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钻井防卡手册中国海洋石油渤海公司钻井部 防卡技术概述及早地发现井下异常并采取适当的措施是防卡的关键。通常在起下钻过程中当阻卡值大于10吨就应该汇报并记入钻井日报表；当阻卡值超过15吨时，则必须首先建立循环并且同时活动钻具。1.1卡钻是可以避免的只要做好以下几点，就可以避免卡钻事故的发生。1.1.1 保持良好的联系。要求井队成员定时通报井眼的情况，因为你认为是异常的情况别人可能忽视了。要确保不断记录井眼状况，并在交接班时把情况交接清楚。统计数据表明大多数卡钻事故发生在交接班前后，这个时间发生的卡钻事故要比平时高出两倍半。1.1.2 制定应急措施。要始终掌握钻遇的地层情况，并估计到可能出现的问题，提前做好各种复杂情况的应变计划，一旦出现问题就不会使你措手不及。1.1.3 不断了解井下情况。扭矩、摩阻、岩屑、泵压的变化都能表明井下情况是否良好。记录全部的数据，及时发现井下变化趋势，将有助于判明井眼已出现或即将出现的问题。1.1.4 保持良好的泥浆性能。保持泥浆性能参数在指定的范围内，特别是比重、流变性、低比重固相以及失水等。当泥浆性能发生变化时，要及时找出发生变化的原因，并针对井下情况作适当的调整。1.1.5 不断地活动钻具。在裸眼井段中，任何时候都要尽可能保持钻具的运动。大幅度上下活动要比转动好些。1.1.6 保持井眼干净。钻进时要尽快把岩屑携带出来，以保证井眼干净。一定要牢记，在大肚子井眼和定向井中，要用更高的环空返速来有效地净化井眼。在起钻前必须将钻屑循环干净。1.1.7 采取措施要及时果断。一旦出生卡钻，要尽早尽快地采取行动进行解卡，而不能让问题变得更困难和更复杂。1.2底部钻具组合1.2.1入井钻具必须经过严格检验，并且要在检验许可范围内使用。1.2.2要尽可能简化钻具组合，只有那些必要的钻具部件才能下入井里。要尽可能减少钻具组合的更换次数（特别是大幅度的变动），如果在使用柔性钻具后再下入刚性钻具，划眼和卡钻的可能性是很大的。1.2.3经尽可能下入钻进震击器。在进行钻具组合设计时，可以让震击器处于拉伸或压缩状态下，但决不可以处在中和点附近。要清楚的知道如何使用震击器，尤其是在钻具中带有减震器的情况下。要明白循环泥浆对震击器操作力的影响，以及扭矩对机械式震击器的作用。1.2.4要尽可能使用螺旋钻铤。只下入适量的钻铤以满足设计钻压的需要。更高的钻压可以由压缩震击器和加重钻杆来得到。请注意，塔式钻具虽然能够在较短的钻具上给出较大的钻压，但是却减小了环空间隙。1.2.5使用扶正器以减少钻具组合与井壁的接触。尽管真正影响定向井井眼轨迹控制的是钻具组合中的前三个扶正器，但是在钻具组合的上部也可以使用欠尺寸的扶正器来减少钻具与井壁的接触。除非特殊要求，一定不要在震击器以上使用扶正器。1.2.6起出钻具时要准确地测量出钻头和扶正器的外径。要经常校验量规，以确保使用尺寸正确的量规。一只外径磨小了的钻头只能钻出一个欠尺寸的井眼。1.3钻进作业时1.3.1在钻进时，若不能尽快地携带并清除钻屑，就会造成严重的井眼复杂情况。在可钻性较好的井段，选择一个能够满足井眼清洁的最大安全钻进速度是很重要的。1.3.2 通过不间断地监测钻进趋势的变化可观察井眼状况。要记录下高扭矩和大摩阻数值以及与它们相对应的井深，并始终清楚钻头和扶正器分别对哪些复杂点的深度。要定时检查振动筛上岩屑的形状尺寸和量的变化。1.3.3 根据井眼状况决定是否进行短程起下钻。短起下钻的间隔可以依据时间或进尺而定（例如：在软地层和塑性地层中，每钻进300米或每隔12小时）。在指令中要详细说明短起下钻的安排情况，但是在井眼状况发生改变的情况下，应对其进行修改。1.3.4 在复杂的井眼情况下，接单根之前应活动或划眼最后的那个单根（如果使用顶驱，则是最后的那一个立柱）。在接单根前应给予适当长的循环时间，一定要避免先停泵后上提钻具。（注意：在使用顶驱的情况下，接立柱的次数会少得多，这样的话，每个立柱只活动或划眼一次，就很可能难以满足井眼的安全要求。1.3.5 在测斜之前，要活动好最后的单根或立柱，在测斜时要尽可能保持钻具的活动，如果井眼状况不好，测斜工作就应该推迟进行。如果是投测，应先短起下，然后再测斜。