常见卡钻原因与预防浅议

1、 常见卡钻原因与预防浅议 摘 要 钻井是一种隐蔽的地下工程，要寻找油气资源，就要钻井，要钻穿各种复杂地层，钻井时可能会遇到井下岩层、压力、温度等的各种变化，而这些变化的地下信息，往往在钻井时尚未完全掌握，这样在钻井过程，常常会发生钻井事故，钻井事故会带来重大的经济损失，甚至会带来很大的安全隐患。对于一个从事钻井工作的人员来说，了解并正确地判断钻井事故类型，并正确地处理钻井事故，具有重大的意义。本论文主要简单地介绍在钻井过程中常见的一些卡钻事故，如粘吸卡钻、泥包卡钻、落物卡钻、键槽卡钻、砂桥卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻、干钻卡钻等八种常见卡钻，并介绍了常见卡钻的原因、特征预防以及简单的处理。卡钻事故

2、是钻井过程中常见的事故。各种卡钻产生的机理不同，处理的方法也各异。 关键词：粘吸卡钻，泥包卡钻，落物卡钻，键槽卡钻， 砂桥卡钻， 目 录第1章 前言.1第2章 粘吸卡钻浅议.2 2.1 粘吸卡钻的原因22.2 粘吸卡钻的特性2 2.3 粘吸卡钻的预防3 2.4 粘吸卡钻的处理3第3章 泥包卡钻浅议5 3.1 产生泥包卡钻的原因.5 3.2 泥包卡钻的特征5 3.3 泥包卡钻的预防.6 3.4 泥包卡钻的处理6第4章 落物卡钻浅议8 4.1 落物卡钻的概念.8 4.2 发生落物卡钻的原因.8 4.3 落物卡钻的危害.8 4.4 井下有落物的征兆.9 4.5 井口有落物及落物卡钻的预防10 4.6

3、 井下落物的处理.10第5章 键槽卡钻浅议 12 5.1 产生键槽卡钻的原因.12 5.2 键槽卡钻的特征.12 5.3 键槽卡钻的预防13 5.4 键槽卡钻处理14第6章 砂桥卡钻浅议 .15 6.1 砂桥卡钻的原因.15 6.2 砂桥卡钻的特征15 6.3 砂桥卡钻的预防.15 6.4 砂桥卡钻的处理. 16第7章 井塌卡钻浅议17 7.1 井塌卡钻的原因.17 7.2 井塌卡钻的特征.17 7.3 井塌卡钻的预防18 7.4 井塌卡钻的处理18第8章 缩径卡钻浅议20 8.1 缩径卡钻的原因.20 8.2 缩径卡钻的特征.23 8.3 缩径卡钻的预防24 8.4 缩径卡钻的处理.26第9

4、章 干钻卡钻浅议28 9.1 干钻卡钻的原因.28 9.2 干钻卡钻的特征28 9.3 干钻卡钻的预防29 9.4 干钻卡钻的处理29第10章 结论与认识30致谢31参考文献32 附录 32第1章 前言钻井是一项隐蔽的地下工程，存在大量的模糊性、随机性和不确定性问题。由于对客观情况认识不清而导致判断失误，往往会导致许多的复杂情况甚至造成严重的事故，轻者耗费大量的人力、物力和时间，重者导致全井的报废，据近年来的钻井资料分析，在钻井过程中，处理复杂情况和钻井事故的时间，约占施工总时间的6至8，一个拥有上百台钻机的油田，一年就有六到八台钻机在做无用功，带来大量的人力和经济浪费，让一个不了解复杂问题与

5、钻井事故的预防和处理办法的人去处理，结果会使情况更加复杂 ，带来更大的经济损失。而了解的人，则会化险为安，减少经济损失。本文作者由于个人见解、水平有限，在这里仅简单论述常见卡钻的原因与预防，及一些简单的处理，希望和大家一起探讨，如有不足之处，欢迎赐教。第2章 粘吸卡钻浅议粘吸卡钻也叫压差卡钻或泥饼粘附卡钻。在钻井的过程中，由于井眼不规则、压差过大，钻具静止不动，在井下压差作用下钻柱的一些部位贴于井壁，与井壁泥饼紧密结合或陷入泥饼中，同时井内压差继续作用使钻具向井壁压得更紧，由此产生的卡钻被称为粘吸卡钻，如下图2-1所示，粘吸卡钻是钻井过程中最常见的卡钻事故，最容易卡住的是钻铤，由于钻具失去了活

6、动的自由，卡点可以逐渐上移，直到套管鞋附近。图 2-1 粘吸卡钻2.1粘吸卡钻的原因井壁上有滤饼存在是造成粘吸卡钻的内在原因。压差过大是造成粘吸卡钻的外在原因。钻井液静液柱压力大于地层压力而产生横向力把钻具推向井壁，使钻具陷入粗糙的泥饼中，两者压差愈大愈可能发生粘卡当钻具接触井壁时，在压差的作用下产生了一个推力，将钻具压向井壁并嵌入泥饼中。如果钻具与井壁泥饼所产生的摩阻力加钻具在钻井液中的重量之和大于钻机安全提升拉力时，则发生卡钻。凡是泥饼和井身质量差以及井内压差过大时都容易发生粘卡，造成粘吸卡钻的原因是多方面的，它与泥饼摩阻系数、钻井液及钻具与井壁的接触面积等因素有关。 2.2粘吸卡钻的特性

7、粘吸卡钻是在钻柱静止的状态下才能发生，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，但必须有一个静止过程。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。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。粘吸卡钻后，如活动不及时，卡点有可能上移，甚至一直上移至套管鞋附近2.3粘吸卡钻的预防要求钻井设备必须运转正常，如果部分设备发生故障不能转动的话，要上下活动，不能上下活动的争取转动，每次活动都要达到无阻力为止。如即不能上下活动又不能转动，应把钻具重量的2/3 压到井底，使下部钻具与井壁形成点接触。钻井液，要有较好润滑性，较小的滤失量，适当的粘度

