钻井卡钻问题分析与预防处理措施

钻井卡钻问题分析与预防处理措施

房文浩

渤海钻探工程有限公司第二钻井分公司 河北廊坊

摘要：在钻井作业过程中，由于地质构造的复杂性和一些不可预测的因素，钻井液的性能无法与连续深入钻井过程中的井内情况相匹配，并且缺乏严格的跟踪或粗心的操作，导致发生卡钻事故。在分析钻井作业卡钻原因的基础上，提出了预防措施和处理对策。

关键词：钻井，卡钻，分析，预防，措施

在钻井过程中，钻柱会上下移动。在这个过程中，由于地质等原因，钻柱将无法上下自由旋转。当这种现象发生时，将对海洋石油钻井的正常运行产生很大的影响。这种现象也被称为粘滞。在钻井过程中，如果不能及时发现和预防卡钻，将造成严重的二次伤害。因此，为了有效解决卡钻事故造成的钻井周期长、成本高的问题，提高钻井效率，确保钻井安全，需要采取有针对性的预防措施，预防潜在的卡钻风险，识别卡钻后的事故类型，协助工程技术人员采取应急措施，继续预防和处理。然而，防卡钻技术是一门多学科的技术，在钻井过程中面临着巨大的挑战。如何正确预防和处理卡钻问题是一个复杂的过程，需要综合考虑。

1石油钻井技术应用中卡钻问题产生的原因

卡钻是钻井过程中常见的井下事故。按事故原因可分为吸附卡钻、坍塌卡钻和减少卡钻。不同卡钻事故的原因和机理不同，因此事故的处理方法也不同。

1.1吸附卡钻

吸附粘滞的主要原因是：吸附粘滞也称为压差粘滞。部分钻柱停在下部井筒附近。当钻柱旋转时，它将被钻井液膜包裹，并且钻柱周围的压力相等。在钻井过程中，由于井眼不会完全垂直，当井内钻具静止时，在井下压差的作用下，部分钻柱会牢固地粘附在井壁上，并与井壁上的泥浆壁混合。如果钻具在井内停留时间过长，钻具与泥浆壁的接触面积会较大，其最明显的现象是钻具卡死，无法旋转或上下移动，但钻井液循环正常。钻井液循环时间越长，钻具上升阻力越大，给钻具带来很大的麻烦。因此，发生吸附卡钻事故的主要原因是作用在钻柱上的井底压力与间隙和井壁摩擦力之间的压力差。

1.2坍塌卡钻

坍塌和卡钻是井壁的损坏。主要原因是钻井设备在钻井过程中改变了井壁周围的应力场，使井壁周围的应力集中和聚集。坍塌的原因有很多，主要是地质原因、钻井技术和物理场变化。对于同一地区的不同油井，坍塌和卡钻的原因也可能不同。大多数井井壁坍塌的主要原因是：地质原因：地质原因是井壁坍塌的重要原因。在钻井过程中，由于钻井液柱压力代替了部分地层压力，井筒周围的应力场被重新划分为轴向应力、周向应力和径向应力。倾斜井筒中会产生一些附件的剪应力。当钻井液柱压力不能保持平衡时，地层中会出现井壁不平衡，导致井壁坍塌。其次，地层岩石的性质也是坍塌的原因。由于不同地层岩石的矿物组成、埋藏时间和沉积环境不同，钻井地层的井壁稳定性也不同。

1.3缩径卡钻

钻井过程中发生缩径卡钻的原因是地层吸水膨胀导致井径减小。因此，钻孔的直径小于原始孔的直径。造成缩径卡钻的主要因素是：地层岩石，易发生在蠕变大、渗透率高的页岩岩层中。地质构造，在大倾角地层中，由于其构造受地质应用的影响，在地层侧压力的影响下，容易引起层间蠕变或位移，导致塑性变形，钻孔不规则变形，导致钻孔断面变小。

2卡钻的预防措施

2.1吸附卡钻预防措施，

要认真调整钻井液的性能，尽量降低钻井液的密度，降低钻井液的粘度系数。必须使用高质量的钻井泥浆，以尽量减少钻具与泥浆之间的接触时间，并防止因固结而产生更大的阻力。相应地，它可以增加钻井液的钻井流速，减少钻井液的循环时间，使其保持在快速流速的过程中，避免粘到泥浆壁上。

2.2坍塌卡钻预防措施

需要在施工前进行严格的地质监测，最大化的确保开采石油周围地质条件符合开采要求，并且制定相对应的解决备用方案。

2.3缩径卡钻预防措施

在地层膨胀或渗水性能好的地段，由于钻井液的液性差，容易失水，容易在井壁上形成泥壁。当泵功率小，钻井液流速低时，容易在管壁周围沉积，减小管壁孔径，不利于钻井设备的顺利进行。

3 卡钻的处理办法

3.1吸附卡钻处理办法

通过钻具在井内的膨胀、收缩和振动，快速增加泵功率，上下节省钻具，使钻井液在井内发生横向碰撞。当钻具在膨胀和收缩作用下与泥浆壁形成小间隙时，冲洗液在注入过程中通过横向和纵向的作用渗入这些小间隙，从而破坏泥浆壁结构，从而剥离吸附在泥浆壁上的钻井泥浆。也可以使用井浴液。这种液体的使用方法是浸泡油、酸或用清水清洗。

3.2 制定卡钻解除设计方案

这样既可以提高解除卡管柱的效率，减少卡套管的破坏，而且可以缩短施工周期，卡钻解除施工方案的制定与实施由以下环节组成：首先准确的判断卡钻的类型，然后合理选择卡钻的解除方案，最后是科学有效的实施解除卡钻的施工方案。

3.3 缩径卡钻处理

消除缩径钻进卡钻的方法是在缩径初期提高钻井设备的活动率，并根据当地地层采取相应的地面措施。如果上述反射无效，则需要进行小规模爆破。如果无法执行回溯或不经济，可以考虑进行侧溯。可对仪器设备进行改进，以提高清孔仪器的除渣能力，增加清孔时进入孔内的高压空气的风量，增加空气压力，提高清孔效率。

3.4 震击解卡

在井壁不稳定且容易坍塌的地层中，可将随钻震击器放置在钻具的合理位置。钻孔过程中发生卡钻时，使用震击器松开卡钻。对于起下钻过程中的卡钻现象，可在钻具卡点处反转钻具，然后释放震击器。如果钻孔过程中钻头卡住，可用震击器摇动以释放卡钻。然后用循环钻井液清洗井眼，提起钻柱解堵，重复上述步骤解堵。

3.5率先发现，率先解决

跟踪地下情况，跟踪地下参数，有助于准确判断地下情况的变化，以便采取应急措施，避免情况持续恶化。一旦出现问题，要及时发现，分析问题原因，确定石油钻井卡钻原因，采取正确的处理方法，从萌芽阶段消除卡钻问题。发生粘连时，治疗效果最好。

4 结束语

在实际钻井作业中，针对卡钻问题制定详细的对策，尤其是钻井过程中使用的钻井液，需要结合实际情况对钻井液的密度、流量、含水量等参数进行详细控制，为了减少粘固问题的发生率，更好地限制粘固问题的发生，同时为粘接问题的解决打下了良好的基础。

参考文献:

[1] 唐灯文.海洋钻井卡钻问题分析与预防处理措施[J].科技创新与应用.2018(24).125-126

[2] 汪洋.卡钻风险预警与识别方法研究[D].西南石油大学.2015(08)