粘附、压差卡钻事故的预防及处理

钻井作业卡钻事故的预防判断和处理川东钻探公司2002．7钻井中卡钻事故的预防判断和处理钻井工程是一项极其复杂的工程，在钻进不断加深井眼的过程中，由于地质构造的复杂和不可预见的因素，钻井液性能与井内情况的不吻合及其致后性，措施不当，检查不严，操作不慎等原因都有可能造成钻井事故的发生。

卡钻是经常发生的事故之一。

如果操作得当，对井内的情况作出恰如其分的分析，就能得出准确的结论，从而采用正确的处理方法避免卡钻事故的发生。

所谓卡钻就是钻具在井内不能自由活动的现象。

钻井工作者必须努力避免卡钻事故的发生，采取预防卡钻的措施。

一、减小卡钻风险的措施1、保持稳定的泥浆性能，不能向泥浆内冲水，处理泥浆要均匀、幅度不要过大。

2、钻进后接单根开泵上提(上提时最好不影响泵压)，提出方钻杆后摘泵，接单根后先开泵再上提钻具，如果接单根时间长应活动转盘以活动钻具。

3、钻具静止一段时间后应先转动或者下放后再上提。

4打捞钻具：扣造牢后，先想法开通泵，如不能开通泵则将钻具提至井内悬重，在安全扭转范围内大力转动力争倒划眼解除，一般不可强力上提。

5、钻进中注意排量和泵压变化，防剌钻具剌垮井壁。

6、起钻前充分循环泥浆，如有垮塌物返出，需调整好泥浆性能方可起钻。

7、严格控制起下钻速度，防起钻抽塌井和下钻压漏井后造成地层坍塌，特别是当钻具结构改变后防突然遇阻造成卡钻。

8、起钻中按规定及时灌够泥浆，防地层坍塌。

9、手工具不能放在转盘上，要求井口人员随时检查井口工具和盖好井口，防落物入井。

10、起钻遇卡不超过原悬重100千牛，起钻遇卡则向下放钻具，力争一次击掉，待恢复悬重后再活动采取循环或倒划眼措施解除；下钻遇阻不低于原悬重50千牛，如遇阻则上提钻具，待悬重上升再恢复原悬重后，倒单根，采取划眼措施，不可强行下压钻具。

