卡钻事故原因分析及处理
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粘吸卡钻的原因、特征、预防及处理泥包卡钻的原因、特征、预防及处理缩径卡钻的原因、特征、预防及处理落物卡钻的原因、特征、预防及处理卡钻事故的解卡方法活动钻具解卡1)循环钻井液的同时配合活动钻具,卡钻不严重时可以得到解决;(2)沉砂卡钻或井塌卡钻不能上提钻具,避免卡的更死,可以下放和旋转钻具,设法开泵循环,用倒划眼的方法慢慢上提解卡;(3)对键槽、缩径或泥包卡钻起钻遇卡时,可提到原悬重后猛放钻,不可猛力上提,防止卡的更死;(4)下钻遇阻、压得过大而卡钻时,用较大的力量上提解卡;对于压差卡钻,可以采取猛提猛放和转动钻具的方法使较轻的粘附卡钻解脱。
浴井解卡在活动钻具不能解卡时,可以向井内泡油、盐水、泡酸或采用清水循环等方式,泡松粘稠的泥饼,降低粘滞系数,减少与钻具的接触面积,减少压差,从而活动解卡。
震击器解卡1)在钻进中遇到垮塌、粘性、膨胀性等易卡地层,可在钻杆与钻铤之间接上震击器,一旦遇卡,可立即下击或上击解卡。
(2)起钻中遇卡,如缩径、键槽等引起的卡钻经活动不能解卡时,可以在卡点处倒开钻具,再接下震击器,对扣后,下击解卡。
然后循环洗井,上提钻具,如果还卡,可以转动钻具倒划眼轻轻上提。
(3)下钻过程中遇阻,未能及时发现而卡钻,或较轻的粘附卡钻时,可使用上击器上击解卡。
倒扣套铣解卡1)遇到严重的卡钻时,用以上方法不能解除也不能循环时,现场常用倒扣、套铣的方法来取出井内全部或部分钻具。
(2)倒扣是使转盘倒转,将井内正扣钻杆倒出。
每次能倒出的钻杆数量取决于井内被卡钻具螺纹松紧是否一致。
希望从卡点处倒开。
(3)对卡点以下的钻具要下套铣筒将钻具外面(钻具与井壁的环形空间)的岩屑或落物碎屑等铣掉,然后再倒出钻具。
费时很长。
爆炸倒扣、套铣(1)首先测出卡点位置,然后用电缆将导爆索从钻具内送到卡点以上第一个接头螺纹处,在导爆索中部对准接头的同时,将钻具卡点以上的全部重力提起,并给钻具施加一定的倒扣力矩,点燃导爆索使其爆炸。
卡钻原因及解卡方法摘要:卡钻事故常常使油水井的生产不能正常进行,严重时会导致油水井报废,给油田造成重大的经济损失。
对卡钻事故原因及解卡方法进行论述,并指出其重要。
关键词:分类;原因;预防;方法实例1卡钻事故的分类1.1油水井生产过程中造成的油管或井下工具被卡。
如砂卡,蜡卡等。
1.2井下作业不当造成的卡钻。
如落物卡,水泥(凝固)卡,套管卡等。
1.3井下下入了设计不当或制造质量差的井下工具造成的卡钻。
如封隔器不能正常解封造成的卡钻。
2卡钻的原因2.1 砂卡钻的原因生产过程中,地层砂随流油进入井内,随着流速的变化,部分砂子逐渐沉淀。
从而埋住部分生产管柱,造成卡钻。
冲砂时,泵排量低,冲砂液携砂性能差。
冲砂工作不连续,使用直径较大的其他工具代替冲砂工具等。
造成冲起的砂子重新回落并沉淀造成砂卡。
压裂设计有误,施工不连续,加砂量过大,压裂后排液过猛等造成的砂卡。
填砂施工失效,注水井排液速度过快,修井时不及时向井内充补压井液造成砂卡。
注采过程中工作制度不合理等液可造成砂卡。
2.2水泥卡钻原因打完水泥塞后,没有及时反洗井或上提管柱,水泥固封将井下管柱卡柱。
憋压挤水泥时,没有检查上部套管的破损,使水泥浆上行至套管破损位置而短路,将上部管柱固封在井里造成砂卡。
挤水泥时间过长时或添加剂用量不准,使水泥浆在施工中凝固。
井下温度过高,对水泥浆又未加处理或井下遇到高压盐水层,使水泥浆性能变坏,以致早期固结。
