1、石油钻井常见的卡钻原因及处理对策常见卡钻原因和处理对策粘吸卡钻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
2、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
3、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。由此我们可以得出结论,只要滤饼存在,就有粘吸卡钻的可能,砂岩井段可以
4、粘钻,泥岩井段也可以粘钻,不过泥岩井段的井径往往是不规则的,和钻柱的接触面积比较少,所以卡钻的机会比较少一些。 地层孔隙压力和钻井液液柱压力的压差存在,是形成粘吸卡钻的外在原因。在同一裸眼井段中,地层孔隙压力梯度不会是统一的,而钻井液液柱压力总是要平衡该井段中的最高地层孔隙压力,对那些地层压力梯度相对低的地层必然会形成一个正压差。当钻柱被井壁滤饼粘吸之后,紧靠井壁一边钻柱的一侧所受的是通过滤饼传来的地层孔隙压力,另一侧所受的是钻井液液柱压力,如果后者大于前者,即有正压差存在,可把钻柱压向井壁,进一步缩小吸附面之间的间隙,增强了吸附力,并进一步扩大了钻柱与井壁的接触面积。 钻柱在静止时,由于任何
5、井都有一定的斜度,钻柱因其自身重量所产生的水平分力而压向井壁的下侧,驱走了中间的隔离层,使钻柱与滤饼之间的距离缩小,当缩小到二者之间的极性分子互相起作用的范围内时,便发生的吸附作用,这就是发生粘吸卡钻的主要原因。二、粘吸卡钻的预防1、使用中性钻井液,或阳离子体系钻井液;2、目前使用的水基钻井液,绝大部分是阴离子体系钻井液,这种钻井液随着井斜的增加或钻井液密度的提高,粘吸卡钻的可能性越来越大,最好的办法就是不让钻柱静止;3、对于阴离子体系的钻井液来说,要求有好的润滑性、较小的滤失量、适当的粘度和切力,必要时加入润滑济以减少滤饼的摩阻系数;4、搞好固控工作,把无用的固相尽量清除干净;5、尽可能做到
6、近平衡压力钻进;6、使用合理的钻柱结构,总的思路是增加支撑点,减少接触面;7、直井粘卡后为了防止卡点上移最好将钻柱总重量的三分之二下压,减少钻柱与井壁滤饼的接触面积,斜井则不能压,因为下部钻具靠井壁下限,越压越死;8、指重表必须灵敏可靠,以防做出错误的判断;9、要保持良好的井身质量;10、在钻柱中带上随钻震击器,因为在粘卡发生的最初阶段,震击解卡是很有效的。三、粘吸卡钻的处理1、强力活动:粘吸卡钻随着时间的延长会越来越严重,所以在发生粘吸卡钻的初期阶段,就应在设备和钻柱的安全负荷内用最大的力量进行活动。2、震击解卡:如果钻柱上带有随钻震击器,应立即启动震击器上击或者下击,以求解卡,这比单纯的上
7、提下压的力量要集中,见效也快得多。若没有随钻震击器,应先测卡点位置,用爆破松扣法从卡点以上把钻具倒开,然后选择适当的震击器下钻对扣后震击以求解卡。如果震击不能解卡,可用注解卡剂边浸泡边震击,其效果会更好。3、降压解卡法:即泥浆液柱压力和地层孔隙压力之差别。 坍塌卡钻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
8、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
9、,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
