常见钻机复杂情况与事故处理.doc

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1、常见钻井复杂情况与事故处理探讨摘要：在生产中经常碰到各种各样的孔内情况，只有认真了解孔内事故发生的原因、研究处理事故的方法，才能很好预防和处理孔内复杂情况，生产顺利进行，才能取得较好的经济效益。关键词：钻井、了解、复杂、现象、事故、处理、方法在钻进过程中，随着钻头不断破碎岩石，钻孔随之加深，新孔壁不断出现。这样井壁失去了原来的支持，呈现出不稳定状态。另一方面也给岩石孔隙内充满着的流体打开一条流动的通道。如果我们对这一变化情况不了解，采取措施不当，会引起井壁岩石变形、膨胀，使孔径缩小，或井坍塌，造成缩径形成卡钻。而岩石孔隙内的介质大量流入孔内会污染钻井液，使钻井液变坏。孔内钻井液漏入地层，形成井

2、漏等。所有这些现象，通称为复杂情况。在钻进中由于操作不当，检查不严，而发生钻具折断，孔内落物等，称为钻井事故。一、卡钻在正常情况下，孔内钻具处于运动，地面上消耗的动力，主要用来克服钻头破碎岩石，循环钻井液，以及钻杆在孔内转动或上下运动时，同井壁、钻井液、岩石之间的磨擦力。当井眼条件好时，钻杆与钻井液及井壁之间磨擦力较小，不会妨碍钻具旋转与上下活动，当井内条件恶化时，如井斜、井径收缩、钻头、钻具泥包、井漏、井塌、钻井液性能恶化、岩屑堆积、顿钻、落物、键槽等情况发生，将阻止钻具在井内正常运动，起下钻时遇阻，上提（或转动）负荷增加，导致钻具活动范围变小，严重时开不开泵，钻具卡在孔内。由此可见，引起卡

3、钻的原因是多方面的，而卡钻是钻进中最容易发生的事故。在卡任何地区，地层，井段都有发生卡钻的可能，由于地质条件、钻井条件不相同就会发生不同性质、不同程度的卡钻。一）、卡钻的类型卡钻的类型通常分8种；井塌卡钻、沉砂卡钻、泥包卡钻、压差卡钻、缩径卡钻、键槽卡钻、砂桥卡钻、落物卡钻。二）、卡钻的原因及处理1、井塌卡钻在钻进过程中，当钻过表土层、蔬松砾石层、流砂层、胶结不好的砂岩、泥岩、页岩以及地层倾角大、断层层面时，井壁岩石处于不稳定状态，当钻井液性能不好，操作不平衡就会使井径收缩，井壁岩石塌落。此外，由于井漏、井喷起下钻不及时灌孔也易引起井塌，严重井塌可以将钻具与井壁环空填埋，造成卡钻。其特点是：钻

4、具不能上提。不易转动。泵压高，易憋漏地层或憋泵。2、沉砂卡钻一般由于钻井液悬浮能力差环空岩屑浓度太高，停泵早，或由于井壁有“大肚子”井段循环不能够将岩屑带出，停泵造成沉砂卡钻。还有一种情况是，钻柱在上部折断，造成钻井液短路循环，井筒内大量岩屑沉落在钻头上，造成沉砂卡钻。其特点与井塌卡钻相似。3、泥包卡钻泥包卡钻地层一般为，泥岩、页岩、泥质砂岩、及少量页岩；泥包段一般为钻铤、钻头、扶正器。造成的原因：钻头类型不符合地层要求，如软岩使用牙轮钻头、或PDC钻头。钻井液粘度过高，失水量大，假泥饼厚。钻速快，排量小，钻进技术措施不当。井底不干净。钻头水眼被堵。钻具被刺，循环短路，造成干钻。泵上水情况不良