8、和切力，对于定向井要加入润滑剂，以减少泥饼的摩阻系数。只要没有高压层，坍塌层存在，要使用该井段较低的钻井液密度，做到近平衡压力钻井。设计合理的钻柱结构，特别是下部钻具结构以达到增加支撑点，减少接触面，如使用螺旋钻铤，加重钻杆等。在正常钻进时，如水龙头、水龙带，发生故障，绝不能将方钻杆坐在井口进行维修，如果一旦发生卡钻，将失去上下活动钻具的可能。指重表、泵压表、扭矩表必须灵敏可靠，以防出现问题时能做出正确的判断。要保持良好的井身质量，因为在井斜和方位变化大的井段，增加了粘吸卡钻的可能性。在钻柱中要带上随钻震击器，因为在粘卡发生的最初阶段，震击解卡是很有效的。总之，应尽量使用具有防卡性能的优质钻井

9、液尽量降低泥饼的摩阻系数，降低失水量和增强泥饼的可压缩性；使用重钻井液时，混油或固相润滑剂，或加入表面活性剂，可以提高钻井液的润滑性，减少钻具与井壁的接触面积 2.4粘吸卡钻的处理一、 强力活动二、 粘吸卡钻随着时间的延长而越来越严重。所以在发生粘吸卡钻的最初阶段，就应在设备和钻柱的安全负荷内进行活动。上提不能超过薄弱环节的安全负荷，下压可以把全部钻柱的重量压上，也可以进行适当的转动，如果活动十几次无效，就应采取下步措施。三、 震击解卡,如果钻柱上带有随钻震击器，应立即启动，上击器上击或下击器下击，以求解卡，这比单纯的上提、下压的力量要集中。四、 泡解卡剂五、 浸泡解卡剂是解除粘吸卡钻的最常用

10、最重要的方法，常用的解卡剂有快替（JFC），原油、清水。求准卡点位置依据胡克定律，自由钻柱的伸长和拉力及钻柱的长度成正比，和钻柱的横截面积及钢材的弹性系数成反比，于是成立下式 l=if/es 整理得 i=esl/f 六、 i卡点以上自由钻柱所的长度，m f 自由钻柱所受的超过其自身悬重的拉力，kn s 自由钻柱的横截面积， e 钢材的弹性系数，2.1105MPa l 自由钻柱在f力作用下的伸长量七、 K值都是新钻杆和钻铤的数据，也没有考虑接头及加厚部分的影响。如钻杆接头占钻杆总长的4.5-5.6，加厚部分占钻杆总长的0.8-1.0，计算结果肯定会有误差，常用的钻杆每千米相差49cm。即我们平常

11、计算的卡点位置比实际卡点位置要深许多。现场常用127mm钻杆的K值是715。八、 求解卡剂用量九、 解卡剂总用量等于预计要浸泡的环空容量和钻柱内容量两部分，浸泡液面应高于计算卡点50100m，管内要高于管外100m左右，再附加20左右。十、 应注意的问题（1）选择适合本地区地特点的解卡剂。（2）注入解卡剂前，最好做一次钻井液循环周试验，确认钻具没有刺漏现象。（3）注解卡剂前，特别是和泡油低密度解卡剂必须在方钻杆上接回压凡尔。（4）要保持钻头水眼和环空不被堵塞。（5）浸泡油类解卡剂一定要注意防火第3章 泥包卡钻浅议 所谓泥包就是软泥、泥饼、钻屑粘附在钻头或扶正器周围，或填塞在牙轮或刀片间隙之间，

12、或陷在牙齿间隙之间，轻则降低机械钻速，重则把钻头或扶正器包成一个圆柱状活塞，使其在起钻遇阻遇卡如图3-1所示。最可怕的是它的抽吸作用，极易把松软的地层抽垮，把产层抽喷，所以我们在钻井过程中，要防止泥包现象的发生。图3-1 泥包卡钻示意图3.1产生泥包卡钻的原因： 在粘性大的软地层和造浆性好的泥岩中钻进时，岩层的水化能力极强，切削物不成碎屑，而成泥团钻井液粘度、切力上升很快，加上排量不足时，泥块糊在钻头帮子和牙轮上形成泥包。严重时可能将牙轮卡死。造成牙轮不能转动，造成蹩钻和上提遇卡。 钻井液循环排量太小，不足以把钻屑携离井底，如果这些钻屑是水化能力较强的泥岩，在重复破碎的过程中，颗粒越变越细，吸

13、水面积越变越大，最后水化成泥团，粘附在钻头上，钻头泥包后，钻速下降，转盘负荷增大，憋钻，泵压升高，严重时还会堵塞水眼而憋泵；钻井液性能不好，粘度太大，滤失量太高，固相含量过大，在井壁上结成松软的厚泥饼，在起钻的过程中被扶正器或钻头刮削，越集越多，最后把扶正器或钻头周围之间的间隙堵塞3.2产生泥包的特征 起钻时，随着井径的不同，阻力有所变化，一般是软遇阻，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起而增大，只有小井径处遇卡在钻进时，机械钻速逐渐降低，转盘扭矩逐渐增大，如因泥包而卡死牙轮，则有憋钻现象发生，如钻头或扶正器周围泥包严重，减少了循环通道，泵压还会有所上升进尺慢或

