封隔器卡钻事故处理方法探讨

浅析卡钻原因及处理方法张瑞平西部钻探克拉玛依钻井工艺研究院，克拉玛依，834000摘要：井下卡钻事故在钻井过程中是常见事故，在定向井、水平井钻井过程中不仅要确保钻井效率和井眼轨迹，还要确保钻井过程中井下安全为了更好的预防井下卡钻事故，提高整体作业的质量以及达到满意的施工效果，通过分析地质特点、储层特点和经济技术特点及泥浆性能等，钻井过程中遇到的卡钻事故，针对性地提出了各类卡钻的处理方案和预防方法。

1前言钻井过程中，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。

2卡钻的类型、原因及预防措施1）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。

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。

卡钻处理措施
事故发生后，应明确卡钻位置，查明该处的地质情况，再根据实际不同情况/采取不同的措施。

宜待钻头有松动后方可用力上提/不可盲动，以免造成越卡越紧。

通常处理方法有以下几种：
1.当为梅花孔卡钻时，若钻头向下有活动余地，可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。

也可松一下钢丝绳，使钻锤转动一个角度，有可能将钻锤提出。

2、卡钻不宜强提以防止坍孔、埋钻。

宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。

3、用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内Pl箔中锤勾住后,与大绳同时提动。

或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将冲锤提出。

4、在打捞过程中，应继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。

5、用其它工具，如小的冲锤、小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡锤的石块挤进孔壁，或使冲锤活动并脱离卡点后，再将冲锤提出。

但要稳定大绳以免冲锤突然下落。

6、用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准卡锤一侧或吸锤处适当冲射一段时间，使卡点松动后强行提出。

7、使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。

8、严重卡钻时，采取人工下孔清阻等特殊方法。

本科毕业论文（设计）题目：钻井过程中卡钻事故的分析及处理—以ZK2508钻孔为例姓名：学号：院（系）：专业：指导教师：职称：评阅人：职称：2014年 6 月摘要随着固体矿产大量的勘测与开采的需要，钻井工程日益运用到日常生活中.钻井工程是一项隐蔽的地下工程，具有风险大、工艺技术复杂、投资大的特点。

卡钻是地质钻探施工中经常发生的一种事故, 是指在钻井过程中因地质因素、钻井液性能不好、技术措施不当等原因,使钻具在井内长时间不能自由活动。

对卡钻的有效预防和正确的处理对钻井工期和钻井成本的控制有着重要的意义。

本人主要描述了ZK2508钻孔的钻进工艺方法，从钻探设备的选择，井身结构的设计以及钻进参数的选择进行了介绍，归纳，总结。

重点的问题是探讨关于钻井过程中引起的一次泥包卡钻的原因，对卡钻事故特征进行了简单的说明，提出了解决这个问题的基本方法，包括优化钻井液性能，适合的虑矢量，控制固含，良好的防塌能力。

同时对类似卡钻事故问题进行一些思考和总结，提出选择最合适的解卡方法。

关键词：钻井绳索取芯卡钻泥包钻井液ABSTRACTWith the need for a large number of investigations and solid mineral mining, drilling engineering is increasingly applied to everyday life. Drilling engineering，Which is risky，high investment, and complex technology, is underground project, and likely to have a lot of complicated underground conditions and accident。

Sticking is in geological drilling construction an accident，which occur frequently, Sticking in the drilling process is due to geological factors, fluid performance is not good, technical measures is not proper, the drill can not move freely in the well for a long time. Effectively preventsticking and correct handling of drilling is of great significance for drilling cost and drilling period.I focused on the drilling technology method. From the choice of drilling equipment，casing program design and drilling parameter choices and described，summarize. The focus is to investigate the cause of the problem which is a balling sticking on the drilling process as well as the formation , including the optimization of drilling fluid properties, consider appropriate vector control solid content, good anti-collapse capability. Similar incidents sticking issue are expressed some thought and summarize, choosing the most appropriate solution card method.Keyword：Drilling Rope core Sticking Balling DrillingLiquid第一章绪论第一节论文选题的来源在地质勘探过程中，使用钻机按照一定的设计角度进行施工钻孔，并提取岩心以探测地下岩层矿体的工程称为钻探工程。