5、，甚至不上水。其特点是：钻进转盘负荷增加，上提有阻力，泵压低或无泵压，钻井液不返出或返出的很少，岩屑突然增加，没有进尺。4、压差卡钻（粘吸卡钻）在正常情况下，井壁尽管有泥饼存在，但只要钻杆同井壁接触面积小，机会小，停止运动时间短，这样钻杆周围所受的压力相等，对泥饼没有压力，钻杆活动时不受泥饼与钻杆之间磨擦力影响，就不会粘吸在泥饼上。实际上井眼不会绝对垂直和规则，因此，一部分钻杆要于井壁接触，对泥饼有一定的压力，如钻杆停止活动，在这种压力的作用下，泥饼与钻杆之间间隙逐渐减小，使钻杆与井壁的一没有钻井液，也就是不受钻井液柱压力，而另一面还受着很大的横向压力将钻杆压紧泥饼，使钻杆与泥饼之间的磨擦力显

6、著上升，以至造成粘吸卡钻。其特点是：循环钻井液正常。泵压正常，没有井塌现象，只是钻具不能火动。在活动钻具时，由于泥饼的粘吸作用使钻柱活动距离有不断减小的现象。5、缩径卡钻主要原因：地层膨胀，井径缩小。解卡原理；破坏缩小的井径，减小卡钻力。常用的解卡方法；上击或下击，侵泡。主要施工工序；确定卡点，掌握地层特性。起钻卡死，应以下砸或下击为主，下钻卡死应以上击为主。若震击不能解卡，能循环时，则采用浸泡的方法。一般浸泡原油，必要时可浸泡酸类，浸泡中，继续震击，解除卡钻。解卡后，以划眼或倒划眼方式，破坏井径缩小的井段。若水眼堵死不能循环，则采用倒扣、套铣的方法解卡。6、键槽卡钻主要原因：井内键槽卡住钻头

7、。解卡原理：破坏键槽，降低卡钻力。常用的解卡方法：下砸、浸泡酸类或原油等。主要施工工序：核定卡点位置。利用原钻具或下击器强行下砸。若利用下砸法不能解卡时，采用浸泡法。解卡后，用倒划眼的方法破坏键槽。三）、卡点深度及泡油量的计算卡点计算公式L=9.8KL/P (1)式中:K钻具弹性系数,127*9.17钻杆，K=715；L=-钻具伸长量，cm；P钻具受卡的悬重增量，Kg；L钻具受卡的深度，m。泡油量计算V=0.785K(D12-D22)H1+0.785d02H2=KV1H1+V2H2 (2)式中V泡油总量，m3； k附加系数，1.21.5；V1环空单位面积，m3/m； V2钻杆内每米容积,m3/

8、m；H1环空泡油高度，m； H2钻杆内油柱高度,m；D1井眼内径，m； D2钻杆外径,m；D0钻杆内径,m；二、钻具事故及井下落物一）、断钻具事故钻具断落的原因：在钻进过程中有时会遇到钻具折断、扭断、滑扣、刺扣、胀扣、脱扣等现象。钻柱折断不是突然发生的，而是由量变到质变的。钻具断落主要有以下几方面的原因。受力方面在钻进中钻具受多种应力作用，通常有；轴向拉力和压力、弯曲力矩、离心力、扭矩、纵向震动、周向振动、动载等。而且这些力随着井深的增加、井斜、井径、岩性及钻杆的旋转变化而变化。在起下钻时，钻杆受力有三种，即钻杆的拉力、钻井液的浮力和井壁的磨擦力，通常孔口第一扣受最大拉应力。在钻进过程中，钻杆

9、除了以上三种力外，还受压力、扭力、弯曲应力，这些力联合作用会使钻具各界面产生交变应力，如果钻进始终不变化，这些应力就会反复作用在同一处形成疲劳破坏，严重的疲劳破坏造成钻具断落。2钻具结构方面钻具由钻铤、钻杆体、钻杆接头、变丝接头、主动钻杆等组成，而各部分均由螺纹连接，螺纹连接处由于各部件外径不一致 总是由小到大或由大到小，在螺纹的丝底处，公螺纹或毋螺纹的根部，易产生应力集中，使钻具局部先期遭到破坏，如发生裂纹、在高压钻井液冲击下被刺坏，或在交变负荷作用下使钻杆折断。3使用方面由于质量检查不严格，部分钻具在加工修复过程中，出现的钻杆内部材质等质量问题，不能及时发现，在生产过程中造成钻具折断。在使