1.3.6 在将要钻达下套管的深度时，根据套管表计算出所需要的停钻井深，减少套管鞋以下口袋的长度（一般地说，1至1.5米就行，除非当时的条件不允许这样做）。过长的口袋会导致井眼不便于携砂，也可能形成键槽，甚至引起套管鞋脱扣。1.4起下钻作业时1.4.1 要订好起下钻计划。首先根据钻进情况和上次起下钻的结果，弄清楚全部潜在的复杂点井深位置，做好起下钻的思想准备和应急措施，然后通过与上次起下钻的摩阻和泥浆灌入量相比较来了解井眼状况是改善了还是恶化了。一定要坚持做好起下钻的记录，并且在交接班时进行交接。1.4.2 要清楚抽吸压力和激动压力（气测人员可以计算出来）对井眼稳定性的影响。起下钻时不要超过允许的最大钻柱运动速度，否则就可能造成井涌、井漏或井壁不稳定等复杂情况的发生。1.4.3 在起下钻之前，要先明确遇到阻卡井段时的第一个反应和允许的最大过负荷。一般地说，根据起下钻的方向下放（起钻时）或上提（下钻时）1个立柱，然后建立循环，是通常采取的第一个反应。（这里的阻卡井段是指所遇到的阻力超过震击器以下钻具浮重一半时的井段）1.4.4 起钻前要循环清洁好井眼。只把井底的钻屑带到地面是不够的，还应当采取适当的循环措施来保证井眼清洁。在循环泥浆时要活动钻具，在斜井中要靠钻具的转动（最大为60转/分钟）来清除岩屑床，并结合钻具的转动和上下活动来避免形成键槽。1.4.5下钻时要进行必要的划眼和井眼修整。在定向参数许可的情况下，可循环和划眼最后的3个单根来下钻到井底。1.4.6 根据钻头和扶正器的磨损情况以及地层的特点，判断或估计出现欠尺寸井眼的可能性，下钻时要慢些，遇阻时要进行划眼。如果起出的全部扶正器的外径都磨小了，那么下钻时就应该把上只钻头钻过的全部井段进行划眼。如果起出的钻具组合只有下面一部分扶正器磨小了，则可从下面第一只未磨损的扶正器所处的井眼开始划眼至井底。1.4.7 在使用三牙轮钻头后，下pdc 钻头或金刚石钻头时要特别小心。即使三牙轮钻头外径磨损了很少一点，都有可能使刚性较强的pdc或金刚石钻头发生卡钻。1.5下套管和固井作业时1.5.1在下套管前的通井钻具起钻前，要循环清洁好井眼，并确保泥浆性能控制在所要求的范围内。1.5.2依据抽吸和激动压力可计算出套管的最大许可下放速度（由气测人员计算），下套管时不要超过这个速度值。1.5.3用套管扶正器来扶正套管，既能提高固井质量，又能减少压差卡钻的机会。1.5.4下套管遇到复杂地层时，采用循环冲洗下入的方法要比靠下放悬重下压套管的方法好。下到井底前的最后一根套管应采用循环冲洗法下入。1.5.5根据水泥浆的配方和固井的数据，从理论上掌握稠化时间和水泥塞顶部深度。在钻水泥塞之前，要非常仔细地下放钻具去查探水泥塞面，并且要测一测水泥塞能否承受住钻压。只有在水泥塞能承受住钻压的情况下才能进行钻水泥塞作业。1.5.6开始钻水泥塞时，先在水泥面以上进行循环。钻水泥塞时要采用低钻压、大排量的方法，并仔细观察返出的水泥颜色和检查其强度。卡钻的预兆与原因判断卡钻诊断表（一）作 业地 层显 示卡钻原因进一步的确认下钻起钻钻进接单根正划眼到划眼循环页岩盐岩砂岩灰岩白垩摩阻扭矩钻速泵压返出物很可能可能很可能可能可能增大压差很大的过平衡对循环无影响钻具不能活动可能可能可能可能可能增大键槽对循环无影响钻具可能可以转动和向下活动很可能可能很可能可能突然增大欠尺寸井眼对循环无影响检查起出的钻头和扶正器的尺寸很可能可能可能可能突然增大井眼不规则对循环无影响卡钻位置的狗腿度较大地层交错可能很可能很可能很可能很可能可能可能增大增大降低升高减少井眼不干净开泵时的上提负荷变小使用高粘度泥浆塞时岩屑量较大井底有沉砂可能可能可能可能可能可能突然增大突然增大突然降低金属落物对循环无影响钻具可能可以下放可能急剧增加急剧增加未凝结水泥仍然在套管内可能能够活动或者不能建立循环卡钻诊断表（二）作 业地 层显 示卡钻原因进一步的确认下钻起钻钻进接单根正划眼到划眼循环页岩盐岩砂岩灰岩白垩摩阻扭矩钻速泵压返出物可能可能可能可能可能可能可能突然增大突然增大突然下降水泥水泥掉块循环无影响钻具可能可以转动和下放可能可能可能可能很可能突然增大挤毁的套管循环无影响卡点在套管内可能可能可能可能可能可能可能可能增大增大增加升高检查胶结不好的地层井底有沉砂振动筛上的岩屑无切痕可能很可能可能很可能可能可能可能可能很可能增大增大降低升高检查流塑性地层当钻入岩盐层时钻速可能会增加可能可能可能可能可能可能可能可能可能很可能突然增大突然增大急剧增加检查裂缝性/断层性地层可能发生井漏振动筛上有不规则岩屑碎片可能可能可能很可能可能增大增大增加升高增多地应力地层振动筛上出现井塌碎片地层压力可能增大了可能可能可能可能可能可能可能很可能增大增大下降升高急剧增多水敏性地层钻进使用的是水基泥浆振动筛上有粘性泥岩2.2卡钻预兆诊断流程图2.2.1 卡钻预兆（一）下放时阻力增大下钻平稳的不平稳的增大是否平稳上提时的摩阻很大吗？