卡鉆的預(yù)防和處理

任憲忠

【摘要】鉆井事故的種類比較多，常見的有：粘附卡鉆、垮塌卡鉆、壓差卡鉆、鉆具事故等十余種。本文詳細闡述了粘附卡鉆、垮塌卡鉆和鉆頭泥包卡鉆的預(yù)防和處理方法，為此類事故的預(yù)防和處理提供了技術(shù)支持和保障。

【關(guān)鍵詞】粘附卡鉆 垮塌卡鉆 預(yù)防 處理

鉆井工程投資大，風險大，工藝技術(shù)復(fù)雜，是一項隱蔽的地下工程，容易造成井下諸多復(fù)雜情況和事故。鉆井事故的種類比較多，常見的有：粘附卡鉆、垮塌卡鉆、壓差卡鉆、鉆具事故等十余種，下面主要針對粘附卡鉆、垮塌卡鉆、鉆頭泥包卡鉆三種狀況進行分析和處理。

1 粘附卡鉆的預(yù)防與處理1.1 粘附卡鉆的預(yù)防

（1）合理設(shè)計鉆井液密度，在保證平衡地層壓力的情況下，盡量降低鉆井液密度，以降低鉆井液靜液柱壓力與地層孔隙壓力之間的壓差，實現(xiàn)近平衡壓力鉆井。油井壓差1.5～3MPa，氣井壓差3.5～5MPa。

（2）搞好地層壓力監(jiān)測工作。根據(jù)地層壓力系數(shù)和鉆井液密度的附加原則隨時調(diào)整鉆井液的密度值，達到近平衡鉆井。

（3）保證鉆井液性能穩(wěn)定良好，低失水，低密度，低固相，低含砂，低粘度。

（4）鉆井液性能要堅持勤測量，勤觀察，勤維護。每班至少應(yīng)做全套性能一次，處理加入藥品時要按循環(huán)周均勻加入，加量不得過猛。

（5）搞好鉆井液凈化工作，正常鉆進循環(huán)鉆井液時，保證直井鉆井液含砂量低于0.3%，定向井深井含砂量低于0.2%。

（6）鉆進時必須有足夠大的鉆井液上返速度，在直徑3llmm井眼排量不小于50升/秒，直徑216mm井眼不低于30升/秒。

（7）在易卡地區(qū)或易卡井段，鉆井液中加入無螢光潤滑劑2～5%或加入2～ 3 %塑料小球，以降低泥餅的摩擦系數(shù)。

（8）鉆具在井內(nèi)時應(yīng)經(jīng)?；顒?，一般情況下鉆具在井內(nèi)靜止時間不得超過3分鐘。復(fù)雜井段應(yīng)不停地活動。活動鉆具的方法應(yīng)以上提下放為主，結(jié)合轉(zhuǎn)動，每次上下活動范圍不少于4米，轉(zhuǎn)動不少于10圈，同時注意定點轉(zhuǎn)動不可時間過長。

（9）若井下鉆具無法活動時，深井可將鉆具重量的2/3以上壓在井底。2500米以內(nèi)的淺井應(yīng)將鉆具的全部重量壓在井底。在有條件的情況下，應(yīng)設(shè)法用人力或液壓大鉗試轉(zhuǎn)動鉆具，并盡可能地保證鉆井液循環(huán)。

1.2 粘附卡鉆的處理

（1）發(fā)生粘附卡鉆以后，要及時果斷處理。在鉆具和設(shè)備的安全負荷內(nèi)，大幅度上下活動或轉(zhuǎn)動鉆具。大幅度上下活動時應(yīng)停止循環(huán)，防止鉆具刺漏。

（2）當活動鉆具無效等待其它方法解卡時，為防止卡點上移，應(yīng)超過卡點鉆具重量的拉力活動鉆具，并且每次上提下放不應(yīng)在同一拉力上，以免鉆具受力集中造成疲勞折斷。

（3）粘附卡鉆發(fā)生后，應(yīng)根據(jù)不同的具體情況，選擇不同的解卡辦法，并應(yīng)迅速組織施工。

（4）浸泡解卡法：

該方法是通過注入一定量的油基泡液或清水、飽和鹽水循環(huán)，以便軟化或溶解泥餅，達到解卡的目的。

（5）“U”形管解卡法：分別把鉆柱內(nèi)和環(huán)空各當作U”形管的一翼，通過向鉆桿內(nèi)注入輕質(zhì)液體或氣體，然后有控制地排放，使環(huán)空的鉆井液液面下降，從而達到降低壓差和解卡的目的。

