳索钻杆意外坠入孔内环状间隙,自此孔内形成性质各异、相互牵连的两段落鱼,解卡难度陡增数倍。

消息传开,许多人摇头叹息。业内同行都清楚,类似的双段落鱼叠加井壁失稳事故,处置成功率极低,多数钻孔最终难逃报废命运。这个钻孔,牵动着项目的整体工期,牵动着投资,更牵动着全体参战人员的心。

科学研判,找准症结定“良方”

“越是危急,越要冷静。”陈石与朱红旗没有贸然行事,而是第一时间组织技术人员汇总钻时记录、岩屑录井、泥浆性能等资料,对事故成因进行“会诊”。

分析显示,事故层段主要穿越洛河组、安定组与直罗组地层,恰似3个“病灶”叠加:洛河组砂岩渗透性强,滤液易侵入、易形成厚而韧的泥饼,是粘附卡钻的直接诱因;安定组与直罗组泥岩则水敏性极强,遇水即膨胀、剥落、掉块,是井壁垮塌的根源所在。两相叠加,处理上稍有闪失便雪上加霜。基于此,技术团队确立了“先稳孔壁、再解卡具、后分段捞”的总体思路。

泥浆被列为“第一道防线”。技术团队针对性地提高泥浆密度,以平衡地层侧压力、支撑井壁;严格控制滤失量,减少滤液向泥岩的侵入渗透;同时加入抑制剂抑制泥岩水化膨胀,添加防塌润滑剂改善泥饼润滑性、降低摩擦系数,并全面启用固控设备,清除泥浆中的有害固相。一升一降之间,让井壁“立得住”、让钻具“动得了”。

打捞工艺则坚持“分而治之”。面对1200余米长段粘卡钻具,若试图整体套铣打捞,不仅提升能力难以企及,且极易再度卡钻。团队经过反复推演,制定了自下而上分段切割、逐段套铣、配合可退式捞矛打捞的组合工艺,计划实施9次切割,将连续落鱼分割为十段独立“短节”,逐一攻克。为防止切割后鱼顶(井下落物的顶部‌)偏移、捞矛偏出落鱼内壁,大家还自行设计加工了马蹄扣型扶正器加装在捞矛外部,相当于为捞矛装上了“引路器”,显著提高了抓取的可靠性。方案一次次论证、一次次完善,每一段切割深度都精确到米。

当机立断,冷静拆解“硬骨头”

然而,现实远比预想严酷。套铣打捞作业刚刚展开,次生事故便接踵而至。

第一次险情出现在套铣至1046米时——套铣钻头突然折断,遗留孔内。这无疑是雪上加霜。陈石与朱红旗现场会商,果断决定调整方案,在1047.5米处实施再次切割,先将上段落鱼提出孔口,随后下入丝锥,一举将折断钻头成功打捞上来。他们事后复盘,正是这份当机立断的冷静,避免了险情进一步扩大。

然而考验并未结束。就在一段落鱼上提过程中,落鱼竟发生二次坠落,重重砸坏了下部鱼顶。刚刚理顺的孔内秩序再度被打乱——鱼顶变形破损,将直接影响捞矛入鱼对接,若处理不当,此前成果可能功亏一篑。面对突发状况,团队没有慌乱,而是冷静研判、科学定策:下入磨鞋(专业井下工具)对破损断面进行反复修整、规圆,待鱼顶达到打捞条件后再行尝试。功夫不负有心人。这一次,落鱼终于被稳稳捞获。

就这样,在“切割—套铣—打捞—再遇险—再处置”的循环中,数十轮作业周而复始。每一趟下钻都如履薄冰,每一次起钻都牵动人心。井场上,技术人员紧盯泵压、悬重、扭矩的细微变化,钻工们常常连续奋战十几个小时,吃饭在钻台、休息在板房,只为抓住最佳处置时机。一次次化险为夷的背后,是科学研判的定力,更是临危不乱的底气。

攻坚收官,专业破局显担当

8月初,经过2个月的艰苦鏖战,孔内全部事故钻具被彻底清理干净,钻孔恢复了正常施工条件。当最后一段落鱼被提出井口、钻机重新响起平稳的钻进声时,井场上响起一片掌声。“这口一度被判‘死刑’的深孔,终于重获新生。”甲方现场负责人激动地说。

两个月来,朱红旗几乎寸步不离井口,每次下钻前都组织班前交底,逐项确认风险防控措施,把牢每一道作业关口;陈石则持续盯守参数变化,依据返砂情况、泵压波动实时优化泥浆性能与套铣参数,把一次次“临场经验”沉淀为可复制的“处置数据”。两人一前一后、一内一外,带领团队以科学的态度和顽强的意志,以专业破困局,以担当克万难。

这场胜利,不仅为项目挽回了巨额经济损失、守住了宝贵工期,更在实战中锤炼出一整套应对长段粘卡叠加双段落鱼等复杂工况的处理流程。从成因诊断到泥浆调控,从分段切割到工具创新,从险情预判到应急处置,庆阳深地资源钻探技术创新中心研究出的解决方案,为同类复杂孔内事故的处理提供了可借鉴、可复制的宝贵经验。

来源:i自然(自然资源部APP)

编辑/赵俊阳
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