上提时的摩阻很大吗？是否是否砂桥，与地层有关吗？井眼不干净（岩屑床）否是循环受限制吗？水敏性地层流塑性地层裂缝或断层胶结差地层地层突出,井眼不规则,水泥掉块,落物否是上只钻头磨小了吗？开泵时的摩阻减小吗？上只钻头磨小了吗？是否是否是否欠尺寸井眼井眼不规则或地层突出水敏性地层流塑性地层欠尺寸井眼井眼不干净狗腿严重吗?是否摩阻与地层有关吗?这次起下钻中钻具组合改变了吗?否是是否裂缝性地层断层性地层水泥掉块落物井眼不规则地层突出2.2.2 卡钻预兆(二)摩阻增大或遇卡起钻不平稳的平稳的是否平稳的？遇卡是在新井眼吗？遇卡是在新井眼吗？老井眼内有复杂地层吗？否是否是新井眼内有复杂地层吗？是否新井眼内有复杂地层吗？否是循环受限制吗？循环受限制吗？是否胶结差地层裂缝/断层地应力地层否是否是循环受限制吗？循环受限制吗？井眼不干净否是钻具能下放吗？地层突出井眼不规则地层突出井眼不规则井眼不规则裂缝/断层水敏性地层（钻头/扶正器泥包）流塑性地层胶结差地层否是水敏性地层（钻头/扶正器泥包）流塑性地层胶结差地层钻具转动能否通过该卡点落 物水泥掉块否是地层突出井眼不规则井眼不干净是否地层突出井眼不规则键 槽钻具能下放吗？否老井眼内有复杂地层吗？是否是循环受限制吗？钻具能转动吗？胶结差地层裂缝性地层断层性地层是否否是落 物水泥块裂缝断层键槽地层突出井眼不规则2.2.3 卡钻预兆（三）扭矩增大旋转钻进扭矩的增大与地层变化有关否是地层变化了吗？是可能是钻头轴承磨坏了钻头工作时间很长吗？否否活动摩阻很大吗？摩阻与狗腿有关吗？是是是否钻遇研磨性地层了吗?循环受阻吗?井眼不规则井眼变小而导致扶正器挂住?否否可能钻到断层了吗?是开泵时摩阻减小吗?地层硬度变化了吗?是否否是否是扶正器挂在地层突出点上了钻头失效钻具损坏落 物水泥掉块套管损坏裂缝性地层断层性地层已出现了复杂地层了吗井眼不干净否是刚钻到的：地应力地层胶结不好的地层裂缝/断层性地层快动的流塑性地层水敏性地层缓动的流塑性地层2.2.4 卡钻预兆（四）从静止开始运动时摩阻呈增长趋势钻进、起下钻、划眼及测斜过程中，钻具在上卸扣之后由静止开始运动时已知的复杂地层出现了吗？是渗透性地层暴露了吗？否循环受限止吗？否是是否开泵时摩阻减小吗？水敏性地层流塑性地层地应力地层裂缝/断层性地层胶结不好的地层钻具能活动吗？落 物水泥掉块钻具损坏扶正器挂在地层突出点上否是是否井眼不干净水敏性地层流塑性地层地应力地层裂缝/断层性地层胶结不好的地层落 物水泥掉块扶正器挂在地层突出点上压差卡钻2.2.5 卡钻预兆（五）增大划眼钻压时扭矩增加正划眼增大是平稳的还是不平稳的？平稳的不平稳的循环受限止吗？循环受限止吗？否是是否井眼的摩阻很大吗？上只钻头磨小了吗？上提摩阻很大吗？上只钻头磨小了吗？否是否是否是否是井眼不规则地层突出落 物水泥掉块钻头损坏欠尺寸井眼井眼不干净（岩屑床）停泵时摩阻增加吗？井眼不规则（侧钻井段？）停泵时摩阻增加吗？井眼不干净欠尺寸井眼否是否是胶结不好的地层裂缝/断层性地层井眼不干净流塑性地层水敏性地层胶结差地层井眼不干净2.2.6 卡钻预兆（六）扭矩和摩阻增大倒 划 眼平稳的不平稳的扭矩的增大是否平稳？循环受限制吗？循环受限制吗？是否否是胶结不好的地层裂缝/断层性地层落 物水泥掉块钻具损坏开泵摩阻减小吗？下放受限制吗？是否是否井眼不干净流塑性地层水敏性地层井眼不规则地层突出钻具损坏键槽2.2.7 卡钻预兆（七）摩阻增大循 环平稳的不平稳的增大是否平稳？循环受限制吗？循环受限制吗？否是否是落 物水泥掉块胶结不好的地层裂缝/断层性地层流塑性地层停泵时摩阻增加吗否是流塑性地层水敏性地层地应力地层井眼不干净2.2.8 卡钻预兆（八）下套管下放阻力增大下 套 管循环受限制吗？