文献调研报告课程名称钻井新技术题目名称钻井卡钻事故的预防与处理技术发钻井卡钻事故的预防与处理技术发在找到油气资源,并采用钻井方法到达油气藏层去获取地下油气资源的过程是非常艰辛的.在这个过程里可能会发生各种各样的事故。

比如说井漏，井喷，井塌等一系列事故。

但是，在钻井过程中，却以卡钻现象出现最频繁，卡钻事故一旦发生，其相应的钻井过程就被终止，会大大增长钻井所花的时间，浪费大量的人力，物力和财力，那么到底什么是卡钻事故呢？它分为哪些类型？一、当今卡钻的分类及产生原因与预防措施和处理措施钻井过程中常见的卡钻事故可以分为：吸附卡钻，掉块卡钻，缩径卡钻，泥包卡钻，沟槽卡钻以及井塌卡钻等。

以吸附卡钻最为常见。

除此以外，粘卡引起的压差卡钻也是现在卡钻过程中较为常见的一种卡钻事故。

卡钻事故的定义又是什么呢？所谓卡钻事故是指由于钻头在起下钻过程中，由于阻力作用对提取钻头产生阻碍的一种现象。

它可由多方面的原因产生。

比如大的岩石碎块卡在井壁中，还有井筒直径缩小，钻井液固结等等一系列的原因都有可能导致卡钻事故的发生。

1>吸附卡钻的成因与预防措施由于地热井施工大多采用牙轮钻进，钻具比较粗大，常发生卡钻事故。

卡钻是钻探过程中经常发生的一种事故，其预兆可以从钻井过程中扭矩，上下钻具的阻力以及泥浆泵泵压的变换来判断。

吸附卡钻又称压差卡钻，钻井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，钻柱的一些部位会贴住井壁，与井壁泥饼混合在一起，静止时间越长则钻具与泥饼的接触面积越大，由此产生的卡钻成为能够为吸附卡钻。

吸附卡钻最明显的现象就是钻具被卡既不能转动，又不能上提和下方，但是泥浆循环正常，而且，钻井液循环时间越长，钻具提升阻力越大。

2>如何去预防吸附卡钻呢？A.调节好钻井液性能，尽可能降低钻进液的密度。

B.降低泥饼的粘性系数，采用优质泥浆钻井液，可混油。

C.减少钻具和井壁的接触面积，降低泥浆的失水量。

仅供参考[整理] 安全管理文书卡钻的预防与处理日期：__________________单位：__________________第1 页共10 页卡钻的预防与处理在钻井过程中，常因地层条件复杂、钻井液性能不好或技术措施不当等原因而造成钻具在井内卡住不能活动的现象，称为卡钻。

