井眼卡鉆事故探究

馬生居

（川慶鉆探工程有限公司工程國(guó)際部，四川成都 610000）

井眼卡鉆事故探究

馬生居

（川慶鉆探工程有限公司工程國(guó)際部，四川成都 610000）

由分析卡鉆事故發(fā)生的原因著手，提出幾點(diǎn)預(yù)防井眼卡鉆事故以及解卡的措施。

井眼；卡鉆

1 井眼卡鉆的原因分析

1.1地質(zhì)因素

井眼卡鉆事故受到地質(zhì)因素的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，在礫巖或者砂巖井段，假如鉆井液的濾失量相對(duì)較大，就會(huì)在井壁形成一定厚度的泥餅，從而縮小井眼的有效直徑。第二，井眼在泥頁(yè)巖井段會(huì)由于其吸水膨脹而導(dǎo)致井眼縮徑。第三，如果鉆井液在鹽巖井段的液柱壓力達(dá)不到控制鹽層塑性流動(dòng)的程度，就會(huì)導(dǎo)致鹽巖的塑性變形，從而形成小井眼段。

1.2井眼因素

在鉆頭遇到研磨性的地層時(shí)，通常鉆頭已經(jīng)到了使用的后期階段，或者穩(wěn)定器由于受到磨損減小了外徑，形成小井眼。如果對(duì)于這段小井眼沒有預(yù)見性，就很有可能導(dǎo)致卡鉆事故。并且因?yàn)橄虏康貙有再|(zhì)、鉆井參數(shù)以及鉆具結(jié)構(gòu)等各個(gè)因素都會(huì)發(fā)生變化，有時(shí)會(huì)形成彎曲井眼，一旦下部鉆具組合發(fā)生改變，下入長(zhǎng)度較長(zhǎng)且外徑大的套銑打撈工具，也會(huì)出現(xiàn)卡鉆事故。

1.3鉆井液因素

在鉆井過程中如果遇到高壓鹽水層、鹽巖層或者石膏層時(shí)，鉆井液的性能可能會(huì)發(fā)生很大的變化，比如切力以及粘度有所提高，濾失量有所增加，或者堵漏過程中如果鉆井液的性能有大幅度的改變，井壁上都很容易形成假泥餅，縮小井徑導(dǎo)致卡鉆事故的發(fā)生。

1.4操作因素

按照井眼卡鉆的相關(guān)力學(xué)模型分析，下鉆過程中的下壓噸位以及下鉆速度是兩個(gè)最主要原因，所以在預(yù)見到會(huì)形成小井眼井段時(shí)，要制定出嚴(yán)格的下鉆操作規(guī)范。

2 防止井眼卡鉆的措施

2.1凈化井眼

2.1.1泵排量要足夠

即要有足夠的環(huán)空返速以防止形成巖屑床。各種井斜角下，不管是使用紊流還是層流，如果提高了泥漿環(huán)空流速則清巖的效果就會(huì)更好，排量越大，鉆屑沉積床的厚度就越小，一旦排量大于一個(gè)臨界值，則基本不會(huì)形成鉆屑沉積床。

2.1.2井斜角度大于可以利用紊流

如果井斜角度小于45°，層流可以達(dá)到最好的清洗效果，清井效果會(huì)隨著泥漿屈服值的增加而越來越好。但紊流與流體流變性無關(guān)，只與泥漿的動(dòng)量特征有關(guān)，因此如果井斜角度大于55°時(shí)，再增加泥漿的塑性粘度以及屈服值就不會(huì)再起到凈化井眼的效果了，所以此時(shí)在井中利用紊流的清潔效果會(huì)相對(duì)更好。

2.1.3改善鉆井液的粘度

鉆井液的粘度如果有所提高，就可以提高鉆井液粘附鉆屑的能力，在流動(dòng)鉆井液中鉆屑的滑脫速度就會(huì)有所減小，從而被鉆井液帶出井眼。

2.2改善操作方法

2.2.1短起下作業(yè)

如果井段的斜度大則可以有計(jì)劃的采用短起下作業(yè)，鉆桿緊緊貼著下井壁，在鉆具進(jìn)行上下活動(dòng)的過程中，鉆桿的接頭部分可以刮開巖屑沉積床，于是巖屑就會(huì)散入環(huán)空泥漿中隨其帶出井口，達(dá)到凈化井眼的作用。

2.2.2旋轉(zhuǎn)鉆柱

泥漿被旋轉(zhuǎn)的鉆具不停攪動(dòng)，就會(huì)帶出泥漿里的巖屑，從而防止其脫滑沉積；并且旋轉(zhuǎn)鉆柱對(duì)于泥漿在流動(dòng)過程中產(chǎn)生紊流也有一定的幫助。如果流體的粘度較高，采用旋轉(zhuǎn)鉆柱的方法可以提高井眼的凈化效果。