10、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。例如:钻井液液柱压力不能平衡地层压力;井斜的影响;钻具组合的影响;泥浆液面下降的影响等。井壁坍塌的征兆:A、在钻进过程中发生坍塌:如果是轻微的坍塌,则使泥浆性能不稳定,密度、黏度、切力、特别是含砂量要升高,返出岩屑增多,可以发现许多棱角分明的片状岩屑。如果坍塌层是正钻地层,则钻进困难,泵压上升,转盘扭矩增大,钻头提起后,泵压正常,但钻头放不到井底。如果坍塌层在上边,则泵压升高,钻头提离井底后,泵压不降,且上提下放都的阻力,甚至井口泥浆返出流减少或不返泥浆。B、起钻时发生井塌:正常情况下,
11、起钻时是不会发生井塌的,但在发生井漏后,或在起钻过程中未灌泥浆或少灌泥浆,则随时有发生井塌的可能。井塌发生后,上提遇卡,下放遇阻,而且阻力越来越大,钻具可以转动,但扭矩增加,开泵泵压上升,悬重下降,井口流量减少甚至不返泥浆,停泵后有回压。起钻时钻杆内返喷泥浆。C、下钻发生井塌:井塌发生后,由于泥浆的悬浮作用,塌落的岩屑没有集中,下钻时可能不遇阻,但井口不返钻井液,或者钻杆内返喷泥浆。如果塌落的岩屑集中,则下钻遇阻,当钻头未进入塌层之前,开泵泵压正常,当钻头进入塌层之后,则泵压升高,悬重下降,井口反出量减少或不返泥浆,但钻头一提离塌层,则一切恢复正常。向下划眼时,虽然阻力不大,但泵压忽大忽小,有
12、时会突然升高,悬重也随之下降,井口返量也呈现忽大忽小的状态,有时甚至不返泥浆。从返出的岩屑中可发现带棱角的岩块和经长期研磨而失去棱角的岩屑。D、划眼情况不同:如果是缩径造成的遇阻,经一次划眼即恢复正常,如果是坍塌造成的则划眼时经常蹩泵、别钻,钻头提起后放不到原来的位置,甚至越划越浅。搞得不好,还会划出一个新眼。井壁坍塌的预防:A、采取适当的工艺措施:设计合理的井身结构。表层套管应封掉上部的松软地层,因为这些地层容易坍塌,对钻井液液柱压力的反应最敏感;要用套管封隔已知的漏层。因为钻遇这些地层,往往是钻井液有进无出,必然引起上部地层的大段坍塌;在同一裸眼井段内不能让喷、漏层并存。因为在这种情况下,
13、防喷则漏,防漏则喷,无论喷、漏,都会引起地层坍塌。B、要尽量减少套管鞋下口袋长度,因为较长的口袋是下部岩屑的储藏所,同时也容易引起水泥环脱落。C、调整泥浆性能使其适应所钻地层:对于未胶结的砾石层、砂层,应使钻井液有适当的密度和较高的黏度和切力;对于不稳定的裂缝发育的泥页岩、煤层、泥煤混层,应使钻井液有较高的密度和适当的黏度、切力和较小的失水量,这样,一方面减少或防止地层的坍塌,另一方面也可以把坍塌的岩块携带到地面,防止岩屑沉淀堆集成砂桥;要控制钻井液的PH值在9左右,可以减弱高碱性对泥页岩的强水化作用;采用钻井液内混油的办法,如混入原油、柴油、白油等,因为泥页岩都是亲水的,而非亲油的,混入油类
14、后会降低黏土的吸附力,因而可以抑制泥页岩因亲水而膨胀;适当提高钻井液的矿化度,使之与泥页岩中的水矿化度相当或稍高,减少渗透压,降低井壁处泥页岩的含水量和孔隙压力,使泥页岩强度增加;促进有得于泥页岩稳定的离子交换作用,泥页岩中的Na离子是引起黏土水化的主要根源,如果在钻井液中加入钾、Ca等离子,与泥页岩中的Na离子进行交换,就可以有效的降低泥页岩的膨胀压。D、保持钻井液液柱压力:起钻时连续灌浆,保持井内液面不降;停式或测井时应有专人观察井口,即时往井内灌泥浆;钻柱或套管柱下部装有回压阀时要定时向管柱内灌浆,防止回压阀挤坏,而使泥浆倒流,把井壁抽塌;如果管柱内外压力不平衡,停泵后立管有回压,不能放