否循环受限制吗？是管窜能向上活动吗？是否否是渗透性地层裸露了吗井眼堵塞水敏性地层胶结差地层井眼堵塞水敏性地层流塑性地层胶结差地层井眼不干净狗腿严重吗？是否否是地面负荷受限而摩阻很大（尤其是定向井）井眼不干净（岩屑床）扶正器损坏压差卡钻地层突出裂缝/断层性地层井眼不干净扶正器损坏套管太轻（没灌泥浆）井内有落物井眼不规则井眼的净化井眼的净化3.1好的井眼净化经验3.1.1尽快地清除钻屑。应用本章中的曲线，并依据瞬时钻速来进行井眼净化。3.1.2 确保使用性能良好的泥浆。对于井眼净化来说，泥浆的流变性是很重要的。要使泥浆性能维持在设计的范围内。但是当泥浆性能在该井段中明显不合适时，应重新确定泥浆的性能要求。3.1.3 起钻前要循环干净井眼。只把井底的钻屑带出来并不能保证井眼是干净的，还应根据后面的循环指南进行循环，起钻前一定要检查振动筛上是否干净。3.1.4 循环时要不断上下、旋转活动钻具。钻具的运动有利于破坏井下的岩屑床。不能上下活动时，则应该非常慢地转动钻具，否则会形成键槽或地层突出。3.1.5 要依据井况进行通井。通井有助于阻止岩屑床的向上扩展。3.1.6 注意观察振动筛。岩屑的数量、形状和尺寸都能明显地反映井下情况。一定要明确观察振动筛上岩屑的内容和目的。3.1.7 保持全部的循环和固控设备处于良好工况。为了防止井况恶化，起钻到套管鞋内，对主要设备进行修理，这比在达不到井眼净化能力的情况下继续钻进要好得多。3.1.8 对半潜式钻井平台和钻井船，要检查导管中的净化效率，尤其是钻较小尺寸井眼使用了相应的低排量时。必要时应对导管增加排量，以加快返速，当在导管无法增加排量时可考虑使用稠泥浆塞。3.2 井眼净化的计算和图表3.2.1 井眼净化计算。在某一井段中，要对大井斜段进行井眼净化计算。只要大井斜段净化符合要求，其它各部分井段也就没问题了。经验表明最难以净化的井段在井斜为50至60范围内，超过60以上的斜井段反而不很困难。3.2.1.1 在直井中，要用高屈服值和高粘度的泥浆来净化井眼。对于大尺寸的井眼来说，只靠提高返速是不能达到井眼净化的目的，要用高粘度泥浆塞来帮助净化井眼。当泥浆上返时，要维持足够的切力来悬浮岩屑。当井斜变大时，排量应该增大。井斜30的井需要比相同尺寸的直井高出20%的排量，以达到有效的井眼净化；而井斜60的井要用大约是直井两倍的返速来达到井眼的净化。3.2.1.2 斜井的净化要用高返速。在大斜度井和水平井中要使用低粘泥浆来产生紊流以帮助井眼净化。可使用低粘塞后面紧跟着高比重和高粘度泥浆塞的方法来清除岩屑床；当泵入这些塞子时，一定要保持恒定的速度以防止堵塞井眼。当井斜超过45时，转动和上下活动钻具能有效地帮助净化井眼。请用本手册后几页中的井眼净化曲线来进行井眼净化计算，对特殊尺寸的井眼要使用瞬时钻速。3.2.1.3 井眼净化的优化后面的图表展示了如何对井眼净化和对钻速优化：（1） 增大排量可以使井眼更快地净化。（2） 泥浆净化井眼的能力随携带指数的增大而增大。增大携带指数可采取下列方法： 提高泥浆比重； 增大流变参数（例如提高塑性粘度和屈服值），大斜度井和水平井应另作考虑。注意：以上各参数的增大都会影响其它参数。3.2.1.4 井眼净化举例一个171/2英寸的井眼，井斜为40，泥浆比重为1.35sg，pv= 40，yp=30，如果打算以30米/小时的钻速钻进，应用井眼净化图表找出一个能够满足净化井眼需要的排量。（1） 流变参数（rf）：从pv与yp图上可以查出，rf=0.93（2） 井斜系数（af）：从表中查出，af=1.24(对于40)（3） 携带指数（ti）：ti=1.350.931.241.56因为是标准井眼，不需要因井径扩大而修正ti。（4） 排量从排量与钻速图中可以查出。如果计划的钻速是30米/小时，那么满足井眼净化要求的排量为1150加仑/分钟。3.2.2 井眼净化的图表3.2.2.1 17英寸井眼净化图表（） 流变参数（）：从和图中查出。（） 井斜系数（）：根据井斜角从下表查出：井斜角.（） 计算携带指数（ti）：将rf、af和泥浆比重sg代入下式即可： ti=sgrfaf（） 检查井径有无扩大：将扩大的井径dw代入下式来校正携带指数： ti1=4.65ti/（0.38dw- 2.00）（） 得出泥浆的排量：在排量和钻速图中根据钻速和携带指数ti（或井径扩大时的ti1）查出井眼净化所需要的排量。