（6）套銑倒扣法：當上述方法均不能解卡時，采用套銑倒扣法，即利用大直徑厚壁銑管下入井眼直接破壞泥餅，并通過循環(huán)帶出泥餅、巖屑等卡鉆物，可以解除各種原因引起的卡鉆。所選用的銑管尺寸必須能夠套入魚頂，并在銑管與被卡管柱之間留有足夠的間隙。由井眼的具體條件決定銑管的安全長度。

2 垮塌卡鉆的預(yù)防和處理

2.1 垮塌卡鉆的預(yù)防

（1）及時注意對巖屑的分析，如發(fā)現(xiàn)上部地層巖屑突增，及時提醒司鉆和值班干部，以便及時采取措施。

（2）嚴格控制鉆井液失水量，中壓失水不大于5mL，高壓失水不大于 15mL，減少鉆井液中的自由水對泥頁巖的表面水化程度，防止泥頁巖吸水后水化膨脹坍塌。

（3）對地表的礫石層和埋藏較淺的坍塌層，可使用高粘切鉆井液，使坍塌物能懸浮帶出，保證井下正常。

（4）對地層傾角大，構(gòu)造應(yīng)力大，斷裂破碎帶，應(yīng)適當上調(diào)鉆井液密度，增加鉆井液柱對井壁的側(cè)壓力。

（5）鉆井液性能調(diào)整需在鉆開垮塌層之前進行，鉆開過程中不能大幅度調(diào)整，補充的鉆井液應(yīng)與井內(nèi)性能一致。

（6）嚴防污水，雨水浸入鉆井液。

（7）正常起鉆每3-5柱灌滿一次鉆井液，若起鉆拔活塞，應(yīng)及時正灌，分段循環(huán)。

（8）嚴格控制起、下鉆速度，減小激動壓力，防止井垮。2.2 垮塌卡鉆的處理

（1）鉆進中如果發(fā)現(xiàn)掉塊增多，應(yīng)堅持原排量循環(huán)，切忌停泵，按循環(huán)周0.02提高鉆井液密度和適當提高鉆井液粘度，直到井壁穩(wěn)定為止。

（2）若遇嚴重井垮，應(yīng)邊灌鉆井液邊組織人員強行起鉆。

（3）起鉆中發(fā)現(xiàn)鉆井液從鉆具返噴嚴重，應(yīng)及時接方鉆桿循環(huán)，調(diào)整鉆井液性能，待井下情況正常方可繼續(xù)起鉆。

（4）起鉆遇卡不得超過原懸重50kN，下鉆遇阻不能超過100kN，否則應(yīng)接方鉆桿循環(huán)劃眼直到上下活動暢通無阻。

（5）若因地面未灌好鉆井液造成井垮卡會鉆，可采用下?lián)艋虻孛嬲饟艚獬?/p>

（6）若因井漏，地層壓力大于液柱壓力造成的井垮卡鉆在震擊無效時，采用套銑倒扣方法解除。

3 鉆頭泥包的預(yù)防與處理

3.1 鉆頭泥包的預(yù)防

（1）按照設(shè)計要求調(diào)整好鉆井液性能，搞好鉆井液凈化工作，努力控制鉆井液含砂量低于0 .5%。

（2）在上部軟地層應(yīng)適當增加鉆井液排量，保證排量達到設(shè)計要求的上限值。

（3）根據(jù)地質(zhì)提供的巖性情況，合理選擇鉆頭類型，上部軟地層應(yīng)選擇銑齒自洗式鉆頭類型。

（4）鉆進時應(yīng)時刻注意鉆時、泵壓變化，若巖性未變鉆時增高，泵壓逐漸下降，可能井下短路循環(huán)，嚴重時將鉆頭泥包。

3.2 鉆頭泥包卡鉆的處理

（1）發(fā)現(xiàn)鉆頭泥包后，根據(jù)地層情況，可采用多劃眼，減少鉆壓，提高轉(zhuǎn)速，降低鉆井液粘度，保持或加大排量的方法解除泥包。

（2）起鉆時必須隨時注意指重表的變化，遇卡不得硬拔，循環(huán)甩掉泥包。

（3）起鉆時井口灌不進鉆井液或外溢，應(yīng)分段接方鉆桿正灌，每起鉆2—3柱灌滿一次。

（4）若起鉆遇卡，處理不當將鉆具卡死，可利用井下下?lián)羝骰虻孛嬲饟羝鹘獬?/p>

（5）當震擊無效時，可將鉆頭處泡油，減小鉆頭與井壁的摩阻，然后利用震擊器解除卡鉆。

（6）一旦泡油，震擊無效，可采用套銑倒扣的方法。

參考文獻

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