11、钻具在裸眼内要随时活动，不能长时间静止。

12、如使用悬浮能力差的泥浆，钻进中突然井漏（甚至失返），上提遇卡，可考虑倒划眼解除，不可大力上提，提卡死钻具。

一、背景粘附卡钻是指在钻孔作业中，钻头与孔壁发生粘附现象，导致钻头无法正常旋转，严重时甚至会造成钻头断裂、钻杆弯曲等事故。

为保障钻孔作业安全，提高作业效率，特制定本应急预案。

二、组织机构及职责1. 事故应急指挥部（1）总指挥：负责组织、协调、指挥粘附卡钻事故的应急处理工作。

（2）副总指挥：协助总指挥开展工作，负责现场指挥、协调、调度。

（3）各成员单位：负责各自职责范围内的应急工作。

2. 应急救援小组（1）现场救援组：负责现场救援、人员疏散、设备抢修等工作。

（2）医疗救护组：负责伤员救治、现场医疗救护等工作。

（3）物资保障组：负责应急物资的采购、调配、发放等工作。

（4）通讯联络组：负责应急信息的收集、传递、报告等工作。

三、应急处置流程1. 发生粘附卡钻事故时，现场作业人员应立即停止作业，报告事故情况。

2. 事故应急指挥部接到报告后，立即启动应急预案，组织应急救援小组开展救援工作。

3. 现场救援组：（1）迅速到达事故现场，对现场进行警戒，防止无关人员进入。

（2）评估现场情况，确定救援方案。

（3）采取合适的方法，如增大钻头转速、调整钻具角度等，尝试解除粘附卡钻。

（4）如尝试失败，立即停止作业，报告事故应急指挥部。

4. 医疗救护组：（1）对受伤人员进行初步检查，判断伤情。

（2）根据伤情，采取相应的救治措施。

（3）对伤员进行现场救护，必要时进行紧急转送。

5. 物资保障组：（1）根据救援需要，及时调配应急物资。

（2）确保救援物资供应充足，满足救援工作需求。

6. 通讯联络组：（1）及时收集、传递、报告事故应急信息。

（2）确保应急通讯畅通，确保救援工作有序进行。

四、注意事项1. 在救援过程中，要确保人员安全，避免发生次生事故。

2. 严格按照救援方案进行操作，确保救援工作高效、有序。

3. 对事故原因进行分析，总结经验教训，制定预防措施。

4. 加强应急救援队伍的培训和演练，提高应急救援能力。

五、总结粘附卡钻事故应急预案的制定，旨在提高钻孔作业的安全性，确保作业人员生命财产安全。

卡钻的预防与处理卡钻是指在钻井作业中，钻头和井壁之间由于不当操作或突发情况而导致钻头停滞、无法继续钻进的现象。

卡钻的发生不仅会延误钻井进度，还可能导致设备损坏、人员伤亡等严重后果。

因此，预防和处理卡钻情况是钻井作业中必须高度重视的问题。

本文将从预防和处理两个方面进行探讨，以帮助读者更好地了解和应对卡钻问题。

一、预防卡钻1. 检查井口情况：在开始钻井前，必须对井口情况进行仔细检查。

包括但不限于井口钻柱、钻井液、固井材料等相关设备和物料的检查，确保其完好无损，避免出现设备故障导致卡钻。

2. 控制钻井液性能：钻井液是钻井作业中重要的辅助设备，其性能直接影响到钻井效果和安全。

要注意控制钻井液的密度、黏度、过滤性能等指标，确保满足钻井要求，避免因钻井液性能不佳而导致卡钻。

3. 合理选择钻头：钻头的选择要根据井下地质情况、井深、井径等因素进行合理判断。

选用适当的钻头材质、结构和规格，以提高钻头的钻进效果和使用寿命，减少卡钻的发生。

4. 注意井壁稳定性：在钻井过程中，井壁的稳定性是非常重要的，要及时采取措施防止井壁塌方。

使用防塌剂、合理控制钻进速度等方法，保持井壁稳定，减少卡钻的风险。

5. 控制钻进参数：包括钻进速度、压力、转速等参数的控制，要根据具体情况进行调整。

不能盲目追求钻进速度，要考虑地质条件和井壁稳定性等因素，避免因过快的钻进速度而导致卡钻。

二、处理卡钻1. 停井处理：一旦发生卡钻，要立即停止钻进操作，停止钻机的运转，确保安全。

在停井的同时，需与井面配合，及时通报有关部门，准备处理卡钻的相关设备和工具。

2. 确定卡钻原因：在处理卡钻的过程中，要根据具体情况，找出卡钻的原因。

可以通过地质分析、检查钻具和井身情况等方法，确定卡钻的具体原因，为后续的处理工作提供指导。

3. 选择合适的处理方法：根据卡钻的原因和情况，选择合适的处理方法。

比如使用振动工具、爆破器具、钻井液冲击等方法，解决钻头卡住的问题。

同时，根据具体情况，可以采用反转钻进、冲洗、割断管柱等方法来解决卡钻问题。

卡钻的预防和处理钻井过程中，常因地层条件复杂，泥浆性能不行及技术措施不当等缘故，使钻具陷在井内不能自由活动的现象，称为卡钻。

卡钻是常见的钻井事故之一。

若对发生卡钻的缘故判定不准，处理不当，就会拖延钻井时刻，白费大量的人力物力，甚至造成事故恶化与被迫报废油气井。

因此，我们应该认真对待卡钻事故，作好预防工作，杜绝或尽量减少卡钻事故的发生；把握处理卡钻的先进工具及工艺技术，一旦发生卡钻应能迅速、有效的加以解除，确保安全钻进。

一.各种卡钻的缘故、现象和预防1、泥饼粘附卡钻（压差卡钻或泥饼卡钻）在渗透性地层中钻进时，因井内泥浆在压差的作用下，泥浆中的水渗透到地层中，在井壁上形成泥饼，钻进中，由于井眼不可能完全垂直，当井内钻具静止不动时，在井下压差作用下，钻具的一些部位贴向井壁，与井壁泥饼紧密结合（陷于泥饼中），同时井内压差连续进一步使钻具向井壁压得更紧，由此而产生得卡钻称为泥饼粘附卡钻。

井壁的泥饼与钻具间又有较大的摩擦系数，形成庞大的摩擦力，钻具活动遇到专门大的阻力，这确实是形成泥饼卡钻的缘故。

这种卡钻与钻具和泥饼之间磨阻系数，泥饼与钻具接触面积，泥浆液柱压力和地层压力之差等项因素有关。

泥饼的磨阻系数越大，泥饼与钻具的接触面积越大，泥饼液柱压力和地层压力之差越大，就卡得越紧，而泥饼与钻具的接触面积是随钻具在井内泥浆的静止时刻的增加，而钻井时所使用泥浆的比重是依照地层压力来确定的，为了平稳下部高压层使用重泥浆钻井时，便会在上部低压或正常压力地层产生专门高的压差；或者为了上部高压层使用重泥浆钻开下部正常压力地层或低压地层时，也会产生专门大的压力差。