3.2.2.2 12英寸井眼净化图表（） 流变参数（）：从和图中查出。（） 井斜系数（）：根据井斜角从下表查出：井斜角1.11.1.11.1.11.11.11.1.（） 计算携带指数（ti）：将rf、af和泥浆比重sg代入下式即可： ti=sgrfaf（） 检查井径有无扩大：将扩大的井径dw代入下式来校正携带指数： ti1=3.35ti/（0.38dw-2.16）（） 得出泥浆的排量：在排量和钻速图中根据钻速和携带指数ti（或井径扩大时的ti1）查出井眼净化所需要的排量。3.2.2.3 8英寸井眼净化图表（） 流变参数（）。（） 井斜系数（）：井斜角.3）计算携带指数（ti）：将rf、af和泥浆比重sg代入下式即可： ti=sgrfaf（4）检查井径有无扩大：将扩大的井径dw代入下式来校正携带指数： ti1=2.44ti/（0.38dw-2.22）（） 得出泥浆的排量：在排量和钻速图中根据钻速和携带指数ti（或井径扩大时的ti1）查出井眼净化所需要的排量。3.3起钻前的循环起钻前的循环时间取决于井眼尺寸和井斜角的大小。下述方法就是用于起钻前循环参数优化计算的方法。注意：下面的指南仅用于钻进时已得到良好净化的情况。如果在达到循环时间后，振动筛上仍有岩屑，那么就继续循环直到振动筛上无岩屑为止。井斜（度）各井段的长度系数171/2121/481/260101.51.31.31.310301.71.41.41.430602.51.81.61.560-903.02.01.71.63.3.1计算循环体积（） 依照上表中的井斜范围把井眼分成几段。（） 对每一段井眼，用它的长度乘以从上表中查出的长度系数，可得出有效长度。（） 循环次数等于有并行长度的总和除以测量井深。（） 循环体积等于循环次数乘以环空体积（或：循环时间等于循环次数乘以迟到时间）。3.3.2循环举例以图示为例，钻头尺寸17-1/2英寸，测量井深为2350米，计算起钻前所需的循环量：（） 根据井斜的范围把井眼分成几段。（） 将每一段的长度乘以从上表中查到的相应长度系数（注意：上层套管内的长度系数等同于新钻裸眼的长度系数），把所有的有效长度加起来就得出了总有效长度。总有效长度=（8501.5）+(3001.7) +(4002.5)+(8003.0) =5185米（） 循环次数=5185/2350=2.2（） 需要循环的量=2.2从井底运到地面的时间或体积。61井眼的稳定性井眼的稳定性4.1胶结不好的地层胶结不好的地层通常出现在上部井段。它们主要是松散的砂子、砾石和泥土等，它们能够向井内流动。提高泥浆比重并不能直接解决这个问题，但是可以帮助形成泥饼起到稳定地层的作用。好的泥饼要比高的过平衡压力更有效，这也是预防井壁不稳定防止卡钻的关键。卡钻的预防（） 设计的泥浆必须能够形成一个坚韧、低渗性的泥饼。要听取泥浆工程师或专家的建议。（） 不要使用超出净化井眼所需的排量，太高的返速会冲蚀已形成的泥饼并影响到地层。（） 靠近胶结不好的地层处，要尽可能避免转动钻头和扶正器，否则会导致泥饼脱落并引起地层的不稳定。（） 起下钻通过复杂地层时，要特别小心，尽量减少泥饼的脱落。尽量简化钻具组合。（） 钻进前先清除沉砂，但不必携带出来。（） 钻进前地层浸泡高粘泥浆以提高地层的粘合性。对水基泥浆来说，xc聚合物塞子是适用的，允许浸泡10分钟。4.2 流塑性地层最常见的流塑性地层有岩盐和塑性页岩。这些地层可产生塑性变形并向井内蠕动。通过提高泥浆比重可防止或减轻地层的蠕动。卡钻的预防（） 使用偏心pdc钻头钻一个稍大点的井眼，钻进时要用小钻压和高转速，也可考虑在钻具组合中使用牙轮扩眼器。（） 下钻时要划眼。钻进时每根或每柱钻杆都进行划眼。（） 在裸眼中要保持钻具运动。要有规律地进行通井，这可以设定一个最大时间间隔（大约1218小时），而不是以进尺为准。（） 在打开已知的流塑性地层前要提高泥浆比重，在最初的几米中最容易发生卡钻。（） 在岩盐中解除卡钻，可以泵入淡水浸泡钻具组合底部周围以溶解盐层，与此同时还要进行上击。一旦解卡，应进行划眼来调整井眼。（） 在页岩中解除卡钻，可以采用泵入油和清洗剂或润滑剂，并配以上击的方法。一旦解卡，应划眼以调整井眼。