井眼卡钻事故探究

马生居

（川庆钻探工程有限公司工程国际部，四川成都 610000）

井眼卡钻事故探究

马生居

（川庆钻探工程有限公司工程国际部，四川成都 610000）

由分析卡钻事故发生的原因着手，提出几点预防井眼卡钻事故以及解卡的措施。

井眼；卡钻

1 井眼卡钻的原因分析

1.1地质因素

井眼卡钻事故受到地质因素的影响主要表现在以下几个方面：第一，在砾岩或者砂岩井段，假如钻井液的滤失量相对较大，就会在井壁形成一定厚度的泥饼，从而缩小井眼的有效直径。第二，井眼在泥页岩井段会由于其吸水膨胀而导致井眼缩径。第三，如果钻井液在盐岩井段的液柱压力达不到控制盐层塑性流动的程度，就会导致盐岩的塑性变形，从而形成小井眼段。

1.2井眼因素

在钻头遇到研磨性的地层时，通常钻头已经到了使用的后期阶段，或者稳定器由于受到磨损减小了外径，形成小井眼。如果对于这段小井眼没有预见性，就很有可能导致卡钻事故。并且因为下部地层性质、钻井参数以及钻具结构等各个因素都会发生变化，有时会形成弯曲井眼，一旦下部钻具组合发生改变，下入长度较长且外径大的套铣打捞工具，也会出现卡钻事故。

1.3钻井液因素

在钻井过程中如果遇到高压盐水层、盐岩层或者石膏层时，钻井液的性能可能会发生很大的变化，比如切力以及粘度有所提高，滤失量有所增加，或者堵漏过程中如果钻井液的性能有大幅度的改变，井壁上都很容易形成假泥饼，缩小井径导致卡钻事故的发生。

1.4操作因素

按照井眼卡钻的相关力学模型分析，下钻过程中的下压吨位以及下钻速度是两个最主要原因，所以在预见到会形成小井眼井段时，要制定出严格的下钻操作规范。

2 防止井眼卡钻的措施

2.1净化井眼

2.1.1泵排量要足够

即要有足够的环空返速以防止形成岩屑床。各种井斜角下，不管是使用紊流还是层流，如果提高了泥浆环空流速则清岩的效果就会更好，排量越大，钻屑沉积床的厚度就越小，一旦排量大于一个临界值，则基本不会形成钻屑沉积床。

2.1.2井斜角度大于可以利用紊流

如果井斜角度小于45°，层流可以达到最好的清洗效果，清井效果会随着泥浆屈服值的增加而越来越好。但紊流与流体流变性无关，只与泥浆的动量特征有关，因此如果井斜角度大于55°时，再增加泥浆的塑性粘度以及屈服值就不会再起到净化井眼的效果了，所以此时在井中利用紊流的清洁效果会相对更好。

2.1.3改善钻井液的粘度

钻井液的粘度如果有所提高，就可以提高钻井液粘附钻屑的能力，在流动钻井液中钻屑的滑脱速度就会有所减小，从而被钻井液带出井眼。

2.2改善操作方法

2.2.1短起下作业

如果井段的斜度大则可以有计划的采用短起下作业，钻杆紧紧贴着下井壁，在钻具进行上下活动的过程中，钻杆的接头部分可以刮开岩屑沉积床，于是岩屑就会散入环空泥浆中随其带出井口，达到净化井眼的作用。

2.2.2旋转钻柱

泥浆被旋转的钻具不停搅动，就会带出泥浆里的岩屑，从而防止其脱滑沉积；并且旋转钻柱对于泥浆在流动过程中产生紊流也有一定的帮助。如果流体的粘度较高，采用旋转钻柱的方法可以提高井眼的净化效果。

2.2.3钻速的控制

如果下钻的井段钻速较快，则要对其进行适当的控制。钻速提高就会增加单位时间内的钻屑量，岩屑沉积的机率也随之增加，所以要对钻速进行适当控制。此外，还要减少在下钻时的泥浆静止时间，在泥浆无法正常循环的情况下，岩屑很容易会沉积到下井壁，而且泥浆静止的时间越长，沉积就会越彻底，所以要尽量减少泥浆的静止时间。

2.3保持井壁的稳定性

钻井过程中井壁的稳定性是保证钻井安全的重要因素之一，如果井壁失稳则很容易发生卡钻事故，因此要采取相应的措施以提高井壁的稳定性。比如提高泥浆的密度，为井壁提供足够的支撑力；提高泥饼的质量，从而有效防止泥浆失水，如果泥饼的质量高的话，就会牢固地吸附在井壁，并且还具有较好的润滑性能；减少泥浆的失水，尤其是高压高温环境下的失水，从而尽可以减小滤液侵入等。

2.4钻具及其组合的选择

2.4.1钻具组合结构的选择

在造斜井段，钻柱会产生比较高的弯曲应力，从而导致钻具疲劳损坏，尤其当钻柱进行旋转时，钻柱在弯曲井段会受到交变应力的作用而产生疲劳损坏，所以在选择钻具组合结构时要遵循可以顺利通过大曲率井眼的原则，钻具组合要尽可能减少转换配合，尽可能降低造斜井段钻柱的刚性，以免发生断钻具事故。此外在水平段以及造斜段可以采用斜坡钻杆，因为在斜井段钻具是紧贴下井壁的，如果采用直角钻杆会使下放阻力增加，还会利坏井壁的泥饼；而直井段则采用加重钻杆，因为加重杆的刚性相对较大，在曲率较大的井段中使用会对加重钻杆进一步的破坏，所以一般加重钻杆应用于直井段，以降低钻柱的摩阻，提高钻柱抗压失稳的能力。

2.4.2钻具的选择

要选择品质优良的钻头，以避免发生钻头事故。如果在斜井段采用PDC钻头，要选择便用造斜、短保径的高效钻头，而选择牙轮钻头时要采用带金属密封、适用于高转速的产品。这类钻头通常寿命较长。螺杆的选择也很重要，要尽量选择强度高、寿命长的高效螺杆。螺杆比较容易损坏，如果在钻井过程中发生了螺杆断裂掉入井眼的事故，则打捞工作具有一定的难度，严重的会因为一根螺杆而报废一口井眼，因此螺杆的选择很重要。此外，在施工过程中

3 酸化解卡

在注酸前要先采用大排量的泥浆循环两到三周，将井眼进行充分的清洁，保证其畅通。注酸作业可以采用固井水泥车来进行，先对地面管汇做试压，压力稳定且无渗漏再进行下步施工。注酸时要注意如果井眼的气层有打开，则要防止二氧化碳上举引发井喷，因此在注酸前要检查各个井控装置以及电子点火装置，备好消防设备，井场内不可擅动明火。按照浸酸井段不同控制注酸数量，例如井段在3 233m到3 595m之间，可以注入10m3含量为10%的盐酸，钻具内为3m3，环空7m3，替量29.7m3，前置液0.5m3到1m3的原油，后置液则1m3的清水。在注酸替量完成15分钟后，上提钻具解卡即可。在解卡后及时活动钻具，再进行循环大排量泥浆进行除气，加入处理剂，对泥浆性能进行调整后起钻。

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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

马生居（1974—），男，广西南宁人，工程师，主要研究方向为钻井工艺。