14、无进尺和返出岩屑不多，严重时蹩泵卡死。3.3泥包的预防要有足够的钻井液排量。一般泥包都发生在松软地层，因机械钻速快，钻屑浓度大，必须要有足够的排量才能把钻屑及时带走在松软地层钻井时，一定要维持低粘度、低切力的钻井液性能，最好使用刮刀钻头要控制机械钻速，或增加钻井液的循环时间，目的为了降低钻井液中的岩屑浓度在钻进时，要经常观察泵压和钻井液出口流量有无变化。如钻井液上水不好，则泵压与流量相应的降低，如钻具刺漏，则泵压下降而流量不变。如流量不变而泵压升高，则说明井下情况不妙，需要仔细分析，不可盲目钻进如发现有泥包现象，应该停止钻进，提起钻头，高速旋转，快速下放，利用钻头的离心力和液流的高速冲刷力将泥

15、包物清除，如有条件可增大排量，降低钻井液的粘度，在配合上述动作，效果更好如已经发现有泥包现象，而不能清除，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，容易引起井喷，容易抽垮地层，更容易造成卡钻，最好的办法就是边循环钻井液边起钻，直至正常井段，再按正常的办法上起 ，这样做，工序上比较麻烦，但不容易造成事故 3.4泥包卡钻的处理如果在井底发生泥包卡钻，把钻头提离井底少许，在泵压与井况允许的条件下，尽可能开大排量，提高转速，降低钻井液的粘度和切力，失水尽可能地降低，以便增大钻井液的冲洗力，把糊在钻头上的泥块砂饼甩掉循环出来。配合上击器上击如果震击无效，并考虑有粘吸卡钻的并发症，可以注入

16、解卡剂，一方面消除钻具与泥饼的吸附，另一方面液可以减少泥包物与扶正器的吸附力。或者注入土酸浸泡，使泥包物发泡疏松，破坏其结构力，这样，以后在恢复循环时容易清洗泥包物，为解卡创造了条件。如果泥包卡钻，循环无路，因时间较长，又有粘吸卡钻的并发症，则不可轻易倒扣，因泥包卡钻的井段不会长，如果带有扶正器，卡钻井段就是钻头，可以在钻头以上爆破，以便恢复循环，消除粘吸卡钻后再倒扣。如果带有扶正器则堵塞环空的可能就有两点，一个是钻头，一个是上面的扶正器，但以钻头堵塞的可能性最大。因此首先还是从钻头以上爆破，恢复循环，若这一招不成功，在从最上面扶正器以上爆破，恢复循环，应该不成问题。 第4章 落物卡钻浅议 4

17、.1落物卡钻的概念：物体从井口井下落入井内，就叫落物事故。由此引起的卡钻叫落物卡钻。井下落物各种各样，有的落物形状很规则且有可供打捞的部位，在井中经常处于和井眼周线呈平行的状态，如钻杆、钻铤、套管、油管等，有的落物虽然形状规则但无可供打捞的部位，在井中经常处于斜立的状态，如撬杠、测斜仪等。有的落物形状既不规则也无可供打捞的部位，在井中所处的状态是随遇而安，如牙轮、井口工具、绳索等。落物的来源也有不同，有的从井口落入，如井口工具、手工具等。有的从井下落入，如钻头、牙轮、电测仪器等。有的从井壁落入，如砾石、岩石块、水泥块及原来附在井壁上的其他落物。落在井底的落物，虽然妨碍钻进，但一般的不会造成卡钻

18、事故，能造成卡钻事故的是处于钻头或扶正器以上的落物，由于井眼与钻具之间的环形空间有限，较大的落物会像楔铁一样嵌在钻具与井壁之间，较小的落物嵌在钻头、磨鞋或扶正器与井壁的中间，使钻具失去活动能力，造成卡钻。4.2发生落物事故的原因 1.在井口操作不小心，造成手工具等物体掉井。2.在转盘上乱放手工具或其它东西：操作时碰撞了所放物体或因转盘转动使物体掉井。3.转盘或井架上的一些固定螺丝，因松动后脱扣掉井。4.在井口使用有问题的钻井工具，如大钳、卡瓦、吊卡,大钳的销子、卡瓦牙、吊卡扳手掉井。5.在井口违章操作，如不卡安全卡瓦，用猫头吊钻具入井口，提升短节不紧扣，造成钻具掉井 6.在装封井器及井口时不注

19、意，掉螺丝工具等。7.上钻头不紧扣,造成钻头落井;使用牙轮钻头到后期判断失误造成掉牙轮8.井下地层复杂,钻井液性能不佳,造成井壁垮塌。4.3落物事故的危害 1.在钻进中有东西掉井时，如掉到井底，将损坏钻头特别是PDC钻头，有可能造成报废，如没有掉到井底，在起钻时 卡钻，或不规则的物体打入井壁，切割钻杆,造成钻具事故。2.在起下钻中，钻具掉井，钻具顿弯或紧贴井壁 造成卡钻事故或致使井眼报废。图 4-1 落物卡钻示意图落物卡钻的原因 井下落物各种各样，有的落物性质很规则且有可供倒捞的部位，有的落物虽然形状规则但无可供打捞的部位，在井中所处的状态是随遇而安。落在井底的落物，虽然妨碍钻进，但一般不会造

20、成卡钻，能造成卡钻事故的是处于钻头或扶正器以上的落物，由于井眼与钻柱之间的环形空间有限，较大的落物会像楔子一样嵌在井壁与钻柱中间，较小的落物嵌在钻头、。磨鞋或扶正器与井壁的中间，使钻具失去活动能力，造成卡钻4.4井下有落物的征兆1.井底有较大的落物时，钻头一接触落物就会发生蹩钻或跳钻，钻压越大，蹩跳越厉害，无进尺，起出钻头检查有明显的伤痕。2.井底有较小的落物时，有轻轻的跳钻或蹩钻现象，时而有时而没有，没有一定的规律性，机械钻速相对较低。起出钻头检查，有断齿或掉齿现象，若是铣齿则齿顶有被锤击的现象。3.若钻具在井内，从环空中掉入落物，若掉在井径大的地方，留在壁阶上，则起下钻无妨碍。若掉在井径小