15、回水,也不能接方钻杆接单根,因为这样会使环空泥浆倒流,致使环空液柱压力降低。E、减少压力激动:控制起钻速度,特别是钻头泥泡或扶正器泥泡的情况下,上提钻柱时,井口液面不降或外溢,通俗叫法“拔活塞”,这是很危险的,应立即停止起钻,接方钻杆开泵循环钻井液,消除泥泡,如果消除不了,应该边循环边起,待起出小井径段后,再正常起钻;下钻后或钻方钻杆后不宜开泵过猛,排量应由小到大,待泵压正常后,再进行下步动作,复杂井、深井等应分段循环。F、要有意识地保护薄弱地层:对于结构薄弱或有裂缝的地层,钻进时要控制循环压力,起下钻通过这些地层时要严格控制速度,减少对地层的外力干扰。G、不可长期停止循环:如因故停钻,泥浆在
16、井内静止的时间不可过长。H、负压钻进时,尤其要注意液柱压力,液柱压力不能小于裸眼井段某些地层的坍塌压力,否则,应将这些地层用套管封隔。坍塌卡钻的处理:坍塌卡钻以后可能有两种情况,一种是可以小排量循环,一种是根本建立不起循环。往往有这种情况,在发生严重井塌之后,不能循环但能转动,上下也有一定的活动距离,但活动距离越来越小,转动扭矩越来越大,说明砂子越挤越死,最终非卡死不可。此时就不应以转动来求解脱,要严格控制扭矩,为倒扣留一条后路。此时应分析坍塌的是钻具上部还是下部,如果塌的是钻具下部,最好把钻具提卡,立即倒扣,如果倒得好,可以把卡点以上的钻具全部倒出。要知道,坍塌发生后的初期阶段掩埋的钻具并不
17、多,且砂子比较疏松,但随着时间的延长,砂子越集越多,越集越实,卡点会迅速上移,而且上部钻具粘卡我危险性越来越大,因此,只要确定是钻具下部坍塌,就应及早倒扣。倒扣的时间越旱,可能倒出的钻具越多,给下步处理留下的困难越小。但是坍塌卡钻的部位往往是上部松软地层,下部钻具并未埋死,可是钻具失去活动以后,就有粘卡的可能,形成上部坍塌卡下部粘卡的复式卡钻,此时就不应盲目倒扣,因为你倒出的钻具不可能很多,如果钻头水眼被堵死,可能形成一卡到底的局面,而且下部粘卡井段,你要套铣的不是塌块,而是地层,井越深,地层越硬,套铣越困难,最后不得不被迫放弃。此时就应该为下部容易处理假造条件,首先下炸弹把钻头炸掉或把钻铤炸
18、裂,为以后恢复循环假造条件,当上部井眼套通之后只要能恢复循环,就可以按粘吸卡钻处理了,如果不事先进行爆炸,在套铣过程中,钻头水眼肯定会被堵死,以后要想循环是不可能的。也有人提出不爆炸而进行射孔是否能行?实践证明,钻铤上是射不开孔的,即使能射开,射孔的孔眼也很容易堵死,没有一点实用价值。也有人设计了通开水眼的工具和办法,但那只能是局部通开,一向般100米左右,而且工序繁琐,非常浪费,不如爆炸来得一劳永逸。下一步只能是套铣倒扣了,在松软地层宜采用长筒套铣,目前为了加快处理速度都是采用反扣套铣筒内接反扣公锥或倒扣接头,使套铣与倒扣一趟钻完成。较硬地层,宜减少套铣筒长度,尽量减少套铣过程中的失误。套铣
19、至扶正器时,宜下震击器震击解卡,因为大量事实证明,扶正器以下很少有砂子堆积,没有必要去做磨铣扶正器的工作。如果要套铣扶正器,也不能全面套铣,应套铣扶正条根部,因为扶正器上的硬质合金,镶装在扶正条的表面,其根部并无硬质合金,是比较容易套铣的。这就是“避实击虚、避硬吃软”的办法。剥离的扶正条仍在井内,等钻铤倒出后,再磨铣打捞。 砂桥卡钻砂桥卡钻也叫沉砂卡钻,其性质和坍塌卡钻差不多,其危害较粘吸卡钻更严重。砂桥形成的原因:1、在软地层中用清水钻进时极易产生砂桥,因为软地层机械钻速快,岩屑多,而清水的悬浮能力差,岩屑下沉快,一旦停泵时间略长,就容易形成砂桥。2、表层套管下得太少,松软地层暴露太多,套管
