卡钻事故

卡钻事故一、分析卡钻事故的类型及产生的原因：1.沉砂卡钻用清水钻进或用粘度小、切力低的钻井液钻进时，由于其悬浮岩屑的能力差，稍一停泵岩屑就会下沉，停泵时间越长，沉砂量就越多，尤其是在钻速较快时更是如此，严重时就可能造成下沉的岩屑堵死环空、埋住钻头与部分钻具，形成卡钻。此时若开泵过猛还会憋漏地层，或卡的更紧。沉砂卡钻的表现是：接单根或起钻卸开立柱后，钻井液倒返甚至喷势很大，重新开泵循环，泵压很高或憋泵，上提遇卡，下放遇阻且钻具的上提或下放越来越困难，转动时阻力很大甚至不能转动。其特点是：（1）钻具不能上提。（2）不易转动，有憋劲。（3）泵压高，易憋漏地层或憋泵。2.压差卡钻（泥饼黏附卡钻）钻井中由于井眼不可能完全垂直，当井下钻具静止不动时，在井下压差作用下，钻柱的一些部位会贴于井壁，与井壁泥饼粘合在一起，静止时间越长则钻具与泥饼的接触面积越大，因此而产生的卡钻称为压差卡钻，也称粘附卡钻或泥饼卡钻。产生压差卡钻的原因主要是钻井液性能不好，密度过高造成井内压差太大，失水量大，泥饼厚，粘滞系数大。一旦停止循环，不活动钻具，钻具有一部分就会贴到井壁上与泥饼接触，时间增加则会使接触面积和深度增大，泥饼对钻具的粘滞力增加，导致钻具无法上下活动和转动，但能够开泵循环，且泵压正常稳定。其特点是：（1）循环钻井液正常，泵压正常，没有井塌现象，只有钻具不能活动。（2）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。3.键槽卡钻键槽卡钻多发生在硬地层中，井斜和方位变化大，形成了急弯（狗腿）的地方。钻进时，钻柱紧靠狗腿段旋转，起下钻时钻柱在狗腿井段上下拉刮，在井壁上磨出一条细槽（形如键槽），它比钻杆接头稍大但比钻头直径小，起钻时钻头拉入键槽底部别卡住。键槽卡钻发生前即可发现钻杆接头偏磨严重，下钻不遇阻，钻进正常，泵压也正常，但起钻到狗腿脚处常遇卡。随着井深的增加而愈加严重，能下放但不能上提，严重时可卡死。主要原因：井内键槽卡住钻头。4.井塌卡钻井塌卡钻在吸水膨胀的泥、页岩，胶结不好的砾岩、砂岩等地层，或在钻进或划井眼过程中发生得较多。主要原因是由于钻井液的失水量大，浸泡地层的时间长，钻井液密度小，或起钻未及时灌钻井液以及抽吸作用使井壁产生坍塌而造成卡钻。一般在严重井塌之前，先有大块泥饼和小块地层脱落，换钻头后下钻不能到底，有时在钻井液中携带出大块未切削的上部岩石，在钻进中突然发生憋泵、上提遇阻、泵压上升、憋泵甚至钻具不能转动等现象，都说明可能是井塌卡钻。其特点与井塌卡钻相似。5.缩径卡钻缩径卡钻常发生在膨胀性地层和渗透性、孔隙度良好的井段。由于钻井液性能不好，失水量大，在井壁易形成胶状疏松的泥饼，当泵排量小，钻井液上返速度低时，易在泥饼上面沉积较多的粘土颗粒、岩屑及加重剂，致使井径缩小。主要表现是：遇阻的位置固定，循环时泵压增大，上提困难，下放容易，起出的钻杆接头的上部经常有松软泥饼。主要原因：地层膨胀，井径缩小。6.泥包卡钻易发生泥包卡钻的地层一般为，泥岩、泥质砂岩及少量页岩；泥包段一般为钻铤、螺旋扶正器或钻头，造成原因：（1）钻头类型不符合地层要求，如软地层使用牙轮钻头或PDC钻头。（2）钻井液粘度过高，失水量大，假泥饼厚。（3）钻速快，排量小，钻进技术措施不当，井底不干净。（4）钻头水眼被堵。（5）钻具被刺，循环短路，造成干钻。（6）泵上水情况不良，甚至不上水。停泵时未与司钻联系，造成开泵憋钻，上提遇阻以至于卡钻。其特点是：（1）钻进中转盘负荷增加。（2）上提有阻力。（3）泵压降低或没有泵压。（4）钻井液不返出或返出很少，钻屑突然增加。（5）没有进尺。7.落物卡钻由于操作不小心，将卡瓦牙、吊钳牙或其他小工具掉落井内，卡于井壁与钻具之间而造成落物卡钻。8.