计算错误或挤水泥时发生设备故障造成管柱或封隔器固封在井中。
在注水泥后,未等井内水泥凝固,盲目探水泥面,误认为注水泥失败。
此时即不上提管柱又不洗井造成砂卡。
在挤注水泥后凝固过程中,由于井口渗漏,使水泥浆上返造成井下管柱固封。
落物卡钻原因小件落物卡钻。
在修井施工中,因操作失误或检查不细,致使一些手工具(管钳,牙板,扳手等)辅助工具(大钳牙块,液压钳牙块,气动卡瓦压块)井口螺栓等掉入井内造成卡钻。
钢丝卡钻。
由于清蜡,测试等工作失误,造成钢丝落井。
坍塌卡钻是井壁失稳造成的,是卡钻事故中性质最为恶劣的一种事故。
因为处理这种事故的工序最复杂,耗费时间最多,处理风险最大,甚至有全井或部分井眼报废的可能,所以在钻井施工过程中应尽量避免这种事故的发生。
地层坍塌的原因:1、地质方面的原因A、原始地层应力的存在。
我们知道,地壳是在不断运动的,在不同的部位形成不同的构造应力(挤压、拉伸、剪切),当这些构造应力超过岩石本身的强度时,便产生断裂而释放能量。
但当这些构造应力的聚集尚未达到足以使岩石破裂的强度时,它是以潜能的方式储存在岩石之中,当遇到适当的条件时,就会表现出来。
此时,地层中任何一点的岩石都受到来自各个方向的应力作用。
当地层被钻穿之后,钻井液液柱压力代替了被钻掉的岩石所提供的原始应力,当钻井液液柱压力不能平衡地层的侧向压力时,裸露地层就向井眼内剥落或坍塌。
B、地层的构造状态。
处于水平位置的地层其稳定性较好,但由于构造运动,发生局部的或区域的断裂、褶皱、滑动和崩塌、上升或下降,使得本来水平的沉积岩变得错综复杂起来,大多数地层都保持一定的倾角,随着倾角的增大,地层的稳定性变差,60度左右的倾角稳定性最差。
C、岩石本身的性质。
沉积岩中最常见的是泥页岩、砂岩、砾岩、石灰岩等。
由于沉积环境、矿物组分、埋藏时间、胶结程度、压实程度不同而各具特性。
钻井过程中易坍塌的地层有:未胶结或胶结不好的砂岩、砾岩、砂砾岩;破碎的凝灰岩、玄武岩;节理发育的泥页岩;断层形成的破碎带;未成岩的地层,如煤层、流砂层等。
2、物理化学方面的原因:钻井多是在沉积岩中进行的,而沉积岩中70%以上是泥页岩。
泥页岩都是亲水物质,不同的泥页岩其水化程度及吸水后的表现有很大的不同,泥页岩吸水后,强度直线下降,这是泥页岩井段坍塌的主要原因。
3、工艺方面的原因:地层的性质及应力的存在是客观事实,不可改变。
所以人们只能从工艺方面采取措施防止地层坍塌,如果对坍塌层的性质认识不清,工艺方面采取的措施不当,也会导致坍塌的发生。
卡钻原因分析预防及处理卡钻是指钻头在钻孔过程中突然卡住无法继续前进或退出的现象,是工程施工中常见的问题之一、卡钻一旦发生,不仅会严重影响施工进度,还会增加人员安全风险。
以下是卡钻原因的分析、预防和处理方法的详细讨论。
一、卡钻原因的分析:1.岩层破碎:卡钻最常见的原因是钻孔过程中遇到了破碎的岩层。
岩石的破碎程度和坚硬度会影响钻头的进退。
2.岩层塌方:如果岩层存在明显的松散层或孔隙结构,当钻头进入这些区域时,岩层容易发生塌方,导致钻头卡住。
3.钻进物的堆积:在钻孔过程中,可能会遇到一些杂质和碎屑,这些杂质堆积在钻头前端或孔壁上,导致钻头无法前进。
4.规范操作不当:不正确的钻探操作也是卡钻的原因之一、例如,钻头速度过快、进给过大、切屑排放不及时等。
5.钻头损坏:钻头的损坏或磨损会导致其在岩层中无法正常工作,也会引发卡钻。
二、卡钻的预防方法:1.岩层勘察:在施工前进行详细的岩层勘察,了解地层特点和岩石结构,预测可能遇到的问题,制定合理的施工方案。
