石油钻井常见的卡钻原因及处理对策 下载本文

如果是起钻卡死,而且有足够的钻具重量,可用地面震击器。如果是下钻或在井底卡死,最好是把钻具从卡点以上倒开,把上击器接到离卡点很近的位置,连续上击。3、如果发现是缩径与粘吸的复合式卡钻,那就应先浸泡解卡济,然后再进行震击。4、如果缩径是盐层蠕动造成的,可以浸泡清水或淡水泥浆以溶化盐层,同时配合震击器震击。5、如果大力活动钻具与震击均无效,只好套铣倒扣了。6、套铣不成,则只有侧钻一条路了。

键槽卡钻

一、键槽的形成:键槽形成的主要原因是井身轨迹不是一条直线而产生了局部弯曲,形成了“狗腿”。由于井眼处于三维空间,不能用一个单间的视图表示出来,为了方便起见,我们把狗腿分为两种:由倾斜角变化产生的“狗腿”叫倾斜狗腿;由方位角变化产生的“狗腿”叫方位狗腿。实际井眼中的狗腿往往是这两种的综合体。实际井眼由垂直段、增斜段、稳斜段、降斜段、水平段五种类型组成,在井斜变化的井段,都会产生狗腿。另外还有一种键槽叫壁阶式键槽,是在特定的情况下产生的,在大段的易坍塌的泥页岩中夹有薄层砂岩,当泥页岩坍塌井径扩大之后,薄层砂岩仍保持着钻头直径。都知道任何直井都有一定的斜度,钻柱由于自身的重量也总是靠向下井壁,只有这部分较硬砂层的壁阶支持着钻柱的侧向力,当大部分井径扩大至钻头直径与钻杆接头直径之和以上时,在此种壁阶上也会产生键槽。

键槽的形成是一个渐变的过程:第一阶段,狗腿处尚为原始状态;第二阶段,狗腿处出现了浅的键槽,其深度不超过钻杆接头直径的一半,起下钻正常尚无阻卡现象;第三阶段,狗腿处出现了较深的键槽,其深度已超过钻杆接头直径的一半,但尚不及钻铤直径的一半,起钻时钻杆接头可顺利通过,但直径大于

钻杆接头的钻铤、扶正器、钻头等起到此处将会遇卡,能通过转动方向并上下活动把钻具起出。若落鱼鱼头正处在键槽里,则小直径打捞工具易成功,而大直径工具只能碰到鱼头而捞到的概率较低。第四阶段,键槽已相当深,钻杆接头已完全处于小眼中,其深度已超过钻铤直径的一半,当钻铤、扶正器、钻头等起至该点时严重遇卡,稍微多提,就无法转动转盘。若落鱼鱼头正处于此处,大直径打捞工具及套铣筒都碰不到鱼头,可从鱼侧滑过。第五阶段,键槽已达最大深度,该处狗腿已消失。一般情况下,达不到这个程度,就已经无法施工了。

无论何种地层,只要有产生键槽的条件,都可能产生键槽。有人认为软地层不会产生键槽,实际上,软地层更容易产生,例如明化镇和馆陶组就极易产生键槽;还有人认为井斜不大就不会产生键槽,但实际上有些井虽然井斜不大,方位变化很大,同样会产生键槽。

增斜键槽不容易卡钻,因为增斜键槽在井眼的上井壁,当大尺寸工具起钻至键槽时,由于工具自身的重量靠向下井壁,不易进入键槽。减斜键槽和壁阶式键槽最容易卡钻,由于钻具自身的重量,大尺寸工具很难脱离键槽。 二、键槽卡钻的征兆:1、键槽卡钻只会发生在起钻过程中。因为在下钻时,钻头、扶正器等进不了键槽,只有在起钻时,钻柱在自重分力的作用下,靠向井眼下壁,导致钻具在键槽中运行,当钻头、扶正器等进入键槽时便发生遇卡的情况。2、如果钻铤直径大于钻杆接头,则钻铤顶部接触键槽下口时即发生阻卡。如果钻铤直径小于钻杆接头,只有钻头或其它大于钻杆接头直径的工具接触键槽下口时才会发生阻卡。3、在岩性均匀井径规则的地层中键槽是向上下两头发展的,每次起钻的遇阻点有下移现象。如果岩性不均匀井径不规则,就容易形成壁阶式键槽,这种键槽的位置固定,不会向两头发展,因此遇阻点也是固定

不变的。4、在键槽中遇阻,接力稍大,转动转盘困难,但只要下放钻具脱离键槽,则转动自如。5、在键槽中遇卡,开泵循环泥浆,泵压无变化,进出口平衡。 三、键槽卡钻的预防:1、钻直井时,尽可能把井打直,不要使井斜有忽大忽小的变化。2、钻定向井时,在地质条件许可的情况下,尽量简化井眼轨迹,多增斜小降斜。3、用套管封住易产生键槽的井段。这对于大位移井、水平井、分支井尤为重要。4、缩短套管鞋以下口袋的长度,长的口袋易造成套管鞋的磨损,甚至把下部套管偏磨而形成键槽。5、每次起钻,都要详细记录遇阻点井深及阻力大小,以便综合分析井下情况,判明引起遇的原因。6、起钻遇阻,无论何种原因引起,都不能强提。应反复上下活动,转动方向,以求解卡。如果多次活动无效,只有采取倒划眼的办法,才是唯一可靠的。倒划眼时,提拉力不可太大,稍大则转动困难或转不动。此时只能以指重表为参考,以方钻杆上划记号为主。7、如果键槽位置小于总井深一半时,可在钻柱上接破键器。8、发现键槽后应主动破除键槽,即在钻柱合适位置接破键器。注意,破键器下要有足够重量的钻具,使其能产生很大的侧向力,划眼速度不能大于该井段机械钻速的三分之一。9、如果井身质量不好,为防止键槽卡钻,可在钻铤顶部接一固定式破键器。10、在钻柱上带随钻震击器,一旦遇卡可随时下击,但绝不可上击,上击只能是越击越死。

