井眼卡鉆事故探究

馬生居

（川慶鉆探工程有限公司工程國際部，四川成都 610000）

井眼卡鉆事故探究

馬生居

（川慶鉆探工程有限公司工程國際部，四川成都 610000）

由分析卡鉆事故發生的原因著手，提出幾點預防井眼卡鉆事故以及解卡的措施。

井眼；卡鉆

1 井眼卡鉆的原因分析

1.1地質因素

井眼卡鉆事故受到地質因素的影響主要表現在以下幾個方面：第一，在礫巖或者砂巖井段，假如鉆井液的濾失量相對較大，就會在井壁形成一定厚度的泥餅，從而縮小井眼的有效直徑。第二，井眼在泥頁巖井段會由于其吸水膨脹而導致井眼縮徑。第三，如果鉆井液在鹽巖井段的液柱壓力達不到控制鹽層塑性流動的程度，就會導致鹽巖的塑性變形，從而形成小井眼段。

1.2井眼因素

在鉆頭遇到研磨性的地層時，通常鉆頭已經到了使用的后期階段，或者穩定器由于受到磨損減小了外徑，形成小井眼。如果對于這段小井眼沒有預見性，就很有可能導致卡鉆事故。并且因為下部地層性質、鉆井參數以及鉆具結構等各個因素都會發生變化，有時會形成彎曲井眼，一旦下部鉆具組合發生改變，下入長度較長且外徑大的套銑打撈工具，也會出現卡鉆事故。

1.3鉆井液因素

在鉆井過程中如果遇到高壓鹽水層、鹽巖層或者石膏層時，鉆井液的性能可能會發生很大的變化，比如切力以及粘度有所提高，濾失量有所增加，或者堵漏過程中如果鉆井液的性能有大幅度的改變，井壁上都很容易形成假泥餅，縮小井徑導致卡鉆事故的發生。

1.4操作因素

按照井眼卡鉆的相關力學模型分析，下鉆過程中的下壓噸位以及下鉆速度是兩個最主要原因，所以在預見到會形成小井眼井段時，要制定出嚴格的下鉆操作規范。

2 防止井眼卡鉆的措施

2.1凈化井眼

2.1.1泵排量要足夠

即要有足夠的環空返速以防止形成巖屑床。各種井斜角下，不管是使用紊流還是層流，如果提高了泥漿環空流速則清巖的效果就會更好，排量越大，鉆屑沉積床的厚度就越小，一旦排量大于一個臨界值，則基本不會形成鉆屑沉積床。

2.1.2井斜角度大于可以利用紊流

如果井斜角度小于45°，層流可以達到最好的清洗效果，清井效果會隨著泥漿屈服值的增加而越來越好。但紊流與流體流變性無關，只與泥漿的動量特征有關，因此如果井斜角度大于55°時，再增加泥漿的塑性粘度以及屈服值就不會再起到凈化井眼的效果了，所以此時在井中利用紊流的清潔效果會相對更好。

2.1.3改善鉆井液的粘度

鉆井液的粘度如果有所提高，就可以提高鉆井液粘附鉆屑的能力，在流動鉆井液中鉆屑的滑脫速度就會有所減小，從而被鉆井液帶出井眼。

2.2改善操作方法

2.2.1短起下作業

如果井段的斜度大則可以有計劃的采用短起下作業，鉆桿緊緊貼著下井壁，在鉆具進行上下活動的過程中，鉆桿的接頭部分可以刮開巖屑沉積床，于是巖屑就會散入環空泥漿中隨其帶出井口，達到凈化井眼的作用。

2.2.2旋轉鉆柱

泥漿被旋轉的鉆具不停攪動，就會帶出泥漿里的巖屑，從而防止其脫滑沉積；并且旋轉鉆柱對于泥漿在流動過程中產生紊流也有一定的幫助。如果流體的粘度較高，采用旋轉鉆柱的方法可以提高井眼的凈化效果。