2.钻孔设计:根据岩层情况,合理设计钻孔方案。
选择合适的钻头和钻具,确保其能适应遇到的地质条件。
3.正确操作:在施工过程中,严格按照规范要求进行操作。
控制钻头速度和进给,避免突然变动。
合理选择钻进水压力和冲洗液体量,保持良好的冷却和清洁效果。
4.及时检查:定期检查钻具的磨损情况,及时更换损坏的钻头和其他配件。
5.加强培训:加强施工人员的技术培训,提高其对卡钻问题的识别和处理能力。
三、卡钻的处理方法:1.停止钻进操作:一旦发生卡钻,应立即停止钻进操作,防止进一步的损坏和事故的发生。
2.清理孔道:清理钻孔,排除堆积在钻头前端或孔道中的杂质和碎屑。
可以使用抽水泵或吸尘器进行清理。
3.转换钻具:根据卡钻的原因,采取合适的方法更换钻具。
例如,如果是钻头磨损导致的卡钻,可以更换新的钻头。
4.冲击解困:在卡钻处进行适当的冲击解困操作,可以通过回转、轻微的推拉等方式尝试解决卡钻问题。
卡钻事故特征、原因、预防与处理一、卡钻类型:粘吸卡钻•主要特征1、循环正常、泵压无变化;2、发生在钻具静止时间较长的情况下;3、被卡部位主要在钻铤;4、随时间推移,卡点上移,粘卡井段增长。
•主要原因1钻井液压柱压力与地层空隙压力差值较大;2、井壁存在疏松的厚滤饼。
•预防措施1使用优质钻井液;2、钻井液中加入润滑剂等;3、减少钻具在井内静止时间;4、实现近平衡压力钻井;5、在钻柱中加入螺旋稳定器和加重钻杆,减少大直径钻铤,并加入碎钻震击器。
•处理方法1、上下活动钻具;2、使用震击器解卡;3、浸泡与震击;4、套铳、倒扣;5、侧钻。
二、卡钻类型:坍塌卡钻•主要特征1、钻进中扭矩增大,泵压升高;2、钻具上提遇卡,下放遇阻;3、起下钻时阻卡严重,循环后阻卡减轻或清除;4、划眼时井口返出大量岩屑,呈块状或片状。
主要原因1地质因素,如断层面,构造褶皱带,地层倾角大,地层微裂隙发育,胶结差,破碎带,压力异常带等;2、理化因素,如泥页岩水化膨胀;3、工程因素,如钻井液密度不合理、性能差,起下钻压力激动与抽吸等。
•预防措施1优化井身结构设计,封固易坍塌层和高压层等;2、使用防塌钻井液,防止地层水化膨胀;3、保持井筒有足够的液柱压力,并减少压力激动与抽吸;4、调整钻井液性能。
•处理方法1钻井液回流,应停止下一步作业,开泵循环、划眼,使井筒畅通;2、注入高粘钻井液携带坍塌物,不让坍塌岩屑堆积;3、不能恢复循环时,进行套铳、倒扣。
三、卡钻类型:砂桥卡钻主要特征1起下钻时有阻卡,开泵循环、活动钻具可解除;2、阻卡井段基本固定;3、正常钻进时,扭矩略有波动。
•主要原因1松软地层钻速快,井筒岩屑浓度高,停止循环后,钻屑迅速沉积在小井眼段;2、钻井液切力低或泵排量低,携岩性能差;3、脆性泥页岩剥落,井眼形成大肚子,岩屑堆积在小井眼段。
•预防措施1用低滤失钻井液钻疏松地层;2、在易剥落地层中钻井时提高钻井液的携岩性能,并控制钻速;3、优化钻井参数与排量,选择密度合适、利于地层稳定的钻井液。
卡钻事故原因分析及处理卡钻事故是指在钻井作业中出现卡钻现象,即钻杆或其他工具卡住无法继续下入或提出井口的情况。
卡钻事故可能导致生产停工、设备损坏甚至人员伤亡,因此对卡钻事故的原因进行分析并采取相应的处理措施非常重要。
卡钻事故的原因主要包括以下几个方面:1.井壁失稳:井壁的稳定性是钻井作业的重要条件之一,如果井壁不稳定,容易造成井壁塌方、孔壁开裂等问题,导致钻杆卡钻。
井壁失稳的原因可能包括地质条件不好、井眼不足、地层水压过高等。
2.井筒过窄:当井筒直径过小时,钻杆容易卡在井筒内无法移动。