未凝结水泥造成的卡钻：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，因此钻具下压至未完全凝结的水泥中容易导致拔不出来，此时水泥会很快凝固，即使对水泥施加压力而使一部分水泥被挤出时，水泥也会发生闪凝，因此钻具很快就被固在那里了。9.井眼不规则造成的卡钻：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。10.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。二、各类类型卡钻事故的处理方法：卡钻事故发生后，首先要根据上提、下放、转动、开泵循环情况，以及了解到的井眼情况和卡钻前的各种现象进行分析，准确判断出卡钻的原因，再采取相应的措施，但不管那种性质的卡钻，都要设法调整钻井液的性能，及时清除岩屑，清洗井眼，一般常用下述几种方法进行解卡。1.上提、下放和转动钻具解卡在循环钻井液洗井的同时配合活动钻具，若卡的不严重时可以得到解决，但活动钻具要针对不同的类型的卡钻来进行，如果是沉砂卡钻或井塌卡钻则不要上提钻具，以免卡得更死，那么可以下放和旋转钻具，并设法憋开循环，用倒划眼的方法慢慢上提解卡。起钻遇卡（键槽、缩径或泥包卡钻）时，可提到原悬重后猛放钻，切不可猛力上提，以免将钻头卡的更死。下钻遇阻、压的过大而卡钻时，则应用较大的力量上提解卡，对于压差卡钻，可以采取猛提猛放和转动钻具的方法使较轻的粘附卡钻得以解脱。2.浴井解卡在采用上述办法无效时，对于压差卡钻、泥包卡钻、缩径卡钻、沉砂卡钻等情况可采用浴井解卡。这种方法既是向井内泡油、泡盐水、泡酸或采用清水循环等方式，泡松粘稠的泥饼，降低粘滞系数，减少与钻具的接触面积，减少压差，从而活动钻具解卡。在浴井之前，首先要弄清卡点的深度，这可以根据弹性材料受拉时的拉力与伸长量的关系实测出卡点的位置，先用大钩以一定的力上提钻具，测出钻具受此拉力时的伸长量，可根据下式计算出卡点的井深：FLEALP310式中：L——卡点以上钻杆长度，mE——钢材弹性模量，取20.6104MaL——钻杆的绝对伸长量，cmF——净拉力负荷，KPA——钻杆截面积，cm知道卡点深度后，计算出所需的泡油量，并将其注入卡钻井段，使粘附等卡钻解除。一般要求注入的原油量要返至卡点以上100米。卡点以下钻具全部泡上原油，并使钻杆内的油面高于管外油面，泡油量可按以下式计算：OV=hDKbd(785.02-pd2）1H+0.785pid2H2式中：OV——泡油量，3mhDK——井径附加系数，一般取1.2-1.5pd——钻杆外径，mbd——钻杆内径，mH1——环空泡油高度，mH2——钻杆内注油高度，mpid——钻杆内经，m打入原油后，每隔10~14min替入少量的钻井液，使原油上返，以加强原油的渗透浸泡作用。在油浴期间要配合活动钻具，浸泡6~12h后如不能解卡，可替出原油重新浸泡或在原油中加入一定量的柴油，可提高浸泡效果。有时用碱液或清水作浸泡剂可获得很好的解卡效果。在石灰岩地层中，可以用低浓度的盐酸溶解解卡。3.上击、下击解卡在钻进中若遇上垮塌、粘性、膨胀性等易卡地层，可在钻杆与钻铤之间或在钻铤之间接上震击器，一旦遇卡，便立即下击或上击解卡。起钻中遇卡，如缩径、键槽等引起的卡钻经活动不能解除时，可以在卡点处倒开钻具，再接下震击器，对扣后，下击解卡。然后循环洗井，慢慢上提钻柱，如仍有卡的现象时，可以转动钻具倒划眼轻轻上提。下钻过程中遇阻，未能及时发现而导致卡钻，或较轻的泥饼粘附卡钻时，均可用上击器向上击震解卡。4.倒扣套铣解卡遇到严重的卡钻时用以上方法不能解除且不能循环时，现场常用倒扣、套铣的方法来取出井内全部或部分钻具。倒扣是使转盘倒转，将井内正扣钻杆倒出。每次能倒出的钻杆数量决定于井内正扣钻杆倒出。每次能倒出的钻杆数量决定于井内被卡钻具丝扣松紧是否一致。通常希望从卡点处倒开。对卡点以下的钻具要下套铣筒将钻具外面的岩屑或落物碎屑等铣掉，然后再倒出钻具，这是一种比较复杂的处理办法，费时较长。