卡钻的预防和处理

摘要

钻井过程中，常因地层条件复杂，泥浆性能不好及技术措施不当等原因，使钻具陷在井内不能自由活动的现象，称为卡钻。卡钻是常见的钻井事故之一。若对发生卡钻的原因判断不准，处理不当，就会拖延钻井时间，浪费大量的人力物力，甚至造成事故恶化与被迫报废油气井。因此，我们应该认真对待卡钻事故，作好预防工作，杜绝或尽量减少卡钻事故的发生；掌握处理卡钻的先进工具及工艺技术，一旦发生卡钻应能迅速、有效的加以解除，确保安全钻进。

一.各种卡钻的原因、现象和预防

1、泥饼粘附卡钻（压差卡钻或泥饼卡钻）

在渗透性地层中钻进时，因井内泥浆在压差的作用下，泥浆中的水渗透到地层中，在井壁上形成泥饼，钻进中，由于井眼不可能完全垂直，当井内钻具静止不动时，在井下压差作用下，钻具的一些部位贴向井壁，与井壁泥饼紧密结合（陷于泥饼中），同时井内压差继续进一步使钻具向井壁压得更紧，由此而产生得卡钻称为泥饼粘附卡钻。井壁的泥饼与钻具间又有较大的摩擦系数，形成巨大的摩擦力，钻具活动遇到很大的阻力，这就是形成泥饼卡钻的原因。

这种卡钻与钻具和泥饼之间磨阻系数，泥饼与钻具接触面积，泥浆液柱压力和地层压力之差等项因素有关。泥饼的磨阻系数越大，泥饼与钻具的接触面积越大，泥饼液柱压力和地层压力之差越大，就卡得越紧，而泥饼与钻具的接触面积是随钻具在井内泥浆的静止时间的增加，而钻井时所使用泥浆的比重是根据地层压力来确

定的，为了平衡下部高压层使用重泥浆钻井时，便会在上部低压或正常压力地层产生很高的压差；或者为了上部高压层使用重泥浆钻开下部正常压力地层或低压地层时，也会产生很大的压力差。泥饼磨阻系数与泥饼质量.，固体颗粒的种类如粘土、重晶石粉、岩屑的比例、多少、颗粒的大学及颗粒分布等有关。如井下泥浆性能不好，失水量大、泥饼厚、泥浆净化差、固相含量大、颗粒分布不均匀的条件下，若不活动钻具，在很短时间即可能发生泥饼粘附卡钻。

这种卡钻现象使钻具上提下放困难，且活动钻具的范围随时间的增加越来越小，不能转动；能开泵循环，甚至能大排量洗井，而且泵压正常。

预防泥饼粘附卡钻的措施主要是，采用优质泥浆，尽可能降低泥饼磨阻系数。使用重泥浆时混油或加石墨粉，或一些表面活性剂，另外要加强活动钻具，无论在哪种钻井作业中，尽可能不要将钻具静止于井内时间过长。活动钻具时，钻具活动范围尽可能大一些，一般不小于三米。

2、泥包卡钻

泥包卡钻的原因：

（1）干钻。由于泵上水不好，甚至不上水停泵后司钻不及时发现仍在钻进，或井内钻具已被刺穿造成泥浆循环短路等便会造成干钻。（2）软地层或高粘度性的泥岩地层中钻进时，由于排量不足或泥浆性能不好（粘度、固相含量太高），或钻头选择不当造成钻头泥包。当钻头泥包后起钻至井径较小的地方便会造成泥包卡钻。

泥包卡钻的特征是：卡钻前钻进时钻头在井底的转动不灵活；有蹩跳现象或蹩钻严重时，停车后打倒车；钻速急剧下降，泵压升高或蹩泵。起钻时一直存在遇卡、拔活塞现象，起到小井眼时就有可能卡死。卡钻后上提下放及转动困难，且不能正常循环泥浆。

预防措施：

（1）能在钻进中使用低比重、低固相含量的优质泥浆。

（2）钻进时泥浆排量要合适，不能台太低，特别是在钻速很快时，排量要根上，以保证井底的清洁。

（3）头选择要适合所钻地层的岩性。

（4）进中注意泵压的变化，发现泵压下降时必须找出原因。若地面检查泥浆泵上水良好，高压管线无漏失及压力表正常时，应起钻检查钻具是否有穿刺现象。

3﹑砂桥卡钻

在钻中上部松软易塌或易溶（如盐岩层）地层，在泥浆的浸泡下便会造成井径扩大（俗称大肚子井段）的现象，特别是裸眼井段很长，钻速很慢的井。由于井径扩大泥浆上返速度便会在该处减慢，如果泥浆携带岩屑的性能不好，则会造成岩屑淤集于大肚子处。岩屑下沉后该处已经堆积的坍塌物混合而形成砂桥，当钻具起到该处时便会卡住。

砂桥卡钻的现象：上提遇卡；不能转动钻具，泵压升高或蹩泵。有时可以下放。

预防措施：

（1）选用优质泥浆钻进，适当提高粘度、切力等性能，避免出现大肚子井段。

（2）适当增加排量，提高环空上返速度。

4、沉砂卡钻

在清水开钻的作业中，由于钻速很快且清水悬浮岩屑能力差，未能将所钻岩屑及时带上来，钻进时接单根或起钻停泵后岩屑下沉堵塞环空。埋住钻头与部分钻具形成卡钻。此时，开泵过猛，还会蹩漏地层，卡的更紧。

沉砂卡钻的现象是：接单根或起钻卸开立柱后，泥浆到返甚至喷势很大；接上单根开泵时泵压很高或蹩泵；上提遇卡、下放遇阻且不能转动或转动时蹩劲很大。

预防措施：

（1）当增加排量，调整好泥浆性能钻进，确保循环系统的耐压能力，以防处理时蹩泵。

（2）接单根时组织好人员，相互配合好、动作要快，尽量缩短静止时间。

（3）发现泵压升高及岩屑返出量较少时应控制钻速，或停钻活动钻具同时加大排量循环，一切正常后再恢复钻进。

（4）下钻遇阻不能硬压，必须划眼畅通后才得下入。起钻遇卡不得硬拔，应尽快开泵循环和活动钻具。若循环不通，观察井口还在返泥浆时，要立即停泵放回水，使堆积压紧的沉砂松一下，立即上提

钻具活动，拔出后再划眼通井。

（5）时不要过猛，降转速拆凡尔缓慢顶通，避免因泵压过高蹩漏地层。

5井塌卡钻

一般发生在吸水膨胀的泥岩、页岩、胶结不好的砾岩、砂岩等地层。

坍塌的原因：

（1）泥浆失水量大，矿化度小，浸泡地层的时间长，把页岩、砂岩地层泡垮。

（2）泥浆密度低，井内的液注压力不能来平衡地层压力，致使倾角大或胶结不好的地层垮塌。或固井漏液注压力失去平衡所致。

（3）因起钻未灌泥浆，井漏或钻头泥包而产生拔活塞的抽汲作用等引起垮塌。

井塌的现象：一般在严重垮塌以前，先有大块泥饼和小块地层脱落，换钻头后下钻不能到底；有时在泥浆中冲出大块未经切削的上部已钻过的岩石；在钻进中突然发生蹩钻，上提遇卡，泵压上升，蹩泵，甚至转不动钻具等现象。

予防措施：

（1）使用低失水，高矿化度和适当粘度的防塌泥浆。

（2）在钻进破碎地层时要适当增大泥浆的比重。

（3）起钻时连续灌泥浆。

（4）避免钻头泥包，防止因抽汲作用而引起垮塌。