泥饼磨阻系数与泥饼质量.，固体颗粒的种类如粘土、重晶石粉、岩屑的比例、多少、颗粒的大学及颗粒分布等有关。

如井下泥浆性能不行，失水量大、泥饼厚、泥浆净化差、固相含量大、颗粒分布不平均的条件下，若不活动钻具，在专门短时刻即可能发生泥饼粘附卡钻。

这种卡钻现象使钻具上提下放困难，且活动钻具的范畴随时刻的增加越来越小，不能转动；能开泵循环，甚至能大排量洗井，而且泵压正常。

钻井事故--卡钻的预防及处理钻井过程中，由于各种原因造成的钻具陷在井内不能自由活动的现象，称为卡钻。

主要有键槽卡钻、沉砂卡钻、井塌卡钻、压差卡钻、缩径卡钻、落物卡钻、砂桥卡钻、泥包卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。

地层构造情况、钻井液性能不良、操作不当等都可能造成卡钻，必须针对具体情况进行分析，以便有效的解卡。

1卡钻的类型及预防措施1.1键槽卡钻键槽卡钻多发生在硬地层中，井斜或方位变化大，形成了狗腿的地方。

钻进时，钻柱紧靠狗腿段旋转，起下钻时钻柱在狗腿井段上下拉刮，在井壁上磨出一条键槽，起钻时钻头拉入键槽底部被卡住。

键槽卡钻特征是下钻不遇阻，钻进正常，泵压也正常，但起钻到狗腿处常遇卡。

随着井深的增加而愈加严重；能下放但不能上提，严重时可能卡死。

预防键槽卡钻的发生，首先得确保井眼质量，避免出现大斜度狗腿段；起钻时或再次下钻时应在键槽井段反复划眼，及时破坏键槽，并在起钻到键槽井段时要低速慢起，平稳操作，严禁使用高速起钻。

1.2沉砂卡钻在使用粘度小、切力小的钻井液钻进时，由于其悬浮携带岩屑的能力差，稍一停泵岩屑就会沉下来，停泵时间越长，沉砂就越多，严重时可能造成下沉的岩砂堵死环空，埋住钻头与部分钻柱，形成卡钻。

此时若开泵过猛还会憋漏地层，或卡的更紧。

沉砂卡钻的表现是：重新开泵循环，泵压很高或憋泵；上提遇卡，下放遇阻且钻具的上提下放越来越困难，转动时阻力很大甚至不能转动。

其表现是接单根或起钻卸开立柱后，钻井液喷势很大。

为了预防沉砂卡钻，应确保钻井液的性能满足清岩和悬浮岩屑的要求，随时做好设备和循环系统的检查维护，在因故停止钻进时，避免停止井内循环；缩短接单根时间，在发现泵压升高及岩屑返出量较小时要控制钻速，加大排量洗井，停泵前要将钻具提离井底并随时活动钻具。