2.2.3鉆速的控制

如果下鉆的井段鉆速較快，則要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。鉆速提高就會(huì)增加單位時(shí)間內(nèi)的鉆屑量，巖屑沉積的機(jī)率也隨之增加，所以要對(duì)鉆速進(jìn)行適當(dāng)控制。此外，還要減少在下鉆時(shí)的泥漿靜止時(shí)間，在泥漿無法正常循環(huán)的情況下，巖屑很容易會(huì)沉積到下井壁，而且泥漿靜止的時(shí)間越長(zhǎng)，沉積就會(huì)越徹底，所以要盡量減少泥漿的靜止時(shí)間。

2.3保持井壁的穩(wěn)定性

鉆井過程中井壁的穩(wěn)定性是保證鉆井安全的重要因素之一，如果井壁失穩(wěn)則很容易發(fā)生卡鉆事故，因此要采取相應(yīng)的措施以提高井壁的穩(wěn)定性。比如提高泥漿的密度，為井壁提供足夠的支撐力；提高泥餅的質(zhì)量，從而有效防止泥漿失水，如果泥餅的質(zhì)量高的話，就會(huì)牢固地吸附在井壁，并且還具有較好的潤(rùn)滑性能；減少泥漿的失水，尤其是高壓高溫環(huán)境下的失水，從而盡可以減小濾液侵入等。

2.4鉆具及其組合的選擇

2.4.1鉆具組合結(jié)構(gòu)的選擇

在造斜井段，鉆柱會(huì)產(chǎn)生比較高的彎曲應(yīng)力，從而導(dǎo)致鉆具疲勞損壞，尤其當(dāng)鉆柱進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，鉆柱在彎曲井段會(huì)受到交變應(yīng)力的作用而產(chǎn)生疲勞損壞，所以在選擇鉆具組合結(jié)構(gòu)時(shí)要遵循可以順利通過大曲率井眼的原則，鉆具組合要盡可能減少轉(zhuǎn)換配合，盡可能降低造斜井段鉆柱的剛性，以免發(fā)生斷鉆具事故。此外在水平段以及造斜段可以采用斜坡鉆桿，因?yàn)樵谛本毋@具是緊貼下井壁的，如果采用直角鉆桿會(huì)使下放阻力增加，還會(huì)利壞井壁的泥餅；而直井段則采用加重鉆桿，因?yàn)榧又貤U的剛性相對(duì)較大，在曲率較大的井段中使用會(huì)對(duì)加重鉆桿進(jìn)一步的破壞，所以一般加重鉆桿應(yīng)用于直井段，以降低鉆柱的摩阻，提高鉆柱抗壓失穩(wěn)的能力。

2.4.2鉆具的選擇

要選擇品質(zhì)優(yōu)良的鉆頭，以避免發(fā)生鉆頭事故。如果在斜井段采用PDC鉆頭，要選擇便用造斜、短保徑的高效鉆頭，而選擇牙輪鉆頭時(shí)要采用帶金屬密封、適用于高轉(zhuǎn)速的產(chǎn)品。這類鉆頭通常壽命較長(zhǎng)。螺桿的選擇也很重要，要盡量選擇強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)的高效螺桿。螺桿比較容易損壞，如果在鉆井過程中發(fā)生了螺桿斷裂掉入井眼的事故，則打撈工作具有一定的難度，嚴(yán)重的會(huì)因?yàn)橐桓輻U而報(bào)廢一口井眼，因此螺桿的選擇很重要。此外，在施工過程中

3 酸化解卡

在注酸前要先采用大排量的泥漿循環(huán)兩到三周，將井眼進(jìn)行充分的清潔，保證其暢通。注酸作業(yè)可以采用固井水泥車來進(jìn)行，先對(duì)地面管匯做試壓，壓力穩(wěn)定且無滲漏再進(jìn)行下步施工。注酸時(shí)要注意如果井眼的氣層有打開，則要防止二氧化碳上舉引發(fā)井噴，因此在注酸前要檢查各個(gè)井控裝置以及電子點(diǎn)火裝置，備好消防設(shè)備，井場(chǎng)內(nèi)不可擅動(dòng)明火。按照浸酸井段不同控制注酸數(shù)量，例如井段在3 233m到3 595m之間，可以注入10m3含量為10%的鹽酸，鉆具內(nèi)為3m3，環(huán)空7m3，替量29.7m3，前置液0.5m3到1m3的原油，后置液則1m3的清水。在注酸替量完成15分鐘后，上提鉆具解卡即可。在解卡后及時(shí)活動(dòng)鉆具，再進(jìn)行循環(huán)大排量泥漿進(jìn)行除氣，加入處理劑，對(duì)泥漿性能進(jìn)行調(diào)整后起鉆。

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Drill Hole Card Accident Inquiry

Ma Sheng-ju

This paper analyzes the reasons for the accident sticking to proceed，proposed several measures to prevent accidents as well as borehole drilling card solution cards.

wellbore；sticking

TE24

A

1003-6490（2016）01-0083-02

2016-1-15

馬生居（1974—），男，廣西南寧人，工程師，主要研究方向?yàn)殂@井工藝。