4.3 裂缝或断层性地层 与裂缝和断层有关的井眼失稳问题是难于防止的，最多只能使之减少。一般地随着井眼垮塌到一定程度，井壁的不稳定性会逐渐消失。提高泥浆比重对井眼的稳定性没有多大的作用，反而在一定情况下会使问题恶化。这种地层发生漏失会导致其它类型的卡钻，尤其是压差卡钻。卡钻的预防（） 钻进时不断地观察井况。在钻穿潜在的严重漏失层位（例如：断层或煤层）前，要停止钻进，然后进行循环来做好准备工作。干净的环形空间，有利于在严重井漏发生时防止环空堵塞。（） 下钻时要进行冲洗和划眼。钻进前先清除沉砂。划眼时要限制转速，以尽量减小对地层的影响。钻进前不必把沉砂携带出来。（） 严格控制通过裂缝性地层时的起下钻速度，以减小对地层的干扰。（） 钻进时要限制循环压力以避免引起井漏。（） 一旦在灰岩中发生卡钻，如果裂缝井段不长的话，应考虑泵入抑制性的盐酸来解卡。4.4 异常地应力地层井眼的不稳定性是由于井壁上的应力超过了地层的抗压强度而引起的；由此而导致岩石破坏，大块的岩石碎片剥落入井。井壁损坏导致井径扩大，进而引起井眼的净化问题。由于页岩比砂岩的抗压强度低，所以页岩地层比较容易发生井壁破坏。卡钻的预防（） 保持井眼的清洁。提高排量有利于井眼的净化；由于排量大而增加了当量循环比重，所以有利于井壁的稳定。（） 在可能的条件下要监测地层压力，地层压力高会增加井壁的不稳定性，因而需要提高泥浆比重。（） 一旦发现问题，要尽快提高泥浆比重。一定要注意，抑制失稳井壁所需的泥浆比重要比防止井壁失稳所需的最初泥浆比重高得多。（） 泥浆比重的增量应随井斜和方位而变化。这里有一个原则：相对于直井来说，井斜每增大30度，泥浆比重应增加0.5磅/加仑（ 0.06g/cm3）。4.5 水敏性地层水敏性泥岩会因吸收泥浆中的水分而膨胀。尽管出现的主要问题是大量粘土被带到地面堵塞泥浆出口管，但更严重的问题是泥岩膨胀能够粘住钻具。这种问题大多出现在水基泥浆的情况下，但对于油基泥浆而言，当地层矿化度大于油基泥浆中水相矿化度时，也会出现同样的结果。改变泥浆的比重对此问题几乎没有什么作用。卡钻的预防（） 尽快地钻穿水敏性地层并下入套管。尽量减少钻具在裸眼中的暴露时间。（） 保证泥浆性能在要求的范围内，尤其对聚合物泥浆中的包膜聚合物和k+的浓度更是如此。（典型的kcl加量范围是1035磅/桶，约等于30100公斤/米3）（） 当使用水基泥浆时，要密切注视mbt的值，由它能测量出泥浆中的般土含量。如果mbt变大了，就表明泥岩正在与泥浆发生反应。（） 减小钻具组合的长度。（） 钻进时，要有规律地进行通井。（） 准备放掉老浆和稀释泥浆。在非常严重的情况下，应考虑换成油基泥浆泥浆。压差卡钻压差卡钻5.1避免压差卡钻的经验5.1.1提前做好计划：要清楚所钻遇地层的情况和易发生压差卡钻的程度。象砂岩和灰岩这样的渗透性地层最有可能发生压差卡钻。一定要记住，任何一个复杂地层在被套管封隔住之前都可能发生问题，诸如钻杆和套管会发生压差卡钻等。5.1.2做好应急计划：提前选择好泥浆的处理方法和解卡方法。确保井场总是有足够的润滑剂、解卡剂（特别是固体解卡剂）及堵漏材料。5.1.3在有压差卡钻危险的井段中钻进时，要选择一个与井壁接触最少的钻具组合。在钻具组合的上部使用较小尺寸的扶正器，这对定向控制应该不会有什么影响。5.1.4保持使用钻该井段所必需的最低泥浆比重，监测和维护泥浆的所有其它性能，尤其是切力、低比重固相及失水。5.1.5在钻极易发生压差卡钻的井段时，可能的话留一个空泥浆池，一旦卡钻发生，就可以迅速配制好解卡液并泵入井内。5.1.6任何时候都尽可能坚持活动钻具和循环泥浆。要选择那些需要钻具静止时间最短的测斜方法和测斜工具，如mwd。在问题很严重的井段中接单根和测斜时，可以把钻具坐在卡瓦上并慢慢转动，以避免发生压差卡钻的危险。5.1.7密切监测地层压力。如果过平衡压力增大了，压差卡钻的机会就会增多。当过平衡压力大于3.5mpa时，随着井斜角的增大，发生压差卡钻的危险就会急剧增加。5.2 泥浆的性能与处理 下面的建议仅适用于缺乏更详细资料的情况。5.2.1固相含量不论是油基泥浆还是水基泥浆，控制低比重固相对避免压差卡钻是很重要的。请参考下表井眼尺寸（英寸）推荐的低比重固相（%）17-1/2101512-1/28-108-1/2586585.2.2 润滑剂润滑剂能帮助减少压差卡钻。