油页岩钻探中吸附卡钻事故分析及处理

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。

卡钻事故危害识别和风险评估：综合分析、全面应对在钻井和采油/采气工程中，卡钻事故是一种常见的危险情况。

这可能会导致钻具损坏、井眼破坏、埋钻具风险、采油/采气工程延误、井筒完整性、环境污染、人员伤害和作业成本增加等一系列问题和风险。

因此，对于处理卡钻事故危害识别和风险评估，需要全面考虑以下各个方面。

1.钻具损坏：卡钻事故可能会导致钻具受到不同程度的损坏，包括钻头磨损、钻杆变形等。

这不仅会影响钻井或采油/采气工程的进度，还可能需要采取维修或更换措施，增加工程成本。

2.井眼破坏：卡钻事故可能会导致井眼受到破坏，如井壁坍塌、砂堵等。

这需要采取相应处理措施，如修井作业、地层处理等，以恢复井眼的完整性。

3.埋钻具风险：卡钻事故处理不当可能导致钻具被埋，从而引发一系列风险，如地面塌陷、钻具脱落等。

为避免这些风险，需要采取适当的应急措施，如使用专业设备进行解卡处理。

4.采油/采气工程延误：卡钻事故可能导致采油/采气工程被迫中断或延误，从而造成一定的经济损失和资源浪费。

为减少损失，需要尽快采取措施恢复工程的正常进行。

5.井筒完整性：卡钻事故可能导致井筒完整性受到破坏，如套管破损、井口泄漏等。

这不仅会影响工程的安全性，还可能对环境造成潜在危害。

为确保井筒完整性，需要进行相应的检测和处理工作。

6.环境污染：卡钻事故可能会导致井喷、原油泄漏等情况，从而对环境造成严重污染。

为保护环境，需要采取相应的应急措施，如封堵漏点、清理污染物等。

7.人员伤害：卡钻事故可能导致人员伤亡，如操作不当导致窒息、砸伤等。

为确保人员安全，需要加强作业人员的培训和安全意识教育，同时采取相应的安全措施。

8.作业成本增加：卡钻事故可能会导致作业成本增加，如解卡费用、维修费用、更换工具费用等。

为降低成本，需要提高工程设备的可靠性和稳定性，同时加强现场管理和应急响应能力。

综上所述，处理卡钻事故危害识别和风险评估需要综合考虑多个方面的影响。

通过对这些方面的全面了解和分析，可以采取有效的措施来降低卡钻事故的风险，保障工程的安全顺利进行。

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。

一、 粘吸卡钻的原因1.内在原因粘吸卡钻产生的一些原因是由于井壁上滤饼的存在。

同时在这个过程中钻井液主要都是采用的都是固体以及液体两种流体，同时也有可能是固体、液体或者是气体等流体，其中的一些固体的颗粒如果吸附在井壁上就会形成一种滤饼。

粘吸卡钻产生的其中一种原因就是由于有滤饼存在，同时砂岩的一些井段也有可能出现卡钻的现象，但是泥页岩井段的一些内页往往不是十分的规则，这样与钻柱接触的面积相对而言比较小，产生问题的概率也就比较小。

2.外在原因在地层空隙产生的压力以及钻井液液柱之间会有一定的压力，这些压力之间产生的压差就是造成粘吸卡钻的一个外在的原因。

在相同的裸眼的井段中，地层出现的孔隙压力之间产生的一些梯度并不是完全的统一的，同时钻井液液柱之间的压力需要对最高地层空隙之间产生的压力进行平衡，对于一些压力产生的梯度相对而言的比较低的地层就会产生正压差。

当钻柱在经过一系列的被井壁的滤饼进行粘吸之后，靠在井壁一边的一些钻柱也在承受压力，这些压力来自于不同的位置，当钻井液液柱的压力大于地层的压力的时候，可以将钻柱向井壁进行压力，从而有效的缩小吸附面之间的产生的缝隙，有效的提升吸附力。

由于压差的作用，又增加了钻具与滤饼之间的摩擦力，所以，在粘吸卡钻的初期可以用提、压、转等方法争取解卡。

二、 粘吸卡钻的征兆1.粘吸卡钻在通常情况下都是在钻柱静止的情况下发生的。

这样卡钻前后会出现上下活动的现象，钻洞的过程中需要均匀进行摩阻。

这样在静止很长时间之后会产生一定的卡钻，这样对于钻井液的性能以及井眼的一些质量也有着很大的关系。

2.粘吸卡钻的位置通常情况下都是在钻铤以及钻杆的相关位置，通常是不会发生在钻头上。

3.卡钻在开始之间与之后通常循环的较为正常，进出口的流量也是相对比较平衡的，泵压没有变化。

三、粘吸卡钻的预防1.无论是哪一种钻井液的相关体系，都需要对固体的相关的控制工作进行控制，同时及时清除没有用的一些固相，由于固相粒子会导致出现劣质的滤饼，同时也会使得循环系统出现磨损。