卡钻是常见的钻井工程事故之一。

如果对卡钻的原因、性质判断正确、处理得当，可迅速解卡；否则会使事故进一步恶化，轻则拖延钻井时间、浪费大量的人力物力，重则造成油气井的报费。

因此，钻井工作者必须认真对待卡钻事故，做好预防工作，杜绝或尽量减少卡钻事故的发生。

掌握处理卡钻的先进工艺技术及工具，一旦发生卡钻，应能迅速、果断、有效地解除，确保安全钻进。

作为职工技能培训工作，应该把掌握卡钻的预防作为重点，因此在这里我想谈一谈卡钻的预防与处理。

卡钻一般分为粘吸卡钻、砂桥卡钻、泥包卡钻、坍塌卡钻、缩径卡钻、键槽卡钻、落物卡钻等类型。

目前大庆油田发生的卡钻主要是粘吸卡钻、砂桥卡钻和泥包卡钻。

以下主要阐述这几种卡钻的预防与处理，其它简单介绍。

一、粘吸卡钻（一）粘吸卡钻的原因1、井壁上有滤饼的存在是造成粘吸卡钻的内在原因。

因为大多数钻井液是固、液两相流体，或者是固、液、气三相流体，其中的固相颗粒附着在井壁上就形成了滤饼。

由于滤饼的形成原因是吸附、沉积和滤失，只要有滤饼存在就有粘吸卡钻的可能。

所以砂岩井段可以卡钻，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。

在钻井过程中压差是不可避免的，但是在某些类型的钻井液如油基第 2 页共 10 页钻井液，在同样大的压差下却不卡钻，这是因为它的内因滤饼的性质不同罢了。

（二）粘吸卡钻的特征1、粘吸卡钻是在钻柱静止的状态下才能发生，这和钻井液体系、性能、钻具结构、井眼质量有密切关系。

2、粘吸卡钻后的卡点位置不会是钻头，而是在钻铤或钻杆部位。

3、粘吸卡钻前后钻井液循环正常，进出口流量平衡，泵压没有变化。

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。

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。

卡钻事故原因处理及预防措施卡钻钻具在井内停止时间过长，或由于其它原因，不能上提下放或转动，有时甚至不能循环钻井液，这种现象叫卡钻。

（井内钻具因各种原因而失去自由活动有时甚至不能循环的现象。

）一、卡钻的种类：（1）滤饼粘附卡钻（2）沉砂卡钻（3）砂桥卡钻（4）坍塌卡钻（5）泥包卡钻（6）缩径卡钻（7）键槽卡钻（8）水泥卡钻（9）落物卡钻二、卡钻的原因现象及处理1、粘吸卡钻（1）原因：内因：吸附（砂岩和泥页岩均有吸附特性）、沉积（流速不均井壁沉积）、滤失作用（泥页岩亲水浸润形成吸附膜）。