新的润滑剂在不断地出现。除非有特殊说明，润滑剂的一般处理加量为2磅/桶（6公斤/米3）。在加润滑剂之前要特别注意有无环境污染问题。5.2.3 流变性改善剂流变性改善剂可以加到油基泥浆中以改善泥浆的低速剪切参数（6转和3转的粘度计读数），也能帮助形成一个不很粘的泥饼。推荐的加入量是1磅/桶（3公斤/米3）但是应预先做小型试验。卡钻的其它原因卡钻的其它原因6.1 键槽健槽是因钻杆在井壁的一处转动而在井壁上磨出的一道沟或一条槽。当起下钻具时，钻杆接头或者底部钻具组合有时会被拉入键槽而发生卡钻。如果套管鞋处的套管磨出了键槽，也会发生键槽卡钻。卡钻的预防（） 减小狗腿度，不要超过特定的增斜率和降斜率。（） 缩短套管鞋下的口袋长度，长的口袋容易造成套管鞋的磨损而形成键槽。（） 当存在键槽卡钻的可能时，要避免使用直台肩扶正器。（） 破坏键槽时，始终要转动和上下活动钻具。向上活动钻具时要慢。使用顶驱时，向上转动和活动要用最小的位力。（） 为了预防出现键槽并破坏键槽，下钻时应下入划眼器或键槽破坏器。（） 起钻时，通过狗腿处要小心，避免由于拉力太大进入任何已经形成的键槽而导致卡钻。一旦卡钻（） 下击或转动下放钻具来解卡。活动时要快些，否则就可能发生压差卡钻。（） 在石灰岩或白垩岩中形成的键槽可以用抑制性盐酸（hcl）解除。6.2 欠尺寸井眼如果钻头在井下过量磨损，就可以形成欠尺寸井眼，另一只钻头下入井内时就可能在欠尺寸井眼中发生卡钻。卡钻的预防（） 每起出钻具时，要测量钻头、扶正器及其它满眼钻具的直径。（） 如果起钻的钻头磨小了，下入新钻头时要小心并且要对欠尺寸的井段进行划眼（欠尺寸井段一般是从上一钻具组合的下部第一只未磨损的全尺寸扶正器开始至井底的井段）。如果划眼时间很长，应考虑更换这只钻头，因为它的外径也可能磨小了或轴承磨坏了。（） 需要的活，应下入保径钻头。在强研磨性地层中，应考虑在钻头上面加一个滚子扶正器。（） 在使用牙轮钻头后，下入pdc或金刚石钻头或取芯钻壮举时要特别小心。如果牙轮钻头的外径稍微磨小一点就可能使刚度较大的钻头卡在井眼里而造成卡钻一旦卡钻用最大力量进行上击来解卡。6.3井眼不规则在使用柔性或弯接头钻具钻进后,下入刚性或满眼钻具就容易卡钻。因为下钻时，钻具刚度太大不适应井眼曲线轨迹而被卡住；起钻时，钻具处于拉伸状态而柔性变小，也难以适应井眼的结构而造成卡钻。第二个问题是钻具组合悬挂在地层突出点上，这种情况较少发生，但在钻进到软硬交替的地层时就会形成地层突出点。卡钻的预防（） 在造斜和降斜段中要减小狗腿度，使之不超过设计的范围。（） 在钻具由大柔性或弯接头组合更换为满眼组合后，下钻时一定要慢些。（） 改变钻具组合后，下钻时应做好划眼的准备。但是应注意，在造斜段用稳斜钻具进行划眼时有可能钻出另一个井眼来。划眼时，应使用适合于该井段的钻具类型。（） 下钻时遇到严重的井眼不规则情况时，应考虑起出钻具更换成一个柔性较大的钻具组合。请记住，下钻时没问题并不能保证起钻时也没问题。一旦卡钻在起下钻的相反方向上用最大力量进行震击（起钻时下击，下钻时上击）。64 落物井内工具的部件脱落或钻台上的物品失落入井，可能会挤在井内钻具的外加厚部分上，造成起钻时把钻具卡隹。套管内比裸眼中更易发生落物卡钻。卡钻的预防（） 只使用已经检验合格的设备和工具。在下井前，检查全部的工具有无连接松动或有无金属碎片等。（） 定时检查所有井口工具，尤其是大钳和卡瓦。（） 尽可能盖好井口。当井口敞开时，在附近工作要格外小心。（） 起钻时应尽可能安放钻杆刮泥器。一旦卡钻（） 向下活动和向下击来使落物脱离，力量要逐渐地加强。（） 如果必要的话，下钻回到大直径井段，让落物掉下去。6.5 未凝结的水泥如果钻具下入到未完全凝结的水泥中，就会发生卡钻。正在凝结的水泥具有很高的触变性，因此钻具下压会进入水泥中，而不能拔出来。在这个阶段，水泥会很快凝固（当对水泥施加压力而使一部分水被挤出来时, 水泥会发生闪凝）,因此钻具很快就会永久地卡在那里了。卡钻的预防（） 弄清楚水泥顶面的位置。（） 给水泥以足够的凝固时间（检查水泥浆的凝固时间）。过早地钻水泥塞是不明智的。（） 在水泥面以上数根处开始循环，然后慢慢地下放钻具。不要依赖指重表来指示水泥的顶面。