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。

锦州25—1油田钻井卡钻事故分析及处理【摘要】渤海海域的锦州25-1油田在开发过程中钻遇地层比较复杂，施工过程中必须依据井下情况及时调整技术措施，严格执行技术操作规程和施工程序，否则会造成恶性钻井事故。

该油田钻井过程中某井发生的卡钻事故给我们在该油田的钻井施工提供了案例。

【关键词】锦州25-1油田地层技术措施卡钻事故1 引言锦州25-1某井是渤海海域的锦州25-1油田的一口开发井，目的层位为沙河街组，设计井深2989m。

2011年4月9日一开17-1/2”井眼开钻，2012年3月25日～4月3日进行了二开12-1/4”井眼作业，2012年5月21日开始了三开8-1/2”井眼作业，5月25日00：00 钻进至2803m时发生卡钻事故，本文介绍了这次卡钻事故的经过、分析及处理，以及对卡钻事故的思考及建议。

2 卡钻事故的经过锦州25-1某井于2012-5-21 13：00进行8-1/2”井眼钻井作业，2012-5-23 21：15 8-1/2”井眼钻进至2568m，短起下钻至9-5/8”套管鞋@2055m，井眼顺畅，无阻、卡现象，继续钻进至2803m，钻进期间振动筛处返砂良好，泥浆性能稳定，钻进至沙河街砂泥岩互层井段后，钻进扭矩较大。

2012-5-25 00：00倒划眼修整井壁至2777m时环空突然憋压至24MPa（正常13MPa），顶驱蹩停；倒划眼期间在井底～2777m井段频繁蹩扭矩，轻微憋压；迅速降低排量至200L/min，下放钻具至顶驱悬重（28T），钻具未能放活，井口见少量返出，上提至中和点悬重90T，迅速下放钻具至顶驱悬重，未能通过遇卡点，再次上提钻具至中和点悬重，尝试蹩扭矩至35KN.m，迅速下放钻具至顶驱悬重，未果；活动钻具期间逐渐提高排量至30SPM（540L/min），井口返出流量正常，环空憋压2～3MPa。

上提至中和点悬重，尝试多次蹩扭矩下放解卡，未果；活动钻具期间逐渐提高排量至900L/min循环，泵压稳定，井口返出流量正常，震击器未工作。

钻井卡钻问题分析与预防处理措施摘要：在钻井作业过程中，由于地质构造的复杂性和一些不可预测的因素，钻井液的性能无法与连续深入钻井过程中的井内情况相匹配，并且缺乏严格的跟踪或粗心的操作，导致发生卡钻事故。

在分析钻井作业卡钻原因的基础上，提出了预防措施和处理对策。

关键词：钻井，卡钻，分析，预防，措施在钻井过程中，钻柱会上下移动。

在这个过程中，由于地质等原因，钻柱将无法上下自由旋转。

当这种现象发生时，将对海洋石油钻井的正常运行产生很大的影响。

这种现象也被称为粘滞。

在钻井过程中，如果不能及时发现和预防卡钻，将造成严重的二次伤害。

因此，为了有效解决卡钻事故造成的钻井周期长、成本高的问题，提高钻井效率，确保钻井安全，需要采取有针对性的预防措施，预防潜在的卡钻风险，识别卡钻后的事故类型，协助工程技术人员采取应急措施，继续预防和处理。

然而，防卡钻技术是一门多学科的技术，在钻井过程中面临着巨大的挑战。

如何正确预防和处理卡钻问题是一个复杂的过程，需要综合考虑。

1石油钻井技术应用中卡钻问题产生的原因卡钻是钻井过程中常见的井下事故。

按事故原因可分为吸附卡钻、坍塌卡钻和减少卡钻。

不同卡钻事故的原因和机理不同，因此事故的处理方法也不同。

1.1吸附卡钻吸附粘滞的主要原因是：吸附粘滞也称为压差粘滞。

部分钻柱停在下部井筒附近。

当钻柱旋转时，它将被钻井液膜包裹，并且钻柱周围的压力相等。

在钻井过程中，由于井眼不会完全垂直，当井内钻具静止时，在井下压差的作用下，部分钻柱会牢固地粘附在井壁上，并与井壁上的泥浆壁混合。

如果钻具在井内停留时间过长，钻具与泥浆壁的接触面积会较大，其最明显的现象是钻具卡死，无法旋转或上下移动，但钻井液循环正常。

钻井液循环时间越长，钻具上升阻力越大，给钻具带来很大的麻烦。

因此，发生吸附卡钻事故的主要原因是作用在钻柱上的井底压力与间隙和井壁摩擦力之间的压力差。

1.2坍塌卡钻坍塌和卡钻是井壁的损坏。

主要原因是钻井设备在钻井过程中改变了井壁周围的应力场，使井壁周围的应力集中和聚集。

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。