外因：压差（2）现象：发生在静止后；卡点位置不是钻头而是钻铤或钻杆；循环正常流量、泵压无变；活动不及时卡点上移，活动范围减小，卡点可能移至套管鞋附近。

（3）预防：采用优质低固相低滤失量泥浆，加入优质润滑剂；使用中性钻井液，或者阳离子体系钻井液，阳离子数量必须加足。

对于阴离子体系的钻井液来说，要求有较好的润滑性，较小的滤失量，适当的粘度和切力，必要时加入润滑剂、活性剂等降低滤饼的摩阻系数。

确定合理的钻井液密度，无特殊情况的地层，尽量使用最低的泥浆密度，尽可能的降低固相含量，保持固控系统的有效运转，把钻井液中的无用固相尽量清除干净。

钻井液加重时，要用优质的加重材料，并要求均匀加入。

最好的办法是在地面储备罐中加重，经充分搅拌水化后再混入井浆中。

超过3000m井深，必须重视钻井液的抗温性。

勤活动钻具，减少钻具静止时间。

正常情况下钻具在井内裸眼井段静止时间不能超过5分钟，每次转动不少于10圈，上下活动距离不少于10m，特殊情况应连续活动钻具。

如测斜时除等待测斜的时间外，其余时间要连续活动钻具。

设计合理的下部钻具结构，增加支撑点，减少与井壁的接触面积。

如使用螺旋钻铤，欠尺寸扶正器，加重钻杆等。

严格控制井身质量，保持井眼曲率光滑。

如果钻头在井底，无法上提和转动，可采取将钻柱悬重的1/2-1/3压在钻头上，以求将钻柱下部易粘卡的部分压弯，减少钻柱与井壁滤饼的接触面积，减少总的粘附力。

卡钻的预防与处理卡钻是指在钻井作业过程中，钻杆在井眼中固卡住，无法继续下钻或回收的现象。

卡钻一旦发生，会导致作业停止、井口堵塞以及严重的经济损失。

预防卡钻的发生是非常重要的，下面将介绍一些预防和处理卡钻的方法。

一、卡钻的预防1.选用合适的钻井液体系：钻井液的质量和性能对于预防卡钻非常重要。

应根据不同地层条件和钻井目的选择合适的钻井液体系。

常用的钻井液包括水基钻井液、油基钻井液、泥浆密度等。

2.合理设计井眼参数：井眼的参数包括井径、井斜、井深等。

应根据井眼参数选择合适的钻具尺寸和钻井工艺，避免因井眼设计不合理导致的卡钻。

3.合理布置井斜段和水平井段：井斜段和水平井段是卡钻的高发区，应采取合理的工艺和措施进行预防。

例如，在井斜段设置扶正器、减摩器等，使用平衡性良好的钻具。

4.控制钻井液性能：钻井液性能的控制对于防止卡钻非常重要。

应定期检查钻井液的密度、粘度、过滤失水等性能，并及时调整。

5.定期清理井眼：定期清理井眼内的杂物和碎屑，避免井眼堵塞和钻具卡钻。

6.安全操控钻具：钻具的安全操控对预防卡钻非常关键。

应掌握正确的钻具操作技巧，避免钻具因操纵不当而卡住。

7.合理控制钻井参数：钻井参数的合理控制对预防卡钻非常重要。

应合理控制转速、压力、循环量等参数，避免超过钻具的承载能力。

二、卡钻的处理1.确认卡钻原因：发生卡钻后，首先要确认卡钻的原因。

可能的原因包括井眼塌陷、井壁不稳定、钻井液性能不合适等。

只有确定了问题的根本原因，才能采取正确的解决措施。

2.调整钻井参数：钻井参数的调整是处理卡钻的常用方法之一。

可以适当降低转速、循环量，增加钻井液密度等，从而使钻具得到解脱。

3.应用卡钻工具：卡钻工具是处理卡钻的专用工具，包括钳子、抓握器等。

可以根据卡钻的具体情况选择合适的工具，进行抓握、夹取等操作。

4.借助压力调控：可以通过控制钻井液的压力变化，从而产生推力或拉力，帮助解除钻具的卡钻。

5.使用化学溶剂：可以使用一些特殊的化学溶剂，在井内进行溶解和清理，从而解除钻具的卡钻。

石油工业技术监督·2013年5月1井下作业中封隔器类卡钻事故现状调查目前安塞油田隔采、隔注及分注井共计578口，其中隔采井414口，隔注井105口，分注井59口。

经统计，2010年发生封隔器类卡钻事故31口井，其中Y341封隔器卡钻事故井22口，占71%；2011年发生封隔器类卡钻事故47口井，其中Y341封隔器卡钻事故井34口，占72％。

卡钻事故井的产生，不但影响了油水井的正常生产时间，而且一定程度上破坏了井筒内壁结构，易诱发套管变形、穿孔等不良后果。

在卡钻事故处理过程中，处理方法不当，也会给原井管柱的结构造成损伤和破坏，增加了油水井作业成本。

随着井下作业工作量的日益增加，各类封隔器卡钻事故逐年递增，Y341封隔器卡钻事故也呈不断上升趋势。

2Y341封隔器卡钻事故类型及原因分析实施隔采隔注措施的油水井，由于套管内壁结垢、套管变形、封隔器长期浸泡后胶筒不回收等原因，造成井下Y341封隔器卡钻事故，给井下作业施工带来很大困难。

根据卡钻原因和处理方法的不同，将Y341封隔器卡钻事故归纳为3种类型。

2.1套管内壁结垢造成封隔器卡经统计，2010年由于套管内壁结垢造成Y341封隔器卡钻事故有6口井，占此类封隔器卡钻事故的27%；2011年有10口井，占此类封隔器卡钻事故的29%。

通过对2011年结垢造成Y341封隔器卡钻事故10口井的现场调查了解，多数原因是由于垢沉积在套管内壁表面，相应“缩小”了套管内径，当上提管柱时，Y341封隔器胶筒和刚体无法通过套管结垢位置，造成封隔器垢卡事故，如图1所示。

在实施井下作业时，由于解卡方法不当，起管柱时上提速度过快，容易将Y341封隔器卡死在套管结垢井段，使事故进一步复杂化。

封隔器垢卡的判断可根据井史资料、历次上修情况、生产井上部是否存在高含盐水层、上提管柱时封隔器卡钻事故处理方法探讨俞克东尤晓东巩继云中国石油长庆油田分公司第一采油厂（陕西延安716000）摘要随着安塞油田开发时间的延长，井筒状况日益复杂，井下作业工作量随之持续增加，尤其是隔采、隔注及分注的油水井越来越多，在井下作业中封隔器卡钻事故也呈不断递增趋势。