20、鞋下部的井径太大,在平时循环时积存了不少的岩屑,如果井内压力有波动,这些沉砂失去了支持力,就要下滑而形成砂桥。有时下钻或电测套管鞋处遇阻就是这个原因。3、在钻井液中加入絮凝剂过量,细碎的砂粒和混入钻井液中的黏土絮凝成团,停止循环三五分钟,即形成网状结构,搭成砂桥。4、某些井机械钻速快,循环排量小,环空中钻井液中的钻屑浓度大,一部分岩屑附于井壁,排不出来,一旦停止循环就容易形成砂桥。某些钻井工作者一味的追求高压喷射而降低泵的排量,却吃了不少苦头。某些井起钻之困难难比上青天。5、改变井内原有的钻井液体系,或急剧改变钻井液性能时,破坏井内原以形成的平衡关系,会导致井壁滤饼的剥落和原已粘附在井壁上的岩
21、屑的滑移,而且是形成砂桥。6、井内钻井液长期静止之后,由于切力太小,岩屑向下滑落,有的滑落速度快,有的滑落速度慢,在某一特定井段,岩屑浓度变得极大,但尚未形成具有一定抗压强度的砂桥,因此下钻时钻头可以顺利通过,但是钻井液却返不上来,遇到这种情况,如果钻具下入过多,开泵过猛,就促使岩屑挤压在一起,泵压越高,挤压得越紧,最终造成砂桥卡钻。7、有些井施工时间很长,钻井液性能不足以抑制地层的坍塌,使泥页岩井段的井径变得很大,而砂岩井段仍保持钻头直径。当钻井液上返至大井径段,返慢变低,靠近井壁的返速接近于零,大量岩屑就此沉积下来。但这些堆积起来的岩屑,没有粘合性,在自然倾角以内,处于稳定状态,对钻井施工
22、影响不大。可是此处岩屑越积越多,当达到自然倾角以上时,稍有触动,即可垮塌,像泥石流一样,将下部井眼埋住,这些岩屑和钻井液混合在一起,结构很疏松,所以下钻时可能遇阻,也可能不遇阻。但开泵循环时,把岩屑挤压在一起,形成砂桥,致使蹩泵。泵压越高,形成的砂桥越结实。8、浸泡解卡剂时,容易把井壁滤饼泡松泡垮,增加了解卡剂中的固体含量。排解卡剂时,如开泵过猛或排量过大,极易将岩屑与滤饼挤压在一起,形成砂桥。9、钻井液被盐水或石膏污染后,极易破坏井壁滤饼而形成砂桥。10、气体欠平衡钻井时,遇到地层水,会发生岩屑润湿、粘结,当湿钻屑充填了环空时,形成泥环,会阻断气流形成砂桥。井内有砂桥的征兆:1、下钻不返泥浆
23、,或者钻杆内返喷泥浆。钻头进入砂桥后,由于砂桥隔断了环空,被钻具体积排出的泥浆不能从井口返出,而被迫进入钻头水眼从钻杆内返喷出来,或者被挤入松软、易漏地层中。2、在砂桥未完全形成以前,下钻时可能不遇阻或阻力很小,而随着钻具的继续深入,阻力逐渐增加,所以钻具的遇阻是软遇阻,没有固定的突发性阻点。有时发生钻具增加而悬重不增加的现象,这是因为钻具增加的重量被砂桥的阻力所抵消的缘故。3、起钻时若发生砂桥,则环空液面不降,而钻具水眼内的液面下降很快。4、钻具进入砂桥后,在未开泵之前,上下活动与转动自如,如要开泵循环,则泵压升高,悬重下降,井口不返钻井液或返出量很少。5、在钻进时,如钻井液小,或携砂能力不
24、好,在开泵循环过程中,钻具上下活动转动均无阻力,一旦停泵则钻具就提不起来。6、气体钻井时发现返出钻屑中有水湿泥团、气压上升、返出气体量减少甚至不返,起下钻具有阻力。砂桥卡钻的预防:1、最好不要用清水钻进。如果用清水钻进,一定要对循环系统进行高压试运转,一旦循环系统出了问题要修理时,如果短时间内能恢复可起出几柱钻杆,边活动边修理,假如修理时间需要很长,必须起出钻具。2、优化钻井液设计,钻井液体系其性能不仅要满足高压喷射钻井的需要,还要满足巩固井壁、携带岩屑的需要,使钻井液能形成坚韧低渗透的滤饼,借以巩固井壁。3、钻进时,要根据地层特性选用适当的泵排量,既要保持井眼清洁,又不能冲蚀井壁。起钻前要彻