其倒扣、套铣的步骤如下：1)将卡点以上钻具重量全部提起，使卡点附近钻具不受拉力和压力，然后倒转转盘，将钻杆丝扣倒开，起出井外。2)如果倒出的钻具还不到卡点处，可用反扣钻杆下接反扣公锥，下到井内钻具处造扣，然后上提，使卡点处钻具不受力，再反转转盘倒扣，如此反复进行直到将卡点以上钻具全部倒出，在进行套铣。3)套铣时使用套铣筒，要选择铣鞋，铣筒的外径比井眼的小，其内径要比钻杆接头外径大，如套铣119mm的钻杆时可用165mm的套铣筒，套铣筒的长度一般为50m左右，也有更长的，接在钻杆下面下入井内，套住井内钻具后再进行套铣，套铣一个套铣筒的长度后起钻，再下入反扣钻杆及反扣公锥进行倒扣，如此反复进行，直到把井内全部钻具倒出。5．爆炸倒扣套铣这是处理卡钻事故的一种新倒扣方法。首先测出卡点的位置，然后用电缆将导爆索从钻具内孔送到卡点以上第一个接头丝扣处，在导爆索中部对准接头的同时，将钻具卡点以上的全部重量提起，并给钻具施加一定的倒扣力矩，点燃爆索爆炸时产生剧烈的冲击波及强大的震动力，足以使接头部分发生弹性变形，及时把扣倒扣，这与钻杆接头卸不开时用大锤敲打钻杆母接头后就可卸开的原理是一样的。同时，由于导爆索爆炸产生大量的热，使钻杆接头处受热，熔化其中的丝扣油，并产生塑性变形，也有助于卸开丝扣。这种方法具有安全、可靠、速度快、钻具一般不易破坏，不需要反扣钻具和打捞工具等优点，同时加快处理卡钻的速度，但要严格的控制药量，并合理操作，倒扣后铣套、打捞。6．爆炸、侧钻新井眼。到采用上述各种方法无效，或卡点很深，用倒扣方法处理很浪费时间，会使井眼情况严重恶化时，可将未卡部分钻具用炸药炸断起出，然后在留在井内的钻具顶上打水泥塞，再另侧钻一新井眼。7.各种类型卡钻的针对性解决方法(1).沉沙卡钻的解卡方法：1）上下活动钻具。2）弄清卡点的深度浴井解卡。3）上击、下击解卡。(2).井塌卡钻的解卡方法：1）反复上下活动钻具，循环，逐渐增大力量。2）开泵循环。(3).压差卡钻的解卡方法：1）下放钻具和转动，一开始就用最大力量。2）“U”形管或者解卡剂。3）在决定使用“U”形管之前，检查井控和井眼稳定性问题。(4).键槽卡钻的解卡方法：1）向下活动钻具和转动，逐渐增大力量。2）如果可能的话，精确描述和详细分析地层情况。3）检查地层，对地层进行处理。(5).缩径卡钻的解卡方法：1）按起下钻的相反方向活动钻具，逐渐增大力量。2)检查地层，对地层进行处理。3)如果可能的话，精确描述和详细分析地层情况。(6).落物卡钻的解卡方法：1）上下活动钻具，逐渐增大力量。2）下钻到大尺寸井段让落物掉下去。(7).套管变形引起的卡钻的解卡方法：1）上下活动钻具，循环，逐渐增大力量。2）参照设法建立循环的步骤。3）向下活动钻具和最大排量循环。4）专家组工作，同基地联系。(8).未凝结水泥造成卡钻的卡钻的解卡方法：1）向上震击和提拉，一开始就用最大力量。2）泵入酸液。(9).井眼不规则造成的卡钻的卡钻的解卡方法：1）按起下钻的相反方向活动钻具，逐渐增大力量。2）如果可能的话，精确描述和详细分析地层情况。3）检查地层，对地层进行处理。(10).欠尺寸井眼的卡钻的解卡方法：1）向上活动钻具，一开始就用最大力量。2）如果可能的话，精确描述和分析地层情况。3）检查地层，对地层进行处理。三、各种类型卡钻事故的预防措施：1.沉砂卡钻：为了预防沉砂卡钻，应确保钻井液的性能满足清岩和悬浮岩屑的要求，随时做好设备和循环系统的检查维护，在因故停止钻进时，避免停止井内循环；缩短接单根时间，在发现泵压升高及岩屑返出量较小时要控制钻速，加大排量洗井，停泵前要将钻具提离井底并随时活动钻具。2.井塌卡钻：预防井塌卡钻的主要措施有：使用低失水、高矿化度和适当粘度的防塌钻井液，在破碎易塌地层适当增大钻井液密度，随时保证钻井液柱的高度；避免钻头泥包和抽泣作用引起的井壁坍塌。3.压差卡钻（泥饼粘附卡钻）：压差卡钻的预防措施主要是调节好钻井液性能，尽可能降低钻井液密度，提高钻井