鉆井施工過程中常見故障的成因及分析

陳輝

摘 要：鉆井施工中的主要對象是地層巖石，在實際的鉆井過程中，由于對巖層的認識不足或操作者的失誤等情況，往往會造成設備故障或井下事故。

關鍵詞：鉆井工程；常見事故；成因；分析

1 鉆井施工過程中的卡鉆故障及分析處理

鉆井施工過程中的卡鉆，主要是指在鉆進過程中，鉆柱在井中的某段被卡住，從而導致整個鉆柱無法自由轉動。

1.1 鉆井施工過程中的坍塌卡鉆和沉沙卡鉆處理

一是坍塌卡鉆。由于井壁坍塌而將鉆具埋住卡死。這類卡鉆危害很大如果當時不能建立循環的話往往只能套銑了處理起來很麻煩。有的井隊在鉆具被埋了后套銑了幾個月也未能把鉆具全部套銑出來最后只好填井側鉆。

二是故障分析，首先起鉆灌好泥漿，尤其是二開鉆進一開套管又不長時必須連續灌漿。若發現有坍塌現象應立即停止起鉆，待循環處理好井下情況在起鉆。起鉆過程中遇阻切勿強拉硬拔，遇見沙土層很容易拔垮地層造成卡鉆。其次下鉆過程中在裸眼井段要控制下放速度以防止激動壓力過大壓漏地層造成井壁垮塌。

三是沉沙卡鉆。鉆井中由于鉆井液性能不好懸浮能力差造成巖屑下沉堵塞環空將鉆頭及部分鉆柱掩埋造成卡鉆。這類卡鉆多發生在鉆上部松軟地層，鉆速快、泥漿粘切低、操作不當很容易發生此類事故。

四是故障分析，首先鉆進過程中要早開泵晚停泵，小排量開泵頂水眼。其次接單根前套劃眼要上提下放無遇阻顯示后才能接，接單根的速度要盡量的快要提前做好準備工作。其三吊測前應觀察振動篩返出沙子是否正常，不正常絕不能吊測。其四下鉆時若發現反流槽不流泥漿，并有間隔遇阻也應考慮是否有沙橋遇阻，可接方鉆桿用小排量開通循環待環空暢通，鉆桿內外壓力平衡再下鉆。

1.2 鉆井施工過程中的粘吸卡鉆處理

一是在鉆井施工過程中，因井壁上的泥餅對井下鉆具產生很大的吸附力，隨著鉆具的加長，吸附力不斷增大，此時，如果鉆井液的性能不好、鉆井措施或施工操作不當則可能發生黏吸卡鉆事故。鉆井黏吸卡鉆事故的一般規律是：鉆井的裸眼（鉆柱與井壁直接接觸時）井段越長，鉆井液的性能不好或泥餅質量差，泥漿柱的壓力大于地層壓力的值越大，或長時間不活動鉆具時都易發生鉆井的黏吸卡鉆事故。

二是預防措施，首先活動鉆具時要大幅度的上下活動盡量保持不停，特殊情況下靜止時間也不應超過2分鐘。在吊測時吊卡必須提離鉆盤面2米以上，以防止靜止測斜完后發生粘卡好有下放的距離。

三是要將鉆具提至最高限位，根據當時修理設備所需時間的長短，合理的下放鉆具每次不少于1.5米左右并保證鉆具活動后呈自由狀態。每次活動完鉆具剎住剎把將指重表靈敏針對準0噸位，并觀察靈敏針的移動，一般2分鐘內指向2噸左右說明井下粘附情況正常，反之過大則應縮小下一次活動鉆具的時間。其三若鉆頭在井底時突發傳動鏈條斷掉等一些不可抗拒的原因而無法活動鉆具的時候，在搶修的同時應將鉆具懸重的三分之二壓上使下部鉆柱彎曲與井壁形成點對點接觸減少粘吸卡鉆發生的可能性。