21、的地方则会对钻具的起下形成阻力，严重时会造成卡钻，若落物正好在钻头以上，往往是上提遇阻，下放不遇阻，在正常情况下，可以转动钻具，但是上提有阻力，转动也相当困难。这种落物不一定是从井口落入的，往往是从井壁掉下的，如坍塌的砾石、水泥块，岩石块等。4.若有较大的落物落不到井底，而是贴在井眼中部，则下钻时会遇阻，转动有蹩劲，起出钻头或其他工具检查，会有明显的伤痕。4.5井口落物及落物卡钻的预防 1.严禁将手工具螺丝等杂物放到转盘上。2.在井口使用手工具时盖好井口，严防工具掉井。3.起下钻前检查好大钳（液压大钳）、卡瓦、吊卡等工具，有问题及时修好。4.起下钻严禁违章操作 ，提升短节大钳紧扣，起下钻铤要卡

22、好安全卡瓦等。5.起出钻头，要迅速盖好钻头盒，严禁在井口转动钻头。6.转盘、井架固定螺丝定期检查，带手工具上井架要栓保险绳。7凡下井的钻具或工具必须是经厂内检验合格的产品，在下井以前还要在井场进行仔细检。8磨铣井底落物时，宜定期提起钻具活动，一方面防止磨碎的落物冲到磨鞋上面造成卡钻，一方面再将已经冲到磨鞋上面的碎物压到磨鞋下面去。9如果明知是落物阻卡，绝对禁止硬提，应下放钻具在无阻力的情况下转动，因为井径并不是规则的，如无下放余地，就在原地转动，以便扩大井眼，当无憋劲时，再上提12厘米，继续转动，如此耐心地操作，争取把落物磨小或挤入井壁。4.6井下落物的处理在钻进中如何处理落物事故在钻井中发生

23、落物事故，当落物小时，应用先慢后快转动钻具方法，将落物挤入井壁，如因落物造成卡钻应根据不同致卡原因采取相应措施解卡。在起钻过程中发现物体掉井的处理若是小物体掉井，可接方钻杆转动钻具，将落物挤入井壁，当上提下放旋转无阻卡时，将钻具起完，再根据落物性质决定打捞方法。下钻过程中发现物体掉井的处理若是小物体掉井，可接方钻杆转动钻具将落物挤入井壁，当遇阻卡时，将落物划到井底，若无异常可恢复钻进，若落物在井底，打不成钻，应起钻下打捞工具打捞。如果是钻具倒扣落井，应接着下钻对扣打捞。井内无钻具时，发现物体落井的处理根据落井物体的大小、形状决定接什么工具下去探落物，如探不到落物，应高速转动转盘把落物 挤到井壁

24、，起钻恢复正常。处理井下落物时常用一把抓，打捞筒，磁铁打捞器，磨鞋等。 第5章 键槽卡钻浅议图 5-1 键槽卡钻纵剖面图5.1键槽卡钻原因：在井斜角和方位角急剧变化的井段形成“狗腿”，钻进时钻杆接头打磨井壁高边和起下钻过程在重力作用下钻杆接头不断拉刮切削“狗腿”井段的高边，随着起下钻次数增多，在“狗腿”井段高边拉刮出一条槽，这条槽称为键槽。它的直径比钻杆接头直径大但比钻头和稳定器直径小，当稳定器和钻头起到键槽的底部时就通不过，多提拉力时就会发生卡钻。稳定器和钻头在键槽中通不过提不出来的现象叫键槽卡钻图 5-2 键槽卡钻示意图5.2键槽卡钻的特征: 键槽卡钻只会发生在起钻的过程中，因为在下钻时，

25、钻头和较大的工具进不了键槽，只有在起钻时，钻柱在自重分力的作用下，靠向键槽的一边，在键槽中运行，当直径较大的钻铤，钻头进入键槽时，便发生遇阻遇卡的情况如果钻铤外径大于钻杆接头，则钻铤顶部接触键槽下口时即遇阻遇卡。如果钻铤外径不大于钻杆接头，只有钻头和其他直径较大工具接触键槽下口时，才会遇阻遇卡键槽中遇阻遇卡，开泵循环钻井液时，泵压无变化，钻井液性能无变化，进出口流量平衡在键槽卡钻中遇阻，拉力稍大，启动转盘很困难，但只要下放钻柱脱离键槽，则旋转自如卡前特征：下钻不遇阻，钻进时正常，起钻遇阻，卡点固定。随着起下钻次数增多，遇阻越来越严重。钻杆接头偏磨，接头下部台肩磨损严重。 卡时特征：可以下放和转

26、动，就是不能上提，循环泵压正常，无井塌现象，无大量岩屑和泥饼返出，多提完全卡死时，不能上提下放和转动，但循环仍正常。5.3键槽卡钻的预防: 钻直井时，最好把井钻直，使井斜不要忽大忽小的变化，同时控制方位不要有多大的变化，减少产生狗腿度的可能钻定向井时，在地质条件许可的情况下，尽量简化井身轨迹。用套管封掉易产生键槽的井段，这对于多目标井、大位移井。水平井尤为重要起钻遇阻，无论何种原因引起的，都不能强提，应反复上下活动，转动方向，以求解卡，如无效，只有产生倒划眼的方法，倒划眼时不应以指重表度数为单位，而应以钻柱上行1到2cm为限度，每次转动正常后，再上提1至2cm，如此继续进行，如发现转动扭力过大

