卡钻的判断和处理

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（图1-1）。

最容易卡住的是钻铤,由于钻具失去了活动的自由,卡点可以逐渐上移,直至套管鞋附近。

粘吸卡钻的原因:井壁上有滤饼的存在是造成粘吸卡钻的内在原因, 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。

泥页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,所以泥页岩井段容易形成厚滤饼。

第三是滤失作用,•它加速了钻井液中固相颗粒在渗透性岩层表面的沉积。

粘吸卡钻的象征1.粘吸卡钻是在钻柱静止的状态下发生的。

因此,卡钻前钻具上下活动、转动均不会有阻力(正常摩阻力除外),至于静止多长时间才会发生粘卡,这和钻井液体系、性能、钻具结构、井眼质量有密切关系,少则二、三分钟,多则几十分钟,但必须有一个静止过程。

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。

4.粘吸卡钻后,如活动不及时,卡点有可能上移,甚至直移至套管鞋附近。

粘吸卡钻的处理粘吸卡钻发生之后,可以采取如下办法处理：•••••(一)强力活动:粘吸卡钻随着时间的延长而益趋严重,所以在发现粘吸卡钻的最初阶段,就应在设备(特别是井架和悬吊系统)和钻柱的安全负荷以内尽最大的力量进行活动,上提不超过薄弱环节的安全负荷极限,下压不受限制,可以把全部钻柱的重量压上,也可以进行适当的转动。

用这种办法解除粘卡事故的事例很多。

在这里很重要的一点就是让现场工作人员有在安全限度内以最大力量进行活动的权利,如果限制过死,层层上报,待上级人员到达现场时,已经失去了活动解卡的可能。

这里用得着孙子的一句话:“将能而君不制者胜。

”如果强力活动若干次(一般不超过10次)无效,就没有必要再强力活动了。

此时应在适当的范围内活动未卡钻柱,•上提拉力不要超过自由钻柱悬重100～200kN,下压力量根据井深及最内一层套管的下深而定,•可以把自由钻柱重量的二分之一甚至全部压上去,使裸眼内钻柱弯曲,减少与井壁的接触点,防止卡点上移。

但必须注意,钻柱只能在受压的状态下静止,不许在受拉的状态下静止。

（二)震击解卡:1．机械震击法2．爆炸震击解卡法3．水力脉冲法（三)浸泡解卡剂:（四）降压法解卡（五）电渗透解卡法（六）冲击波法解卡：（七）井口憋压解卡法井壁失稳与坍塌卡钻坍塌卡钻是井壁失稳造的,•如图1-8所示,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,风险性最大,甚至有全井或部分井眼报废的可能,所以在钻井过程中应尽力避免这种事故的发生。

井壁坍塌的象征1.在钻进过程中发生坍塌:•如果是轻微的坍塌,则使钻井液性能不稳定,密度、粘度、切力、含砂量要升高,•返出钻屑增多,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,扭矩增大,•钻头提起后,泵压下降至正常值,但钻头放不到井底。

如果坍塌层在正钻层以上,则泵压升高,钻头提离井底后,泵压不降,且上提遇阻下放也遇阻,甚至井口返出流量减少或不返。

2.起钻时发生井塌:•正常情况下,起钻时不会发生井塌。

但在发生井漏后,或在起钻过程中未灌钻井液或少灌钻井液,•则随时有发生井塌的危险。

井塌发生后,上起遇阻,下放也遇阻,而且阻力越来越大,但阻力不稳定,•忽大忽小。

钻具也可以转动,但扭矩增加。

开泵时泵压上升,悬重下降,井口流量减少甚至不返,停泵时有回压,起钻时钻杆内反喷钻井液。

3.下钻前发生井塌:•井塌发生后,由于钻井液的悬浮作用,塌落的碎屑没有集中,下钻时可能不遇阻,但井口不返钻井液,或者钻杆内要反喷钻井液。

如果塌落的碎屑集中,则下钻遇阻,当钻头未进入塌层以前,开泵泵压正常,当钻头进入塌层以后,则泵压升高,悬重下降,井口返出流量减少或不返,但当钻头一提离塌层,则一切恢复正常。

向下划眼时,•虽然阻力不大,扭矩也不大,但泵压忽大忽小,有时会突然升高,悬重也随之下降,井口返出的流量也呈现忽大忽小的状态,有时甚至断流。

从返出的岩屑中可以发现新塌落的带棱角的岩块和经长期研磨而失去棱角的岩屑。

4划眼情况不同:•如果是缩径造成的遇阻(岩层蠕动除外),经一次划眼即恢复正常,如果是坍塌造成的遇阻,划眼时经常憋泵、别钻,钻头提起后放不到原来的位置,越划越浅,比正常钻进要困难得多。

搞得不好,还会划出一个新井眼,丢失了老井眼,使井下情况更加复杂化了。

井塌的处理1.下钻过程,•如发现井口不返钻井液,或者钻杆内反喷钻井液,这是井塌的象征,应立即停止下钻。

开泵循环通井或划眼,待井下情况正常后,•再恢复下钻工作。

通井、划眼,•如果在较硬地层中进行,一般不会发生意外,如在软地层中进行,•就很容易划出新井眼而失去老井眼,如渤南油田××井,设计井深3340m,由于多次井塌,多次划出新井眼,在一口井上进尺一万多米,还没有钻完这口井。

由于这方面的教训太多了,所以有人给井塌后的划眼工作定了一条硬措施叫“一通、二冲、三划眼,•”但是往往是通也通不动、冲也冲不下,•不划眼又怎办呢?只好活动活动转盘,一活动转盘问题就出来了。