四、键槽卡钻的处理:1、大力下压。键槽遇卡时,如果上提拉力不大,利用钻具自身重量可压开,此时绝不能缓慢下压,而应迅速一次性将钻具重量全压上去,如全压尚不能解卡,就应在全压的情况下,变动泵压循环泥浆,使钻具产生脉动现象,有助解卡。2、用下击器下击。下击是解除键槽卡钻最好的办法,如带有随钻震击器,应立即启动震击器下击。如未带随钻震击器,可接地面震击器下击。必要时,可把钻柱从下部倒开,把下击器接在靠近卡钻的地方,进

行下击。3、浸泡解卡剂,同时用下击器下击。4、套铣解卡。如果浸泡下击仍不解卡,只好直接倒扣或爆破松扣,然后套铣。一定要注意,绝不能把鱼头留在键槽内,极易套出新眼,失去打捞目标。若鱼头在键槽内,只有甩引子到主井眼内,再套铣。5、如果是在石灰岩、白云岩地层形成的键槽卡钻,可浸泡盐酸以求解卡。

泥泡卡钻

所谓泥泥泡就是软泥、滤饼、钻屑粘附在钻头或扶正器周围,或堵塞在牙轮、复合片之间,轻者降低机械钻速,重则把钻头或扶正器包成一个圆柱状活塞,远远大于钻头或扶正器直径,使得在起钻过程中遇阻卡。最危险的是它的抽吸作用,极易把地层抽垮,把产层抽喷。

一、产生泥泡的原因:1、钻遇松软而粘结性强的泥页岩时,形成泥团,并牢牢地粘附在钻头或扶正器周围。2、泥浆循环排量太小,不足以把岩屑携离井底。如果这些岩屑是极易水化的泥岩,在重复破碎的过程中,颗粒越来越细,吸水面积越来越大,最后水化而成泥团,粘附在钻头表面或镶嵌在牙齿间隙中。3、泥浆性能不好,黏度太大,滤失量高,固相含量大,在井壁上结成了松软的厚泥饼,在起钻过程中被扶正器或钻头刮削,越集越多,直至把扶正器或钻头周围之间隙堵塞。4、钻具有刺漏,泥浆短路循环,到达钻头的泥浆越来越少,钻屑带不上来,只能粘附在钻头上造成钻头泥泡。5、钻头泥泡主要是泥页岩遇水发生塑性变形,使钻头表面与钻屑间的粘附力变得比举升岩屑的携浮力大得多,因而发生泥泡。

二、产生泥泡的征兆:1、钻进时,机械钻速逐渐降低,转盘扭矩逐渐增大,如因泥泡而卡死牙轮,则有别钻现象发生。如钻头或扶正器周围泥泡严重,减少

了循环通道,泵压也会有所升高。2、上提钻头有阻力,阻力大小随泥泡的程度而定。3、起钻时,随着井径的变化,一般都是软遇阻,即在一定的阻力下一定的井段内,钻具可以上下运行,但阻力随着钻具的上行而增大,只有到小井眼处才会遇卡。4、起钻时,环空内泥浆液面不降或下降很慢,有时甚至外返(钻杆内根液面很深)。

三、泥泡的预防:1、要有足够的循环排量。一般泥泡都发生在松软地层,因机械钻速快,钻屑浓度大,必须有大的排量才能把钻屑及时带走。2、在松软地层中钻进,一定要维持低黏度、低切力的泥浆性能。有时甚至用清水钻进。3、在松软地层中钻进要有意识地控制机械钻速,或增加循环泥浆的时间,其目的就是把高浓度钻屑的泥浆远离钻头或扶正器。4、钻进时,要经常观察泵压的出口流量变化。如泵压下降而流量不变,则有可能是钻具刺漏,如泵升高而流量不变,则有可能是钻头泥泡,或水眼堵塞,或井下出现其它问题,需要结合其它现象仔细分析,不可盲目钻进。5、如发现有泥泡现象,应停止钻进,提离井底,高速旋转,快速下放,利用旋转产生的离心力和泥浆上返速度加快产生的冲刷力解除泥泡。如果有条件,可增大排量,降低泥浆黏度等。6、如果泥泡不能有效清除,起钻时要特别注意,不能在连续遇阻或有抽吸作用的情况下起钻。最好是接方钻杆带至正常井段。这样做虽然麻烦,但比造成卡钻事故好的多。 四、泥泡卡钻的处理:1、如果在井底发生泥泡卡钻,应尽可能增大排量,降低泥浆黏度和切力,以增大冲洗力。同时在设备和钻具的安全负荷内大力上提,如有随钻震击器,可启动上震击器上击。2、如果在起钻中遇卡,应用钻具自身重量全力下压。或启动随钻震击器下击,若没有随钻则用地面震击器下击。3、如果震击无效,并考虑有粘吸卡钻的并发症,可浸泡解卡剂,一方面消除粘吸,另一方面也可以减少泥泡物与钻头和扶正器表面的吸附力,同时用震击器震击