27、，还可以吧钻柱下放若干，在继续倒划，直到无阻卡为止5.4 键槽卡钻的处理：键槽卡钻卡点固定，起到遇卡位置前应用低速起，切不要猛提，以免卡死。遇卡后应采取如下措施：1大力下放钻具，用震击器下去或钻具自身重量下压，严禁大力上提。待松动后转动不同方向试着上提，力争钻具跳出健槽小眼解卡。2转动多个方向慢提无效时，应接方钻杆循环。采用轻提慢转倒划眼措施力求解卡。 3浅井键槽卡钻可接地面震击器下击，砸松后，轻转慢提，倒划眼解卡。4经轻提慢转倒划眼无效时，干脆将稳定器或钻头提死卡在键槽底部。采用倒扣方法办法将卡点以上钻具起出。然后下对扣接头十安全接头十下击器十钻杆，去对扣下击解卡，把钻头下到井底，在钻头部位

28、注入解卡液后，从安全接头处，倒开起出。再下破坏键槽钻具组合去把键槽井段彻底破坏掉，然后下安全接头公头去对扣打捞，按钻具落井事故处理。 钻头位置小于12井深钻具中间接扩大器破坏键槽第6章 砂桥卡钻浅议图 6-1 砂桥卡钻6.1砂桥卡钻原因 上部松软的地层易塌或易溶性地层，在钻井液的浸泡下便会造成井径的扩大，特别是裸眼井段很长，钻速很慢的井，由于井径的扩大，钻井液上返速度会在该处减慢，岩屑会淤积于“大肚子”处 。当其他钻屑下沉到该处时，与应经存在的堆积物形成砂桥，起钻时，钻具起到该处便会卡住6.2 砂桥卡钻特征： 钻进时泵压突增或蹩泵，扭矩增加或蹩死，停转打倒车，井口钻井液无返出或返出甚少，上提通

29、卡，转盘蹩劲，转不动，起钻时卡点固定，上提、下放和转动很困难，接方钻杆开泵不通。6.3砂桥卡钻预防：采取防塌措施，防止形成“大肚子”井段。主要要抑制叶岩泥岩水化膨胀但采用的钻井液密度大于地层坍塌压力当量密度。保持钻井液排量足够大和良好的携砂能力，使上返速度在“大肚子”井段也不会发生岩屑下沉堆积。在已形成“大肚子”井段起钻前可录入一定数量的高粘高切钻井液，并将岩屑循环带出来。在“大肚子”井段起下钻时，要控制速度，改用低档，防止突然提死，和压死，必要时用划眼把砂桥破坏掉。6.4砂桥卡钻处理： 尽量用小排量泥浆，配合慢转将砂桥破坏掉，还可泵入一定数量的高粘度、高切力钻井液把沉砂循环出来。 起钻通卡切

30、勿大力上提，否则越提越死。可采用小排量蹩压配合猛放或慢转猛放把砂桥破坏掉并循环出来。若钻进时卡死，则从卡点以上一单根处倒开起出自由钻具。下铣管套铣和对扣打捞处理。 若起钻时卡死，则从卡点以上一单根处倒开起出自由钻具。由于落鱼悬空，故必须倒扣套铣矛接铣管下到鱼顶，先对好扣后再套铣，防止解卡后落鱼掉井打顿钻。用这种先对扣后套铣工具在套铣解卡后落鱼可随同铣管一起提出来。 第7章 井塌卡钻浅议图 7-1 坍塌卡钻示意图7.1井塌卡钻原因：地层胶结不好，疏松易塌如流沙层、砾石层等。水敏性泥岩、页岩，经钻井液浸泡和钻井液失水渗入地层后，经一定时间，逐渐水化膨胀而坍塌。钻井液密度小于地层坍塌压力当量密度时会

31、引起井塌。起钻时未灌满钻井液及井漏液面下降和下喷上漏（地下井喷）引起地层坍塌埋钻具。钻井液，由于粘度小、切力低或排量小和井径变化大而易发生岩屑下沉。7.2井塌卡钻特征：在钻进过程中发生坍塌如果是轻微的坍塌，则返出的岩屑增多，可以发现很多楞状分明的片状岩屑。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，但钻头下放不到井底。如果坍塌层在正钻地层以上，则泵压升高，钻头提离井底后泵压不降，且上提、下放钻具遇阻，甚至井口返出钻井液流量减少或不返起钻时发生井塌 正常情况下，起钻时不会发生井塌，但是在发生井漏后，或在起钻的过程中未注钻井液或少灌钻井液，则随时有发生井塌的危

32、险。井塌发生后，上提、下放钻具遇阻，而且阻力越来越大；阻力不稳定，忽大忽小。钻具可以转动，但扭矩增大。开泵时泵压上升，悬重下降，井口钻井液流量减少甚至不返，停泵时有回压，钻杆内返喷泥浆下钻前发生井塌井塌发生后，由于钻井液的悬浮作用，塌落的碎屑不集中时，下钻肯呢个不遇阻，但井口 不返钻井液。如果坍塌的碎屑集中，则下钻遇阻。当钻头进入塌层以后，则泵压升高，悬重下降，井口返出钻井液流量减少或不返，但当钻头一提离坍塌层。则一切恢复正常7.3井塌卡钻预防：钻遇疏松胶结不好易塌的流砂层、砾石层时，要提高钻井液的粘度、切力及携砂悬浮能力。钻过后下表层套管封固，管外水泥浆返到底泥面。在钻至水敏性泥页岩之前，要