10、用过的钻杆，由于与井壁的磨损，同时受冲洗液冲蚀作用，接头处外径经常被磨薄，以及上卸扣时钳牙的咬痕，促使钻具沿刻痕断裂。松卸螺纹时操作不平稳，扭矩过大容易造成钻具折断。原有螺纹损坏，台肩平或磨过大，打钻时遇到憋钻就会发生滑扣或脱扣事故。在螺纹上的过紧或过松时，下到孔底会自动上扣，螺纹密封脂质量不符合要求或涂抹不均匀，以及螺纹加工精度不合格，往往易造成粘扣事故。二）、钻具事故的判断钻具事故发生后，将会出现原悬重降低，泵压降低，方入变化，转盘负荷减轻，加压钻进时，进尺慢或列进尺。因此，根据以上现象，可判断钻具发生部位。1钻杆折断的判断：转盘负荷突然减轻。循环泵压降低。原悬重降低，降低数量大于钻铤重量

11、。方入变化。2钻铤折断判断：转盘负荷突然减轻。循环泵压降低。原悬重降低，降低数量小于钻铤重量。方入变化较小。3钻头螺纹折断的判断：转盘负荷突然减轻。循环泵压降低，降低数为钻头压降。悬重无明显变化。方入无明显变化。进心明显减慢或无进尺。4钻具脱扣的判断：在钻具倒划眼过程中，因上提拉力或加压过大憋劲，转盘发生倒转之后易脱扣。井下遇卡，强行憋钻或转动憋劲，转盘发生倒转之后易脱扣。脱扣后出现循环泵压降低，原悬重降低，方入变化及转盘负荷减轻等。5钻具滑扣的判断：钻具强行转动或憋劲后，因母螺纹涨大、涨裂，公母螺纹滑脱。因螺纹刺坏，损坏严重或磨损太大，遇卡或正常上提及转动时，滑脱。钻具遇卡，发生倒转后，螺纹

12、未全部倒开，上提时，螺纹破坏，滑脱。出现滑脱后，循环泵压降低，原悬重降低，方入变化及转盘负荷减轻。四）、打捞工具的选择落鱼的打捞部位，外圆比较一致，断口无变形或弯曲，如内加厚、外加厚、内外加厚的钻杆本体及钻铤本体，均可选用相应规范的卡瓦打捞筒或母锥进行打捞。落鱼的断口或打捞部位在钻具的加厚部位或钻铤，均可选用公锥打捞。落鱼的内径一致，断口无变形、弯曲，可选用打捞矛进行打捞作业。鱼顶或打捞部位变形、弯曲，因而无法打捞时，可用辅助工具，重建鱼顶，在进行打捞。用公锥打捞时，若造口部位经过表面处理，应先用铣锥铣掉，在用公锥打捞。在打捞中，因井下情况较为复杂，应接安全接头，防止打捞中情况恶化。 根据鱼头

13、不规则的情况，可自行设计打捞公具。二、落物打捞(卡测井仪器等)待添加的隐藏文字内容2在钻进、起下钻及所有钻井过程中，由于使用的钻具或公具质量不好、检查不严、措施不当、操作不慎等原因，都可能造成井下落物事故。如；掉牙轮及弹子、掉巴掌、掉钻头及断刮刀片、掉测井仪、断电缆及掉钻台公具(榔头、搬手吊钳牙、刮泥器、管钳、撬杠等)。1 井下落物的判断：井下一旦出现落物，钻头不能到底，方入减少，钻进速度减慢，严重时无进尺，影响钻头正常工作，出现憋、跳、卡现象。2井下落物的处理根据井下落物的长短、大小、形状、软硬及材质等不同类型，从实际出发，分别采用抓、捞、磨等不同方法进行打捞。小件落物的打捞，常用工具是磁铁