1.3井塌卡钻在吸水膨胀的泥、页岩，胶结不好的砾岩砂岩等地层，在钻进或划眼过程中发生较多。

主要原因是由于钻井液的失水量较大，浸泡地层的时间较长；钻井液密度小，或起钻未及时灌钻井液以及抽吸作用使井壁产生坍塌而造成卡钻。

卡钻的预防和处理一、卡钻的预防措施1. 定期检查和维护设备：定期检查设备的工作状态和零部件的磨损情况，及时更换磨损严重的部件，确保设备运行平稳。

2. 加强操作人员培训：对操作人员进行全面的培训，包括设备操作规程、安全操作要求等，提高操作人员的安全意识和技能水平。

3. 提供必要的个人防护装备：为操作人员提供适当的个人防护装备，如安全帽、防护眼镜、防护手套等，确保他们在操作过程中的安全。

4. 设立安全警示标识：在设备周围显眼的位置设置安全警示标识，提醒操作人员注意安全，警惕卡钻的发生。

5. 定期进行安全演习：定期组织安全演习，模拟卡钻事故的发生，让操作人员熟悉应急处理流程，提高应对突发事故的能力。

6. 加强设备维护保养：定期对设备进行维护保养，清洁设备表面，及时清理设备内部的积尘和杂物，确保设备的正常运行。

二、卡钻的处理方法1. 停止设备运行：一旦发现卡钻事故，立即停止设备运行，切断电源或其他能源，防止事故进一步扩大。

2. 紧急救援：立即向紧急救援人员报警，并按照救援人员的指示进行应急处理，确保伤者的安全。

3. 切勿强行拔出卡钻物：在处理卡钻事故时，切勿强行拔出卡钻物，以免加重伤害。

应根据实际情况，采取适当的处理方法。

4. 寻求专业帮助：在处理卡钻事故时，应及时寻求专业人士的帮助，如设备维修人员或相关技术人员，确保正确处理事故。

5. 记录事故过程：对卡钻事故的发生过程进行详细记录，包括事故发生的时间、地点、伤者情况等，以便后续的事故调查和处理。

6. 安全检查和维修：在卡钻事故处理完毕后，对设备进行全面的安全检查和维修，排除隐患，确保设备的安全运行。

三、卡钻事故的案例分析某工厂的一台钻床发生了卡钻事故，造成了一名操作人员的手指受伤。

经过调查分析，事故的原因主要有以下几点：1. 设备维护不及时：钻床的一些关键部件由于长时间没有维护更换，导致磨损严重，增加了卡钻的风险。

2. 操作人员安全意识不强：操作人员对卡钻事故的预防和处理知识掌握不足，对设备的安全操作要求没有完全遵守。

粘吸卡钻也叫压差卡钻是钻井过程中最常见的卡钻事故。

最容易卡住的是钻铤，由于钻柱失去了活动的自由，卡点可能逐渐上移。

一、粘吸卡钻的原因井壁上有滤饼的存在是造成粘吸卡钻的因在原因，因为大多数钻井液是固、液两相流体，其中的固相颗粒吸附在井壁上就形成了滤饼。

有人认为滤饼是由于钻井液的滤失造成的，没有滤失量就不会有滤饼，基于这种思维，他们总认为钻井液在砂岩中的滤失量大，才会形成滤饼。

其实不然，在裸眼井段内，泥页岩也有滤饼，而且要比砂岩井段的滤饼厚得多。

这是因为滤饼的形成有三种原因：第一是吸：附钻井液中的固相颗粒吸附在岩石表面，无论砂岩泥岩都有这种特性。

第二是沉积：钻井液在流动过程中，靠近井壁的流速几乎等于零，钻井液中的固相颗粒便沉积在井壁上。

泥岩井段的井径要比砂岩井段的井径大得多，沉积作用更为显著，所以泥岩井段容易形成厚滤饼。

第三是滤失作用：它加速了钻井液中因相颗粒在渗透性岩层表面的沉积。

同时我们也注意到，泥岩也有滤失性，而且是亲水物质，可以被水浸润，只要是水基钻井液，即使滤失量等于零，这个浸润过程也无法停止。

由于泥岩含有大量的微细裂纹，这些微细裂纹有些是地层应力造成的，有些是在钻头破碎岩石时造成的，一旦泥岩表面被水浸润之后，在这些微细裂纹中形成一层吸附膜，可以发生有效的分裂作用，降低泥岩的坚固度而使其破碎脱落，所以泥岩井段井径大多大于钻头直径。

但在泥岩相对稳定之后由于水的浸润，泥岩表面的分子、原子或离子表现出极性，具有未平衡的自由的一部分力场，这部分力场的方向指向钻井液，能够吸附钻井液中的大量带异性电荷的粒子。

在吸附平衡建立之前，吸附物在钻井液中的浓度逐渐变小，而在泥岩表面上的浓度逐渐加大。

如果增大钻井液中某些粒子的浓度，也就增大它们在单位时间内吸附到泥岩表面的数目，这是一个累积的过程。

加之，又在钻井液液柱压力和钻柱旋转动力的作用下，吸附层的一部分水分被挤回钻井液中，井壁上就形成了一层比较厚的成分比较复杂的滤饼，这些滤饼的性能比砂岩井段的滤饼更差。

摘要钻井过程中，常因地层条件复杂，泥浆性能不好及技术措施不当等原因，使钻具陷在井内不能自由活动的现象，称为卡钻。

卡钻是常见的钻井事故之一。

若对发生卡钻的原因判断不准，处理不当，就会拖延钻井时间，浪费大量的人力物力，甚至造成事故恶化与被迫报废油气井。

因此，我们应该认真对待卡钻事故，作好预防工作，杜绝或尽量减少卡钻事故的发生；掌握处理卡钻的先进工具及工艺技术，一旦发生卡钻应能迅速、有效的加以解除，确保安全钻进。