33、换成防塌钻井液体系，钻井液密度要大于地层坍塌压力当量密度。起钻及时灌满钻井液，防止钻井液静液柱压力下降引起井塌。遇井漏时，要及时堵漏。钻遇一个堵一个，堵住漏后进行漏层耐压试验，要求能承受钻开下段地层所需要的高密度钻井液液柱压力。根据地质数据准确地预测地层的三条压力剖面线，即地层破裂压力剖面线、地层坍塌压力剖面线和地层压力剖面线7.4井塌卡钻的处理：井塌卡钻发生时，立即停钻。但要坚持循环和不停地上提、下放和转动钻具，同时处理钻井液，适当提高密度、粘度和切力，尽量把坍塌岩块循环出来。钻进时一旦卡死，由于钻头在井底，可用小排量蹩压，施加正转扭矩，力求把塌块弄松，蹩通循环，然后轻提慢转倒划眼清除塌块恢

34、复正常。起钻时遇卡，切勿大力上提，可猛放或接方钻杆开小排量循环或蹩着压猛放，蹩通后采用轻提慢转倒划眼来解除。严重井塌无法循环和活动钻具时，则从卡点以上一单根处倒开起出自由钻具，然后用套铣加倒扣的方法分段倒出被卡钻具。若落鱼悬空时，则用倒扣套铣矛接铣管下去先对好鱼顶扣后套铣的办法处理，防止套铣解卡后落鱼掉井顿钻。 第8章 缩径卡钻浅议 缩径卡钻就是小井径卡钻，无论何种原因钻头通过的井段，其直径小于钻头直径，均可造成卡钻 图 8-1 砂岩缩径卡钻8.1缩径卡钻的原因 砂砾岩的缩径 砂岩、砾岩砂砾混层如果胶结不好或甚至没有胶结物。在井眼形成之后，由于滤失量大，在井壁上形成一层厚的泥饼而缩小了原已形成

35、的井眼图 8-2 软泥岩缩径泥页岩的缩径泥页岩井段一般表现为井径扩大，但有些泥页岩吸水后膨胀，也可使井径缩少。特别是一些含水泥岩，就像揉成的面团一样，表现出很强的塑性，这种泥岩由于在其沉积的过程中，受到局部封闭环境的限制，水分排不出去，在压实过程中呈欠压实状态，但塌又和砂岩不一样，没有骨架结构，一旦打开了一个孔道，在上覆地层的压力作用下，急速向孔道蠕动，把井径缩小，甚至会把钻头包住，而失去循环通道，这种地层的蠕动和盐岩层不一样，不受温度的影响，只和上覆岩层地层压力有关系，和其本身所含的水量有关系，这种地层并不多见，而且分布的范围液不会很广，全国各地所遇的多是紫红色软泥岩盐岩缩径 多数沉积岩的密

36、度是随着埋藏的深度的增加而增加，而盐岩层的密度却不随埋藏深度的增加而增加。多数沉积岩的三轴应力是不相等的，水平的应力小于垂直应力，而且不同方向的水平应力也不相等，而且不同方向的水平应力也不相等，而盐岩层的三轴应力是相等的，就等于它的上覆岩层压力。多数沉积岩的极限强度随着约束力的增加而增加，但随着温度的上升而显著下降，多数沉积岩没有延展性，而盐岩则不然，其极限强度随着约束力的增加而少来那个的增加，但随着温度的上升而显著下降。多数沉积岩没有延展性，而盐岩在一定的温度条件下，表现出延展性，而且随着温度的上升而迅速增加。大于3000m的深度，约束力的影响几乎被温度的影响而抵消，实际上，盐岩层的强度随着

37、深度的增加而减少。盐岩层在一定的温度和压力下会发生明显的变形，称之为蠕变，它是时间、加载条件和其本身的物理特性的函数，盐岩在100以前，蠕变量很少，由于钻井液中水的溶解作用，井径不会缩小，反而扩大，从100200，蠕变速率急剧增加，200以上，盐岩层几乎完全变成塑性体，在一定的压力下，很容易产生塑性流动，温度对盐岩层蠕变的影响如图所示图 8-3 盐岩层蠕变示意图压力是影响盐岩蠕变的主要因素，在钻井时，如果钻井液液柱压力小于岩层蠕变压力，岩层向井内蠕动，其闭合速率取决与温度和压力的大小盐岩层的蠕变还和其本身的物理特性有关，即与盐的纯度、杂质种类和数量。颗粒尺寸、自由水和气泡等有关，在相对的温度和

38、压差条件下，在不同的盐层其蠕变速率不一样，在盐层中钻进，井径的缩径速率还和井径的大小有关系，即缩径速率与井眼直径成反比，比如10int井眼缩径速率是五英寸井眼的两倍随着埋藏深度的增加，温度、压力也相应的增加，盐岩层逐渐失去了自持能力，如没有一定钻井液液柱压力与之平衡，一旦钻孔形成，它就向钻孔蠕动，而使井眼缩小，如果发现不及时，就会立刻造成卡钻深部的石膏层 一般认为在上覆岩层压力下把结晶水挤掉，成为无水石膏，当钻开时，石膏又吸水膨胀，减弱强度，缩小井径。无水石膏密度为2.9g3，含水的石膏密度为2.3g/cm3，即无水的石膏要变成含水的石膏时体积要膨胀26。钻头使用后期，外径磨小，形成一段小井眼

39、，刮刀钻头尤为显著。有些取心钻头，其外径小于正常钻进的钻头，或者在使用后期外径磨小，也会形成一小段井眼图 8-4 小井眼井眼示意图地层错动，造成井眼横向位移图 8-5 地层错动地层的错动一起的井眼变形由于所钻的地层有断层或节理的存在，当钻井液滤液进入断层面或节理面后，引起孔隙压力的升高，产生了沿断层面或节理面的滑动，导致了井眼的横向错动。如这一现象发生在下钻之前则会在下钻时将会在错动处遇阻；如发生在起钻之前，则起钻至错动位置时会发生遇卡遇阻，其情形就和缩径差不多，严重的错动将会立即把钻柱卡住钻井液性能发生了较大的变化如钻遇石膏、盐岩层、高压盐水层，滤失量增加，粘度、切力增加。或者为了堵漏，大幅