14、打捞器，反循环打捞篮及打捞杆等。大件落物的打捞，常见是榔头、钻头、或钻头部件。根据落物形状不同可选用抓、卡、捞、吸、磨等不同类型的打捞工具。长杆物件的打捞，一般是根据落物的外形采用抓、卡、或粘附工具进行打捞。绳索的打捞，一般采用，勾、绞、挂的方式进行打捞。一般采用打捞矛。三、井漏及井塌一）、在钻进过程中井口返出的钻井液少于进入的钻井液量的现象叫井漏。主要表现为1。正常循环情况下，钻井液由井口返出数量减少，严重时，有进无出。钻井液池液面下降，甚至很快抽干而中断循环。2有时会发生钻速突然变快或钻具突然放空。3泵压明显下降。二）、井漏发生的原因1、天然地质条件形成的漏失，如钻进遇疏松而渗透性良好的砂

15、岩和砂砾岩层，因地层孔隙大，胶结性差、渗水率高，易发生渗透性漏失。若钻遇地层的裂缝、断层或构造力造成的破裂带，碳酸盐地层的溶洞、裂缝等将发生裂缝漏失或溶洞漏失。2、钻井液性能不合适造成井漏。密度高、粘度切力太大，沉砂困难，造成液柱压力过大易引起井漏。3、钻进工艺不当引起井漏，下钻速度太快或下钻后开泵过猛，易产生压力激动将地层压裂造成井漏。三）、井漏的预防1、考虑井漏因素，制定合理的井身结构。2、使用低密度钻井液。3、开泵平稳，减少压力激动。4、保持较小的上反速度。5、在易漏地层使用低泵压，低排量个别进，并适当提高钻井液粘度。四）、井漏的处理、1、渗透性漏失的处理：起钻静止。高钻井液粘度、切力，

16、加入纤维类堵漏物质，如屏蔽封堵剂、随钻堵漏剂等。在有大量钻井液补充的情况下，快速钻穿漏失层。采用低密度低排量和低泵压，减少冲刷。采用平衡钻漏的钻进工艺。2、裂缝及溶洞性漏失的处理：一般采用桥塞堵漏，即往钻井液中加入桥塞剂如锯末、胶粒、皮屑、复合堵漏剂等，一般加量为5%20%，泵入井内漏失层。四、井塌1、井塌的现象：钻井液的粘度、切力、密度、含砂量皆增高，泵压忽高忽低，有时会出现突然憋泵。进口返出岩屑量增多，砂样混杂，甚至出现大量的剥蚀掉块。起下钻有遇阻现象，下钻不能到底。井塌严重时，下钻堵水眼，开泵困难，憋泵甚至卡钻。划眼困难，有时发生憋钻，打倒车，接单根困难，反复划眼效果不大，甚至越划越浅，

17、严重时可造成卡钻。钻井液性能不稳定，变化快，并且起下钻反喷钻井液。2、井塌的预防对于地质方面的原因造成的井塌可以提高钻井液密度，以更高的液柱压力平衡地层侧压力。、对钻进工艺方面造成的井塌，应注意在钻井工艺和操作上加以改进。抑制泥页岩水化，使用防塌钻井液。3、井塌的处理：首先调整好钻井液性能。适当提高钻井液粘度，切力、尽可能地降低失水量并形成致密的泥饼，补加防塌剂，增强钻井液的防塌能力。井塌严重、掉块尺寸很大时，可加大钻头水眼。用高泵压、大排量洗井，将塌块带出。起下钻有遇卡遇阻现象时，采用划眼措施，直到井眼畅通、起下钻无遇阻卡现象为止。五、结束语通过以上分析，在实际应用中应综合考虑和分析孔内情况，采用怡当的技术方法，定能在钻井中取得预期的效果。