井筒过窄的原因可能包括工程设计不当、沉积物、钻屑等杂质堆积在井筒中等。
3.钻杆弯曲或损坏:钻杆的弯曲或损坏会导致其无法顺利下入或提出井口,从而造成卡钻事故。
钻杆弯曲或损坏的原因可能包括操作不当、材料质量不良、工作环境复杂等。
4.钻井液性能不好:钻井液的性能直接影响钻井作业的顺利进行,如果钻井液的流变性能不好,容易造成钻屑无法快速排除,从而导致钻杆卡钻。
钻井液性能不好的原因可能包括配方不当、浓度过高或过低、污染等。
5.井口操作不当:井口操作不当可能导致钻杆卡钻。
例如,钻杆下入或出井时速度过快、钻杆与井壁摩擦等。
针对卡钻事故的处理措施可以根据具体情况进行,但一般可以遵循以下几个原则:1.综合分析:针对卡钻事故,需要综合分析具体原因,了解作业环节、操作过程以及工作条件等因素,找出造成卡钻的主要原因。
2.紧急处理:一旦发生卡钻事故,需要立即停止钻井作业,采取紧急措施,保护钻杆和井眼不受更多损害。
同时保证人员安全,做好事故现场的救援和处理工作。
3.采取措施解除卡钻:根据具体情况,可以采取不同的措施来解除卡钻。
例如,可以使用钻杆打击、旋转、拉伸或振动等方法来解除卡钻;也可以使用卸重器、撤框器等专业工具来解除卡钻。
4.防止再次发生:事故处理完毕后,需要对钻井作业的各个环节进行全面检查和分析,找出事故发生的根本原因。
并采取相应的措施,包括加强工艺管理、提高作业操作标准、改进工作设备等,从而防止类似事故再次发生。
粘吸卡钻的原因、特征、预防及处理泥包卡钻的原因、特征、预防及处理缩径卡钻的原因、特征、预防及处理落物卡钻的原因、特征、预防及处理卡钻事故的解卡方法活动钻具解卡1)循环钻井液的同时配合活动钻具,卡钻不严重时可以得到解决;(2)沉砂卡钻或井塌卡钻不能上提钻具,避免卡的更死,可以下放和旋转钻具,设法开泵循环,用倒划眼的方法慢慢上提解卡;(3)对键槽、缩径或泥包卡钻起钻遇卡时,可提到原悬重后猛放钻,不可猛力上提,防止卡的更死;(4)下钻遇阻、压得过大而卡钻时,用较大的力量上提解卡;对于压差卡钻,可以采取猛提猛放和转动钻具的方法使较轻的粘附卡钻解脱。
浴井解卡在活动钻具不能解卡时,可以向井内泡油、盐水、泡酸或采用清水循环等方式,泡松粘稠的泥饼,降低粘滞系数,减少与钻具的接触面积,减少压差,从而活动解卡。
震击器解卡1)在钻进中遇到垮塌、粘性、膨胀性等易卡地层,可在钻杆与钻铤之间接上震击器,一旦遇卡,可立即下击或上击解卡。
(2)起钻中遇卡,如缩径、键槽等引起的卡钻经活动不能解卡时,可以在卡点处倒开钻具,再接下震击器,对扣后,下击解卡。
然后循环洗井,上提钻具,如果还卡,可以转动钻具倒划眼轻轻上提。
(3)下钻过程中遇阻,未能及时发现而卡钻,或较轻的粘附卡钻时,可使用上击器上击解卡。
倒扣套铣解卡1)遇到严重的卡钻时,用以上方法不能解除也不能循环时,现场常用倒扣、套铣的方法来取出井内全部或部分钻具。
(2)倒扣是使转盘倒转,将井内正扣钻杆倒出。
每次能倒出的钻杆数量取决于井内被卡钻具螺纹松紧是否一致。
希望从卡点处倒开。
(3)对卡点以下的钻具要下套铣筒将钻具外面(钻具与井壁的环形空间)的岩屑或落物碎屑等铣掉,然后再倒出钻具。
费时很长。
爆炸倒扣、套铣(1)首先测出卡点位置,然后用电缆将导爆索从钻具内送到卡点以上第一个接头螺纹处,在导爆索中部对准接头的同时,将钻具卡点以上的全部重力提起,并给钻具施加一定的倒扣力矩,点燃导爆索使其爆炸。