四是當發生卡鉆故障后，最先應考慮的問題是為排除故障創造最有利的條件。在處理卡鉆故障時需注意以下幾點：

首先，應保持鉆井液循環，使井筒暢通。當卡鉆事故發生后，若水眼或環空堵塞，則會造成循環喪失，從而失去浸泡、爆炸松扣的可能，致使誘發井塌，使卡鉆事故的處理難度加大，因此，必須保持鉆井液循環及井筒暢通。

其次，需盡可能保持鉆柱的完整性。卡鉆后，在對鉆柱進行提拉、扭轉時，盡量不要超過鉆桿的最大拉伸負荷及允許扭轉圈數，如果鉆桿被扭斷或拉斷，則會導致打撈工具困難。目前對于卡鉆事故常用的處理方法是采用震擊解卡工具或倒扣切割工具來完成。一般根據正常程序有3個層次的解決方法：

其四，應先考慮的是逐步提高剎把上提力度，盡力活動方鉆桿，充分循環。若無效，或無法開泵循環，配置接洽液打入井底侵泡4h以上，同時接震擊器，開始震擊，逐步加大震擊力度，并根據震擊器的承受力度適當的扭動鉆盤，當然了，這要根據你所用的鉆桿的鋼級、內外徑計算最大扭轉圈數，防止扭斷鉆具而陷入被動局面；

其五，在以上方法都無效時，只能測卡點、爆炸松口了。卡鉆后還要根據井深，層位，鉆井液性能，是如何卡死的（比如上提遇卡，不能下放掉；下放遇阻，上提不能解卡或者是取芯過程中忽然泵壓上升，直至憋泵上提下放無效等等）。看能否正常的循環，處理好泥漿防止在發生上部鉆具粘卡使井下更加復雜。上提下放鉆具，并使上所有能組織到的設備進行提拉。

2 鉆井施工過程中發生井漏和井噴的分析處理

一是井漏的分析處理。井漏主要是指在鉆井過程中，鉆井液或水泥漿液滲入地層的現象。產生井漏的主要原因為：井內的鉆井液壓力過大，致使地層破裂便會形成井漏。一旦發生井漏會造成鉆井液池面降低，返回的鉆井液量減少，井漏嚴重時也導致鉆井液失去循環，進而引發井噴。常用的井漏處理方法有：起鉆靜置、改善鉆井液性能、水泥漿堵漏、凝膠堵漏和復合堵漏等。

二是井噴的分析處理。井噴是指在鉆井過程中由于各種原因，致使地層流體進入井筒，使井內鉆井液間斷或連續地噴出的現象，當這一現象失去控制時，則會引起井噴。井噴會造成十分嚴重的后果，輕則導致資源浪費、污染環境，重則會損壞設備、造成人員傷亡、全井報廢。井噴形成的主要原因是：對地層壓力情況掌握不準以及井內鉆井液的壓力降低等。一旦發生井噴事故時，必須做好處理工作，如在地面滅火壓井或是打定向救援井壓井等。

3 鉆井施工過程中鉆具斷落和落物的處理

一是鉆具的斷落。產生的主要原因是鉆具質量不合格、鉆進過程違章操作等。若鉆具斷落事故處置不當或處理時間過長，則有可能導致事故進一步惡化，從而加大事故處理的難度。常見的鉆具事故包括：鉆鋌、鉆桿折斷以及鉆桿脫扣、滑扣等。

二是落物事故的處理。較為常見的落物事故主要包括：測斜儀落井、掉牙輪、段刀片以及鉆臺工具掉落井下，如扳手、電纜等。

對于鉆具斷落和落物事故的處理方法通常是采用相應的打撈工具進行打撈，較為常見的工具有：打撈杯、打撈筒、一把抓和磁力打撈器等。上訴各種打撈工具的使用可根據實際情況而定。

鉆具斷落和落物事故。屬于鉆井過程中較為常見的事故之一。通常是采用相應的打撈工具進行打撈。

參考文獻

[1] 屈正斌.淺析鉆井工程常見事故及機理分析[J].中國石油和化工標準與質量，2011年第01期

[2] 李俊波，趙勝英，任紅英.側鉆小眼井常見復雜情況與事故的預防[J].石油鉆探技術，2008年第02期