25、底循环,清洗井筒。4、在胶结不好的地层井段不要划眼。当起下钻、循环泥浆而钻头或扶正器处于该井段时不要转动钻具,以保护已形成的滤饼。5、下钻时,发现井口不返泥浆或者钻杆内返喷泥浆,应停止下钻。起钻时发现环空内泥浆液面不降,应停止起钻。应立即接方钻杆开泵循环,开泵时要排量由小到大,待循环正常后,方可继续起下钻作业。如开泵困难,应改变钻头位置后再开泵,可能会容易些开通,因为此时钻具是可以自由活动的,如果继续在原位置蹩压,漏失的泥浆越多,砂桥蹩得越紧,就失去了活动钻具的自由。6、严格控制井径扩大率在15%内,因为井径扩大是由于井壁坍塌造成的,井壁坍塌可产生更多的岩屑。7、在地层松软机械钻速较快的时候,
26、钻井液中的岩屑浓度必然增大,此时应适当的延长循环时间,待岩屑升到一定程度并均匀分布后,再停泵接单根。接单根速度要快,开泵要由小到大。8、要维持钻井液体系性能的稳定。除密度根据需要可以随时调整外,其它性能的改变,要慎重从事。如要改变必须制定详细的安全保证措施,防止各种性能的大起大落。安全、优质、均匀、稳定是维护钻井液应遵循的原则。9、粘吸卡钻,往往用解卡剂浸泡解卡,排除解卡剂时要特别小心,宜先小排量开通,经一段时间后,再逐渐增加排量。在解卡剂量未完全排出井口之前,不能随意停泵。因为失去循环的连续性是形成砂桥的主要原因。10、裸眼井段,钻井液静止的时间不能过长,特别是松软地层未用套管封隔情况下更要
27、注意。因为井壁剥落现象是经常发生的,有时是周期性的出现。在正常循环时,剥落的岩屑同钻屑一起被钻井液带出,同时钻井液的流动阻力会给地层增加一定的回压。停泵循环后,这个回压消失,井壁剥落速度会增加。同时长期存于大井眼中的陈岩屑也可能滑移到钻井液中。随着时间的延长,这些岩屑越积越多,最终把井眼堵塞。遇到这种情况,处理起来比较麻烦,因为下钻时阻力很小,但开泵不通,只好起钻到能循环的井段,划眼下放。而划眼下放稍快一点,就蹩泵,悬重下降,司钻必须立即停泵上提钻具,直到开泵泵压正常为止,否则便会卡钻。所以经常是前进一步后退两步,这比正常钻进要困难很多。同时在划眼过程中又极易划出新眼,一旦出了新,要想用一般的
28、办法再找回老眼,那是难上难了。11、水层,不宜用气体循环钻进。砂桥卡钻的处理:砂桥卡钻的性质和处理方法与坍塌卡钻差不多,一旦发生就很难处理。不过砂桥比井壁坍塌的性质要轻微一些,有时还有可能小排量循环,在这种情况下,就应维持小排量循环,逐步增加钻井液的黏度、切力,待一切情况稳定之后,再增加排量,力争把循环通路打开,千万不能贸然增加排量,增大泵压,把砂桥挤死,断了这一线希望。如果开泵时,钻井液只进不出,钻具卡死,就应算准卡点位置,争取时间从卡点附近倒开。此时绝不能等待观望,贻误战机,因为时间长了砂桥卡钻可能演化为砂桥、粘吸复式卡钻。下手越早倒出的钻具越多。 砂桥形成的位置,可能在上部,也可能在下部