卡钻事故原因分析及处理文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)卡钻事故原因分析及处理冯宗伟(长城钻探钻井液公司技术中心,北京)摘要正确分析钻井过程中发生的卡钻事故原因,根据井下卡钻类型做好相关的防卡预案和解卡措施,是实现安全、快速和低成本钻井的关键。
本文分析了钻井过程中所出现卡钻现象原因,并根据不同的卡钻原因将卡钻分成了沉砂卡钻、压差卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻和落物卡钻等七大类,同时按照不同的卡钻类型制定了相应的防卡解卡措施,为保障井下安全提供了一定的技术支持。
关键词钻井液密度卡钻解卡钻井过程中,由于各种原因造成的钻具陷进井内不能自由活动的现象,称为卡钻[1]。
地层原因、钻井液性能不良、操作不当等都可能造成卡钻。
必须针对不同情况进行分析,以便有效的解卡。
及早地发现井下异常并采取适当措施是防卡的关键。
通过对不同卡钻原因的分析和总结,制定相关的防卡解卡措施,以便减小钻井过程中卡钻事故的发生频率,提高钻速,降低钻井成本。
1 卡钻事故类型及产生的原因沉砂卡钻用清水钻进或用粘度小、切力低的钻井液钻进时,由于其悬浮岩屑的能力差,稍一停泵岩屑就会下沉,停泵时间越长,沉砂量就越多,尤其是在钻速较快时更是如此,严重时就可能造成下沉的岩屑堵死环空、埋住钻头与部分钻具,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:接单根或起钻卸开立柱后,钻井液倒返甚至喷势很大,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或下放越来越困难,转动时阻力很大甚至不能转动。
压差卡钻(泥饼粘附卡钻)凡是使用水基钻井液和有固相钻井液时,钻井液中的自由水在液柱压力大于地层压力所产生的压差作用下,渗入地层,而钻井液的固相部分难以渗入地层,则糊在井壁上形成了一层泥饼。
当钻具接触井壁时,尤其是在钻井液密度较高时在压差的作用下形成一个推力,将钻具压在井壁并嵌入泥饼中。
如果钻具与井壁泥饼所产生的摩阻力与钻具在钻井液中的重量之和大于钻机安全提升拉力时,则发生卡钻事故。
通常称为泥饼粘附卡钻或压差卡钻[2]。
发生粘卡后,钻具不能上提下放或转动,但开泵正常且泵压正常,一般没有大量的沉沙返出,振动筛上比较干净。
压差卡钻原因凡是泥饼质量和井身质量差以及井内压差大时都容易发生粘附卡钻。
造成粘卡的原因是多方面的,它与泥饼摩阻系数、钻井液密度及钻具与井壁的接触面积等因素有关。
1)钻井液因素钻井液性能不好,失水量过大,钻井液净化差,固相含量高,加之地层渗透性好,便会在井壁上形成厚厚的泥饼。
如果含沙量高则形成一层“砂饼”,从而提高泥饼的摩阻系数。
若遇到漏失层,钻井液中加入了堵漏材料(如锯末、贝壳渣等),这样同样会提高泥饼的厚度和摩阻力;另外,为了平衡高压地层而采用加重钻井液时,高密的钻井液会在非高压层产生很大的压力差,增加了对钻具的横向推力。
2)钻井液受污染如遇盐水层或石膏层,钻井液受到盐水和钙的浸污后性能变坏,失水变大,泥饼质量变差,如果处理不及时就会有造成粘卡的危险。
3)活动钻具不及时设备故障无法活动或钻具折断后靠在井壁上等原因,使钻具与泥饼相接触的相对静止时间增长,都可能发生粘卡。
如果及时活动钻具,使井壁与钻具之间有了一层钻井液,使钻柱四周有液柱压力存在,可以避免卡钻事故的发生。
4)井身结构井斜过大,会使钻具的大部分贴在井壁上,增加了粘卡的机会。
实践证明,定向井发生粘卡的频率超过了直井。