40、度，调整钻井液性能，很容易形成夹泥饼，使某些井段的井径缩小8.2缩径卡钻的特征单向遇阻，阻卡点固定在井深某一点。因为小井径总是个别井段，所以下行遇阻则上行不遇阻，上行遇阻则下行不遇阻，而且遇阻点相对固定在某一井深，有时会有若干个遇阻点，但每个遇阻点的井深相对固定多数卡钻是在钻具运行中造成，而不是在钻具静止时造成，只有少数卡钻是在钻进时造成的，如钻遇蠕动的盐岩、含水软泥岩、沥青层就很容易卡钻开泵循环钻井液时，泵压正常，进出口流量平衡，钻井液性能不会发生大的变化。但是钻遇蠕动速率较大甚至是塑流状态的盐岩、沥青层、含水软泥岩时，泵压要逐渐升高，甚至失去循环离开遇阻点则上下活动、转动正常，阻力稍大则转

41、动困难。下钻距井底不远遇阻，可能出现两种情况，一种是沉沙引起遇阻，一种是上一钻头在使用后期直径磨小，形成小井眼。如钻遇蠕变性的盐岩层、沥青层、含水软泥岩岩，往往是机械钻速加快，钻盘扭矩增大，并有憋钻现象，提起钻头来下不到原来的井深，划眼比钻进还困难。若蠕变速率较小，泵压没多大变化。如蠕变速率较大，可以发现泵压逐渐上升，直至憋钻缩径卡钻的卡点是钻头或大钻头直径的工具，而不可能是钻铤和钻杆8.3缩径卡钻的预防1.下如头、扶正器或其他直径较大的工具时，应该仔细丈量其外径，不能把大于正常井眼的钻头或工具下如井内。使用打捞工具时，其外径应比井眼小1025mm。2.起出的旧钻头和扶正器，应检查其磨损程度，

42、如发现外径磨小，肯定已钻成了一段欠尺寸井眼，下入新钻头时应提前若干米划眼，不能一次下钻到底。划眼井段的多少依据实际情况来定，一般为1到三根，总的原则是下放钻具时不允许有30kn 以上的遇阻，即使是毫无遇阻显示，最后一个单根液必须划眼下放。3.在用牙轮钻头钻进的井段，下入金刚石、pdc及及足尺寸的取心钻头时要特别小心，遇阻不许超过50kn4.取心井段必须常用常规钻头扩眼或划眼。特别是连续取心的井段，应每取心50m左右用常规钻头扩眼、划眼一次。5.改变下部钻具结构，增加了钻具的刚性，如增加扶正器或加大钻铤外径，以及下入外径较大的套铣工具，和打捞工具时应控制速度慢放，决不允许在阻力超过50kn的情况

43、下强行下入。6.下钻遇阻绝不可强压。一般的规律是遇阻后上提的力量要比下压的力量大，所以你下呀力量越小，上提解卡越主动。当然液可以用渐进法进行试验，如果上提的阻卡力不超过下压的力量或者超过的不多（在一倍以内），还可以逐步增加下压的力量，有些井段，增加一点力量就可以过去了，但如果发现上提时阻卡力增加很多，就不能盲目下压了，应立即循环钻井液，向下划眼，消除阻力7.起钻遇阻绝不能硬提。因为下压解卡的力量往往比上提的阻力大的很多。如果上提遇阻而下放很轻快，也可以采取渐进法进行试验，逐步加大上提力量，有些井段，上下活动几次就可以出来了。如果发现下压解卡力大于上提阻卡力很多，就不能在加大力量上提了，应循环钻

44、井液，采取倒划眼的办法起出。这里所说的渐进法就是每次增加的力量不可过多，以30到50kn为宜。一般要求起下钻遇阻不许超过50到100kn ，采取渐进法增加力量的最大限度也不许超过200kn。8.控制钻井液滤失量及固相含量。使参透层井段结成薄而韧的泥饼，减少滤饼缩径现象，尤其不能使钻井液性能发生大幅度的变化，如急剧地增加粘度、切力及滤失量，会形成更多的泥饼。9.钻遇特殊岩层如盐岩层、沥青层及含水软泥岩层，必须提高钻井液密度，增大钻井液的液柱压力，以抗衡围岩的蠕动或塑流。10.如上提遇阻，倒划眼无效，如此此时起出的钻具超过井深的一半，可以接扩孔器于钻柱的中间，下钻到遇阻位置扩眼，消除阻卡后在起钻，

45、扩孔器类似于一般的螺旋扶正器，只是着重于在翼片上下两个斜肩面上加焊硬质合金，使其具有破坏地层的能力。11如果井下情况比较复杂，可在钻铤顶部接一扩孔器，这样倒划眼的效果会更好一些，因为牙轮钻头很难单独发挥倒划眼作用。12在钻柱中接随钻震击器，无论上提遇卡还是下放遇卡，都可以立即启动震击器，震击解卡。13在复杂井段钻井，要简化钻具结构，如不接扶正器，缩小钻铤外径，减少钻铤的数量等。14在钻进的过程中，要有规律的进行通井，即定期的进行短起下钻。15在起下钻过程中，要详细记录阻卡点，对于较复杂的井段，要主动地进行划眼，以消除阻卡现象。16对于蠕变地层可使用偏心pdc钻头，钻较大的井眼，也可以在钻头以上