29、,但它的井段不会太长,不可能把井下钻具全埋死。如果砂桥在上部,最好先下炸弹把钻铤炸裂,为之后恢复循环假造条件,第一次倒出的钻具虽然不多,但有可能利用一次长筒套铣,即可把砂解除。然后将钻具对扣,恢复循环,以后的事情就简单了。如果砂桥在下部,应利用爆炸松扣的方法,一次将未卡钻钻具倒完,以下的钻具只能用套铣倒扣或套铣切割的办法来解卡了。 砂桥卡钻往往是在起下钻过程中发生的,钻头不在井底,因此在套铣过程中,落鱼有可能下沉。遇到这种情况,应立即对扣,活动钻具,极有可能在活动中解卡。如果钻柱上有扶正器的话,砂桥往往在是上一个扶正器的上面,因此,套铣到扶正器以后,不必再扩眼去套铣扶正器,就可以接震击器震击解
30、卡了。 缩径卡钻 缩径卡钻,就是小井径卡钻。无论何种原因,钻头通过的井段,其直径小于钻头直径,均可造成卡钻。缩径卡钻也是钻井工程中常见的事故,处理起来比坍塌卡钻容易些,但比粘吸卡钻要困难。一、缩径卡钻的原因:1、砂砾岩的缩径:砂岩、砾岩、砂砾混层如果胶结不好或甚至没有胶结物,在井眼形成之后,由于其滤失量大,在井壁上形成一层很厚的滤饼,因而缩小了原已形成的井眼。2、泥页岩缩径:泥页岩井段一般表现为井径扩大,但有些泥页岩吸水后膨胀,也可使井径缩小。如A、浅层泥页岩,主要成分为钠蒙脱石,具有较高的含水量,在钻进中极易出现塑性变形。B、未固结的黏土层。C、在压力异常带的泥页岩,其含水量和孔隙压力都远远
31、超过正常值,也容易发生塑性变形。3、盐膏层缩径:盐膏层可分为两类,即纯盐层和盐、膏、泥复合层。纯盐层又可分为原生沉积盐、次生岩脉盐和残存混合盐三种。原生沉积盐为大段结晶状无机盐(大部分为氯化钠和硫酸钙,也可含有其它盐类,如氯化钾、氯化钙、芒硝等),单层厚度较大,岩性比较稳定,夹层常为不易坍塌的白云岩、石灰岩等。次生岩脉盐均在次生缝洞内壁呈垂直或斜交盐晶粒生长,并为同生角砾岩的胶结物。残存混合盐是由原生沉积岩蠕动消失后的残存盐角砾和其它角砾混杂胶结组成。它给钻井造成的主要困难是上部地层的盐溶扩径和下部地层的蠕变缩径。盐、膏、泥复合层往往是三者相间,互层多且薄,岩性变化大,往往由盐层、盐膏层、石膏
32、、芒硝、泥岩、含膏泥岩、灰质泥岩、泥页岩等多种岩性组成。其岩性复杂多变,而且由于沉积环境的不同,产生了富含碳酸盐、硫酸盐的盐岩再加上周期性交互沉积分选差的砂泥岩,形成形形色色的复合盐岩,构成的盐膏岩性质千差万别,蠕变特性差异很大。这给钻井造成的主要困难不仅有盐溶扩径和蠕变缩径,而且还极可能造成井壁坍塌。以盐为胎体或胶结物的泥页岩、粉砂岩、等遇到矿化度低的水会溶解,盐溶解的结果导致泥页岩、粉砂岩因失去支撑而坍塌。夹在盐层间的薄泥页岩、粉砂岩,盐溶后失去承托,而掉块、坍塌。4、原已存在的小井眼:钻头使用后期,外径磨小,形成一段小井眼,有些取芯钻头,其外径小于正常钻进的钻头(190取芯筒),也会形成一段小井眼,如果下钻不注意,或扩眼、划眼过程中发生溜钻,也会造成卡钻。其性质和缩径卡钻一样。5、弯曲井眼:有些井由于下部钻具结构刚性不够,而形成弯曲井眼,当下部钻具结构改变,刚性增强,或者下入外径较大的扶正器、大尺寸打捞工具等,在弯曲井眼处容易卡钻。6、技术人员粗心大意,将大一级的钻头或扶正器下入小一级的井眼中。7、钻井液性能发生了较大的变化:如钻遇石膏层、盐层、高压盐水层,泥浆滤失量增加,黏度切力增加,滤饼增厚。或者为了堵漏,大幅度调整泥浆性能,都容易形成假泥饼,使某些井段的井径缩小。二、缩径卡钻的征兆:1、阻卡点固定在井深某几点。因为小井径总是个别井段,所以下钻遇阻时,提离该点
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