. 键槽卡钻键槽卡钻多发生在硬地层中,井斜和方位变化大时,形成了急弯(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,在井壁上磨出一条细槽(形如键槽),它比钻杆接头稍大但比钻头直径小,起钻时钻头拉入键槽底部时被卡住。
键槽卡钻发生前即可发现钻杆接头偏磨严重,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,严重时可卡死。
. 泥包卡钻凡是钻头或扶正器泥包而造成的卡钻就叫泥包卡钻。
泥包卡钻的种类有:干钻造成钻头泥包,排量不足而引起的钻头泥包,钻井液性能差引起钻头泥包而产生的卡钻。
泥包卡钻原因1)钻井液循环在没有钻井液循环的情况下钻进,失去了润滑和冷却钻头的手段而造成钻头迅速泥包,甚至烧死牙轮钻头轴承。
在没有钻井液冲洗井壁的情况下,所钻的井眼与钻头一样大,井眼也不规则,很容易造成卡钻。
钻头干钻往往是工作中疏忽大意造成的,大体有三种情况:一是钻井泵上水不好,在钻井中出现倒车,转不动,提不起钻具的现象,卡钻后再开泵时开不开;二是在钻进时司钻与副司钻配合不好,副司钻不与司钻取得联系就停泵,司钻也看不见泵压的变化和返出钻井液的情况而造成干钻;三是在钻进过程中钻杆刺坏,短路循环造成干钻,如果司钻经验不足或大意,出现干钻,有时由于灌钻井液阀门坏或没关好而造成短路。
总之只要钻头没有钻井液通过,20min左右即可把钻头烧坏,如此时再开泵是开不通的。
干钻引起钻头泥包卡钻的现象主要有:①转盘负荷增大,上提钻具有阻力;②开泵后泵压下降,甚至没有泵压;③钻井液返出正常,钻屑没有返出或突然减少;④井口不返钻井液,此时恢复循环已晚。
出现钻头泥包的征兆后,应立即停止钻进,分析情况并设法恢复循环或起钻检查。
干钻卡钻后是开不通泵的,应套铣倒扣处理。
2)钻井液性能差当钻遇易水化分散性地层时,若钻井液体系的抑制性较差,导致大量的低密度固相分散到钻井液中,钻井液膨润土含量增加,切力变大,钻井液变稠,流动性差,钻头此时的水力压力破岩作用较弱,钻井液中的大量无用固相容易粘附在钻头周围形成钻头泥包,扶正器泥包,从而容易引起在小井眼处卡钻事故的发生。
井塌卡钻由于地层出现大量的剥落掉块现象造成钻头无法下钻到底,上提遇阻而发生卡钻的现象称为井塌卡钻。
一般在严重井塌之前,先有大块泥饼和小块地层脱落,换钻头后下钻不能到底,有时在钻井液中携带出大块未切削的上部岩石,在钻进中突然发生憋泵、上提遇阻、泵压上升、憋泵甚至钻具不能转动等现象,都说明可能是井塌卡钻[3]。
井塌卡钻原因1)地层原因在易吸水膨胀的泥、页岩,胶结不好的砾岩、砂岩等地层中,当使用的水基钻井液性能较差时,滤失量较大,岩石吸附了大量的自由水,岩石吸水后发生膨胀掉块,大量的块状岩石沉积在环型空间内,增加钻具的附加拉力,当附加拉力超过一定程度的时候,钻具就会被卡死在井下,出现卡钻现象。
2)钻井液性能钻井液的性能不好,井壁泥饼质量差,导致失水量大,大量的钻井液滤液进入地层岩石,长时间的浸泡加之钻井液的抑制性差等原因容易引起泥页岩地层发生水化膨胀,改变井壁岩石应力状态,导致井眼不稳定,井壁出现掉块、垮塌,严重时容易造成卡钻。
3)钻井液密度钻进时,在井眼的形成过程中,岩石的原始应力状态遭到破坏,当钻井液密度小于设计密度时,钻井液液柱压力小于地层坍塌应力,井壁地层压力得不到及时的平衡,在岩石应力作用下岩石原始结构发生改变,破坏井壁的稳定性,引起卡钻。
4)施工原因在井眼不稳定地层,起钻时未及时灌好钻井液以及抽吸作用使得井内压力平衡得到破坏,井下产生负压差,在负压差作用下井壁产生坍塌而造成卡钻。