46、的适当部位接牙轮扩大器，与钻头的距离以近一点为好，以修整缩小的井眼，这种扩大器既能正划眼又能到划眼，在地层发生蠕变时，可以利用他起出危险井段。这些措施只能在钻井液液柱压力与地层蠕变应力基本平衡的情况下即缩小率每小时不大于1%时才可以使用。8.4缩径卡钻的处理如证实是缩径性质的卡钻，应采取如下办法处理遇卡初期，应大力活动钻具，争取解卡。在下钻过程中遇卡，应在钻具和设备的安全负荷限度以内大力上提，但决不能多压。在起钻过程中遇卡，应大力下压，甚至将全部钻具的重量压上去，但绝不能多压。在起钻过程中遇卡，应大力下压，甚至将全部钻具的重量压上去，但绝不能多提。在钻进过程中遇卡，只能多提或强扭，下压是没多大

47、意义的 如果大力活动数次，（一般是不超过十次）不能解卡，就不要强干。此时应循环钻井液，在适当的拉力范围定期活动钻柱，最好每10到15min活动二三次，保持钻柱不被粘卡，再进行第二步的工作用震击器震击解卡。如钻柱上带有随钻震击器，在起钻过程遇卡的时候，在启动下击器下击，在下钻过程中遇卡或钻头在井底遇卡的时候，应启动上击器上击。如果钻柱上未带随钻震击器，要设法接入震击器，因为震击是缩径卡钻中最有效最经济的解卡办法，如果是起钻遇卡，而且有足够的钻柱重量，可以在井口接地面下击器下击。如果是下钻遇卡或在井底遇卡，最好是把钻柱从卡点以上倒开，把上击器接到距卡点较近的位置，然后连续上击。在活动钻具及震击的过

48、程中，要随时注意钻具的活动范围，在钻柱的某一部位打一记号，如果该记号随钻柱的下击而下移，或随钻柱的上击而上移，说明震击活动有效，解卡有望。如果在同样的拉压范围内，发现钻柱的活动范围悦来越小，说明年卡已经发生，此时继续震击的效用就不大了如果是缩径与粘吸的复合式卡钻，那就应先浸泡解卡剂，然后进行震击。若果缩径是盐层造成的，而且还能维持循环的话，就可以泵入淡水至盐层缩径井段以融化盐层，同时配合震击器震击。如果是泥页岩缩径造成的卡钻，可以泵入油类或清洗剂润滑，在配合震击器进行震击如果大力活动钻具和震击均无效，那就只好走爆炸倒扣和套铣倒扣的道路。最好是从钻头附近或钻铤顶部倒开，井下留的落鱼越少越好，因为

49、缩径卡钻的卡点在钻头或扶正器位置，如落鱼较少时，可争取一次套铣到卡点位置，即可解卡。如果落鱼较长，一次套铣不到卡点位置，那就只好分段套铣倒扣了。如果经测算，套铣倒扣在时间上经济上不合算，或者在套铣倒扣过程中发生了其他问题，使套铣倒扣工作无法继续进行，那就只有侧钻一条路了。第9章 干钻卡钻浅议所谓干钻就是钻头部位失去循环。钻头对岩石产生的热量散不出去，切削的岩屑携带不上来，积累的热量达到一定的程度，足以使钢铁软化甚至熔化，钻头甚至钻铤的下部在外力的作用下产生变形，和岩屑融合在一起，就造成了干钻卡钻。9.1干钻卡钻的原因钻具刺漏。钻具刺漏之后，开始时一部分泥浆经钻头循环，一部分钻井液经漏点而上返，

50、随着时间的延长，漏点越刺越大，绝大部分甚至全部钻井液经漏点而上返，钻头处便没有钻井液可供循环了高压管线或低压管线之间的闸门刺漏或未关死，大部分钻井液在地面循环，而真正流入井中很少钻井液上水不好，如吸入池液面太低，或上水管堵塞、钻井泵活塞、缸套、阀刺漏，钻井液含气量太多，均可减少钻井泵的排量，在高压的条件下可能会造成井内断流。有意识的停泵干钻，人们在钻井取心或用打捞筒打捞井底碎物时，习惯于有意识干钻几分钟，力图把钻头或铣鞋用泥巴包死，以防在起钻的过程中滑落，但若掌握不好，很容易应干钻而造成卡钻9.2干钻的特征如果钻具刺漏，则在正常排量下，泵压会组建的下降，带泵压下降到一定程度时，全部钻井液由漏点

51、上返，漏点以下便失去循环。泵压下降的程度和漏点位置有关，在钻柱上部刺漏，泵压下降很明显，而且下降的幅度较大。如钻柱下部刺漏，泵压也呈下降趋势，当下降到一定的数量即下降值相当于或稍大于钻头水功率时便不再下降，但此时钻头处已经没有钻井液可循环了。如钻井泵的上水不好，或地面管线、闸门有刺漏的地方，则泵压下降，井口返出量减少，钻井液温度也明显下降。机械钻速明显下降。转盘扭矩增大。如装有扭矩仪可以直接看出，如未装扭矩仪，可以听动力机的声音和转盘链条的传动声音，液不难判断。干钻的第一阶段就是泥包，可以活动，但上提时有阻力。随着干钻程度的加剧，阻力越来越大，直至无法活动，造成卡钻。干钻的结果，一般是钻头水眼堵死，除钻具有刺漏的情况外，是无法开泵循环的9.3干钻的预防 要经常注意泵压和钻井液返出的流量，如泵压下降，返出量减少，那肯定是钻井泵上水不好或地面管线、闸门有刺漏的地方，应停钻，检查地面上可能发生的问题。如泵压下降，很突然，但维持这个下降值不变，而且井口返出量不减少，那可能是钻头水