2.2.3鉆速的控制

如果下鉆的井段鉆速較快，則要對其進行適當的控制。鉆速提高就會增加單位時間內的鉆屑量，巖屑沉積的機率也隨之增加，所以要對鉆速進行適當控制。此外，還要減少在下鉆時的泥漿靜止時間，在泥漿無法正常循環的情況下，巖屑很容易會沉積到下井壁，而且泥漿靜止的時間越長，沉積就會越徹底，所以要盡量減少泥漿的靜止時間。

2.3保持井壁的穩定性

鉆井過程中井壁的穩定性是保證鉆井安全的重要因素之一，如果井壁失穩則很容易發生卡鉆事故，因此要采取相應的措施以提高井壁的穩定性。比如提高泥漿的密度，為井壁提供足夠的支撐力；提高泥餅的質量，從而有效防止泥漿失水，如果泥餅的質量高的話，就會牢固地吸附在井壁，并且還具有較好的潤滑性能；減少泥漿的失水，尤其是高壓高溫環境下的失水，從而盡可以減小濾液侵入等。

2.4鉆具及其組合的選擇

2.4.1鉆具組合結構的選擇

在造斜井段，鉆柱會產生比較高的彎曲應力，從而導致鉆具疲勞損壞，尤其當鉆柱進行旋轉時，鉆柱在彎曲井段會受到交變應力的作用而產生疲勞損壞，所以在選擇鉆具組合結構時要遵循可以順利通過大曲率井眼的原則，鉆具組合要盡可能減少轉換配合，盡可能降低造斜井段鉆柱的剛性，以免發生斷鉆具事故。此外在水平段以及造斜段可以采用斜坡鉆桿，因為在斜井段鉆具是緊貼下井壁的，如果采用直角鉆桿會使下放阻力增加，還會利壞井壁的泥餅；而直井段則采用加重鉆桿，因為加重桿的剛性相對較大，在曲率較大的井段中使用會對加重鉆桿進一步的破壞，所以一般加重鉆桿應用于直井段，以降低鉆柱的摩阻，提高鉆柱抗壓失穩的能力。

2.4.2鉆具的選擇

要選擇品質優良的鉆頭，以避免發生鉆頭事故。如果在斜井段采用PDC鉆頭，要選擇便用造斜、短保徑的高效鉆頭，而選擇牙輪鉆頭時要采用帶金屬密封、適用于高轉速的產品。這類鉆頭通常壽命較長。螺桿的選擇也很重要，要盡量選擇強度高、壽命長的高效螺桿。螺桿比較容易損壞，如果在鉆井過程中發生了螺桿斷裂掉入井眼的事故，則打撈工作具有一定的難度，嚴重的會因為一根螺桿而報廢一口井眼，因此螺桿的選擇很重要。此外，在施工過程中

3 酸化解卡

在注酸前要先采用大排量的泥漿循環兩到三周，將井眼進行充分的清潔，保證其暢通。注酸作業可以采用固井水泥車來進行，先對地面管匯做試壓，壓力穩定且無滲漏再進行下步施工。注酸時要注意如果井眼的氣層有打開，則要防止二氧化碳上舉引發井噴，因此在注酸前要檢查各個井控裝置以及電子點火裝置，備好消防設備，井場內不可擅動明火。按照浸酸井段不同控制注酸數量，例如井段在3 233m到3 595m之間，可以注入10m3含量為10%的鹽酸，鉆具內為3m3，環空7m3，替量29.7m3，前置液0.5m3到1m3的原油，后置液則1m3的清水。在注酸替量完成15分鐘后，上提鉆具解卡即可。在解卡后及時活動鉆具，再進行循環大排量泥漿進行除氣，加入處理劑，對泥漿性能進行調整后起鉆。

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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

馬生居（1974—），男，廣西南寧人，工程師，主要研究方向為鉆井工藝。