缩径卡钻缩径卡钻常发生在膨胀性地层和渗透性、孔隙度良好的井段。
由于钻井液性能不好,失水量大,在井壁易形成胶状疏松的泥饼,当泵排量小,钻井液上返速度低时,易在泥饼上面沉积较多的粘土颗粒、岩屑及加重剂,致使井径缩小。
主要表现是:遇阻的位置固定,循环时泵压增大,上提困难,下放容易,起出的钻杆接头的上部经常有松软泥饼。
落物卡钻由于操作不小心,将卡瓦牙、吊钳牙或其他小工具掉落井内,卡于井壁与钻具之间而造成落物卡钻。
2 各种类型卡钻事故的预防措施沉砂卡钻的预防为了预防沉砂卡钻,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[5-6]。
井塌卡钻的预防预防井塌卡钻的主要措施有:使用低失水、高矿化度和适当粘度的防塌钻井液,在破碎易塌地层适当增大钻井液密度;起钻时要灌好钻井液,随时保证钻井液柱的高度,避免抽泣作用引起的井壁坍塌。
压差卡钻(泥饼粘附卡钻)的预防压差卡钻的预防措施主要是调节好钻井液性能,尽可能降低钻井液密度,提高钻井液的润滑性能,降低泥饼的粘滞系数;并要加强活动钻具或采用加扶正器的方法使钻具居中[7~8]。
键槽卡钻的预防为了防止键槽卡钻的发生,必须首先要保证井眼质量,避免出现狗腿段;起钻时或再次下钻时应在键槽井段反复划眼,及时破坏键槽的形成,并在起钻到键槽井段时要低速慢起,严禁使用高速提升[7]。
缩径卡钻的预防采用低密度、低固相、低失水的优质钻井液,或将油混入其中,并在下钻遇阻井段划眼以扩大缩径处的直径,常活动钻具即可有效地预防缩径卡钻。
落物卡钻的预防这种卡钻的原因是显而易见的,只要严格执行操作规程,加强责任心就可避免其发生。
其他预防卡钻并非无法避免,只要做好以下几点,就可以避免卡钻事故的发生。
1)保持良好的联系。
要求井队成员定时通报井眼的情况,要确保不断记录井眼状况,并在交接班时把情况交接清楚。
统计数据表明大多数卡钻事故发生在交接班前后、这个时间发生的卡钻事故要比平时高出两倍半。
2)制定应急措施。
要始终掌握钻遇的地层情况,并估计到可能出现的问题,提前做好各种复杂情况的应变计划,一旦出现问题就不会使你措手不及。
3)不断了解井下情况。
扭矩、摩阻、岩屑、泵压的变化都能表明井下情况是否良好。
记录全部的数据,及时发现井下变化趋势,将有助于判明井眼已出现或即将出现的问题。
4)保持良好的钻井液性能。
保持钻井液性能参数在指定的范围内,特别是密度、流变性、低密度固相以及失水等。
当钻井液性能发生变化时,要及时找出发生变化的原因,并对井下情况作适当的调整。
5)不断地活动钻具。
在裸眼井段中,任何时候都要尽可能保持钻具的运动。
6)保持井眼干净。
钻进时要尽快把岩屑携带出来,以保证井眼干净。
一定要牢记,在大肚子井眼和定问井中,要用更高的环空返速来有效地净化井眼。
在起钻前必须将钻屑循环干净。
7)采取措施要及时果断。
一旦发生卡钻,要尽快地采取行动进行解卡,而不能让问题变得更复杂。
3 各类卡钻事故的处理方法卡钻事故发生后,首先要根据上提、下放、转动、开泵循环情况,以及了解到的井眼情况和卡钻前的各种现象进行分析,准确判断出卡钻的原因,再采取相应的措施,但不管哪种性质的卡钻,都要设法调整钻井液的性能,及时清除岩屑,清洗井眼,一般常用下述几种方法进行解卡。
上提、下放和转动钻具解卡在循环钻井液洗井的同时配合活动钻具,若卡的不严重时可以得到解决,但活动钻具要针对不同的类型的卡钻来进行,如果是沉砂卡钻或井塌卡钻则不要上提钻具,以免卡得更死,那么可以下放和旋转钻具,并设法憋开循环,用倒划眼的方法慢慢上提解卡。