一.各种卡钻的原因、现象和预防1、泥饼粘附卡钻（压差卡钻或泥饼卡钻）在渗透性地层中钻进时，因井内泥浆在压差的作用下，泥浆中的水渗透到地层中，在井壁上形成泥饼，钻进中，由于井眼不可能完全垂直，当井内钻具静止不动时，在井下压差作用下，钻具的一些部位贴向井壁，与井壁泥饼紧密结合（陷于泥饼中），同时井内压差继续进一步使钻具向井壁压得更紧，由此而产生得卡钻称为泥饼粘附卡钻。

井壁的泥饼与钻具间又有较大的摩擦系数，形成巨大的摩擦力，钻具活动遇到很大的阻力，这就是形成泥饼卡钻的原因。

这种卡钻与钻具和泥饼之间磨阻系数，泥饼与钻具接触面积，泥浆液柱压力和地层压力之差等项因素有关。

泥饼的磨阻系数越大，泥饼与钻具的接触面积越大，泥饼液柱压力和地层压力之差越大，就卡得越紧，而泥饼与钻具的接触面积是随钻具在井内泥浆的静止时间的增加，而钻井时所使用泥浆的比重是根据地层压力来确定的，为了平衡下部高压层使用重泥浆钻井时，便会在上部低压或正常压力地层产生很高的压差；或者为了上部高压层使用重泥浆钻开下部正常压力地层或低压地层时，也会产生很大的压力差。

泥饼磨阻系数与泥饼质量.，固体颗粒的种类如粘土、重晶石粉、岩屑的比例、多少、颗粒的大学及颗粒分布等有关。

如井下泥浆性能不好，失水量大、泥饼厚、泥浆净化差、固相含量大、颗粒分布不均匀的条件下，若不活动钻具，在很短时间即可能发生泥饼粘附卡钻。

这种卡钻现象使钻具上提下放困难，且活动钻具的范围随时间的增加越来越小，不能转动；能开泵循环，甚至能大排量洗井，而且泵压正常。

粘卡事故、落物事故的原因、预防和处理编写人：王守厚工程技术分公司二00四年十一月第一章粘吸卡钻的原因、预防和处理粘吸卡钻，有人也叫压差卡钻，是钻井过程中最常见的卡钻事故，最容易卡住的是钻铤，由于钻具失去了活动的自由，卡点可以逐渐上移，直到套管鞋附近。

一、粘吸卡钻的原因1.井壁上有滤饼存在是造成粘吸卡钻的内在原因。

固相颗粒附着在井壁上就形成了滤饼。

滤饼形成的原因第一是吸附，第二是沉积，第三是滤失作用。

钻井液中的固相颗粒吸附在岩石表面，无论砂岩、泥岩都有这种特性。

钻井液在流动过程中，靠近井壁的流速几乎等于零，钻井液中的固相颗粒便沉积在井壁上。

第三是滤失作用，它加速了钻井液中固相颗粒在渗透性岩层表面的沉积。

同时我们也注意到，泥页岩虽然滤失性小，但它是亲水物质，可以被水浸润，只要是水基钻井液，即使滤失量等于零，这个浸润过程也无法停止。

因此、不管是泥页岩、还是砂岩表面都有滤饼存在。

结论：只要有滤饼存在，就有粘吸卡钻的可能，砂岩井段可以卡钻、泥页岩井段也可以卡钻。

2.地层孔隙压力和钻井液柱压力的压差存在，是形成粘吸卡钻的外在原因。

外因是变化的条件，内因是变化的根据，外因通过内因而起作用，把粘吸卡钻称之谓压差卡钻是本末倒置的说法，在同一裸眼井段中，地层的孔隙压力梯度不会是一致的，而钻井液液柱压力总是要平衡该井段中最高地层孔隙压力，对那些压力梯度相对低的地层必然会形成一个正压差。

因此、压差是不可避免的，压差卡钻也是不可避免的。

但是某些类型的钻井液如油基泥浆在同样大的压差下却不卡钻，这是因为它的内因不同罢了。

压差可使粘吸卡钻卡得更结实，它起到了雪上加霜的作用：F=0.1K(P液－ P地)A式中 F---为摩阻力,kNA---为钻柱与滤饼的接触面积,cm2P1---为钻井液液柱压力, MP aP2---为地层孔隙压力, MP aK---为滤饼摩擦系数, 一般取值在0.05—0.25之间0.1---为单位换算系数综观粘吸卡钻这个问题,的确有许多矛盾存在,人们一般存在的看法,不能说没有一定的道理,但都没有抓住主要矛盾。