（） 钻水泥塞时，用低钻压和大排量。如果存在疑点，应该先循环并观察振动筛上水泥的状态，然后再进行下步作业。（） 如果使用水基泥浆，在钻水泥塞前可向泥浆中加入0.25.磅桶（0.7.4公斤/米3）的碳酸氢钠进行预处理,以减小对泥浆的污染。一旦卡钻 在水泥固化前，立即采取必要的行动。从一开始就用最大的力量向上震击和活动钻具，同时设法建立循环。6.6水泥掉块 水泥块从套管鞋处或从水泥塞上掉落入井，卡在钻具组合上而形成卡钻。卡钻的预防（） 尽量减少套管鞋下的口袋长度（1.米较好）。（） 保证套管鞋处有高质量的水泥。（） 钻进前先对口袋划眼。（） 钻具通过口袋和水泥塞时，起下钻时要小心。一旦卡钻（） 上下活动和震击来脱离或破碎水泥块。力量要逐渐增大。（） 可考虑泵入抑制性的盐酸来溶解水泥块。请按照酸化作业安全注意事项做。6.7套管变形当地层作用在套管上的力或套管内外压差超过了套管的抗挤强度时，就会出现套管挤毁或变形。造成套管挤毁的常见原因有：不合理的套管设计或者受到磨损而降低了套管的抗挤强度级别。腐蚀也能降低套管的抗挤压强度级别，成为老井中修井或其他作业时的潜在问题。卡钻的预防（） 正确的套管设计是非常重要的，应进行双重检查。（） 尽量减少对套管的磨损。所用钻杆其接头应平滑且耐磨。（） 确保好的固井质量。一个完好的水泥环能够提高套管的有效抗挤压强度级别。（） 考虑今后测试和生产需求及钻井过程中可能发生的磨损，应把套管的钢级作相应的提高。一旦卡钻套管变形造成的卡钻是现场人员所难以处理的，可请专家采用特殊的工具和方法来处理。解卡解 卡7.1解卡流程图利用下边的流程图便于确定一个好的行动计划。后面列出了对各种卡钻的多种解卡方法，并且详细地解释了这些解卡方法，同时还给出了对解卡非常有用的公式、曲线等等。卡 钻确定卡钻的原因成功估算卡点开始活动钻具不成功 决 定切割/倒开钻具并且打捞换成另一种解卡方法继续活动钻 具计算适当的解卡时 间放 弃解卡/打捞工作解 卡 了终止时间侧钻或打水泥塞补救措施解卡流程图解 卡 表卡钻原因解 卡 方 法优先次 之其 它压 差下放钻具的转动，一开始就用最大力量。“u”形管或者解卡剂在决定使用“u”形管之前，检查井控和井眼稳定性问题。键 槽向下活动钻具和转动，逐渐增大力量。如果可能的话，精确描述和详细分析地层的情况。检查地层，对地层进行处理。欠尺寸井眼向上活动钻具，一开始就用最大力量。如果可能的话，精确描述和详细分析地层的情况。检查地层，对地层进行处理。井眼不规则按起下钻的相反方向活动钻具，逐渐增大力量。如果可能的话，精确描述和详细分析地层的情况。检查地层，对地层进行处理。井眼不干净向下活动钻具，并且增大排量循环参照设法建立循环的步骤。集中到：向下活动钻具和最大排量循环。落 物上下活动钻具，逐渐增大力量下到大尺寸井段让落物掉下去未凝结的水泥向上震击和提拉，一开始就用最大力量。泵入酸液。水泥掉块上下活动钻具泵入酸液。挤毁的套管向下活动钻具，逐渐增大力量请专家进行处理胶结不好的地层上下活动钻具，循环，逐渐增大力量参照设法建立循环的步骤。集中到：向下活动钻具和最大排量循环。岩 盐按起下钻的相反方向活动钻具，一开始就用最大力量。泵入淡水塑性地层上下活动钻具，逐渐增大力量裂缝/断层性地层向下活动钻具，一开始就用最大力量。如果在灰岩或白垩地层，泵入酸液。如果井眼堵塞，逐渐增大力量地应力地层向下活动钻具，逐渐增大力量参照设法建立循环的步骤。集中到：向下活动钻具和最大排量循环。水敏性地层向下活动钻具，逐渐增大力量参照设法建立循环的步骤。集中到：向下活动钻具和最大排量循环。7.3 适当的解卡工作时间利用解卡公式来确定在侧钻或弃井之前有多长时间可用于解卡和打捞井内被卡钻具。这个公式仅基于经济方面，忽视了安全因素和政府法规所要求的其它应用措施，如果当地有更好的知识或经验并提出更佳的解决措施的话，请使用。一定要记住，现场人员最有发言权。从以下的相应公式中计算费用比率，用费用比率的值在曲线图上找出适当的解卡时间，这个时间段是从钻具被卡的时刻开始计算的。侧钻cr=1.43r/(v+56r+8.75d+(7rd/1250)+12250+tr)式中：cr费用比率；r-每小时的钻机作业费用（美元）；d-大概的卡点测算深度（米）；v-卡点以下钻具的价值（美元）；t-从卡点钻到卡钻时的井深