出了新井眼又不承认是新井眼,钻又不敢钻,划也划不动,大量时间就消耗在似划非划、似钻非钻的状态之中。

在软地层中不能用钻头去划眼,无论是何种钻具组合,只要用钻头,准能划出新井眼。

如果是地层较硬,非用钻头不行的话,那也不必担心划出新井眼,因为硬地层是划不出新井眼的。

为了避免钻出新井眼而又能快速划眼下放消除障碍,•我们设计了一种划眼工具,如图1-13所示,它是由接头、刀片、导引杆、和马蹄形端部组成。

划眼时,•导引杆始终处于老眼中,它没有切削作用,不会钻出新井眼。

马蹄形端部可以防止突然憋泵。

刀片可以破碎已垮塌的地层,把大块钻成小块,通过循环的钻井液带出地面。

使用这种工具,•不受“一通、二冲、三划眼，”的限制,可以按正常操作程序进行,不可能划出新井眼,•而且大大加快了划眼进度。

这种工具在现场可以由井队自己制作,即用废公锥焊大钳牙即可使用,其直径可以小于钻头直径,因为坍塌井段的井径都大于钻头直径,不必使用足尺寸的划眼工具。

2.起钻过程,如发现井口液面不降,或钻杆内反喷钻井液,这是井塌的象征,应立即停止起钻。

开泵循环钻井液,•待泵压正常,井下畅通无阻,管柱内外压力平衡后,再恢复起钻工作。

3.无论任何时候,如发现有井塌现象,开泵时均须用小排量顶通,然后,逐渐渐增加排量,中间不可停泵。

如果小排量顶不通,泵压上升，井口不返钻井液，证明地层漏失，不可继续挤入钻井液。

一般的经验数据是漏失量不可超过5m3。

如果恢复循环无望,而钻具尚能活动,应当机立断,立即起钻。

液面如不在井口,应灌满钻井液。

虽然此时起钻有不少阻力,钻杆内依然反喷钻井液,也丝毫不能等待,•只要在设备和钻具的安全负荷以内,就应尽最大的可能上起。

已经到了破斧沉舟,背水一战的时候了,•没有第二条路可走。

中途决不可试着去开泵,只要连续上起,在大多数情况下是可以把钻具起完的。

万一起不完,能多起一柱是一柱,也减少了套铣倒扣的工作量。

4.如果已经发生井塌,循环钻井液时岩屑又带不出来,可采取如下办法:(1) 使用高屈服值和高屈服值/塑性粘度比值的钻井液洗井,使环空保持平板层流状态。

(2)•使用高浓度携砂液洗井,携砂剂的主要成分是经过处理加工的温石棉再加一些添加剂制成,能提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。

•如果能小排量循环的话,万万不能失去这一线希望,但是必须控制进口流量与出口流量的基本平衡。

在循环稳定之后,逐渐提高钻井液的粘度和切力,以提高它的携砂能力,然后逐渐提高排量,争取把坍塌的岩块带到地面。

这一步走好之后,即使发生了粘吸卡钻,也好处理了。

但是有时会有这种情况，小排量可以循环，一增加排量就发生漏失，返出量不增加，停泵后，钻井液外吐不止，这时就应下决心倒扣了，不能再等待了。

如果是石灰岩、白云岩坍塌形成的卡钻,同时坍塌井段不太长的话,可以考虑泵入抑制性盐酸来解卡。

如果失去循环,只有一条路可走,就是套铣倒扣。

我们应该为少倒扣和容易倒扣创造条件。

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。

此时就不应以转动求解脱,要严格控制扭矩,为容易倒扣留一条后路。

此时应该分析塌卡的是钻具上部还是下部，如果塌卡的是钻具下部，最好把钻具提卡,立即倒扣,如果倒得好,可以把钻铤以上的全部钻具倒出。

要知道,坍塌发生后的初期阶段掩埋的钻具不多,•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,•而且上部钻具粘卡的危险性越来越大,因此,只要确定是钻具下部塌卡，就应及早倒扣。

倒扣的时间越早,可能倒出的钻具越多,给下一步留下的困难就越少。

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,形成上部塌卡下部粘卡的复式卡钻,如图1-15所示,此时就不要盲目倒扣，因为你倒出的钻具不可能很多，如果钻头水眼被堵,可能形成一套到底的局面，而且在下部粘卡井段,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。

此时就应该为下一部容易处理创造条件，首先下炸弹把钻头炸掉或把钻铤炸裂，为以后恢复循环创造条件，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，在套铣倒扣过程中，钻头水眼肯定会被堵死，以后要想循环，那是不可能的。

也有人提出不爆炸而进行射孔是否可以？实践证明，钻铤上是射不开孔的，即是能射开，射孔的孔眼也很容易被堵死，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，一般100m左右，而且工序繁琐，非常不经济，不如爆炸来得一劳永逸。

下一步就只能是套铣倒扣了,在松软地层宜采用长筒套铣,或者采用带公锥或打捞矛的左旋螺纹长筒套铣,使套铣与倒扣一次完成,•以加快进度。

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集,没有必要去做磨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,其为害较粘吸卡钻更甚。

井眼中有砂桥的象征1.下钻时,井口不返钻井液,或者钻杆内反喷钻井液。

钻头进入砂桥后,由于砂桥隔断了循环通路,被钻具体积排出的钻井液不能从井口返出,而被迫进入钻头水眼从钻杆内返出,或者被挤入松软地层中。

2.在砂桥未完全形成以前,下钻时可能不遇阻,或者阻力很小,而且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,没有固定的突发性遇阻点。