钻井常见井下事故的处理

6 常见井下事故及复杂情况处理

钻进过程中会发生各种各样的井下事故和复杂情况，如各种类型卡钻、井漏、井塌等，而其中卡钻事故是最常见事故。卡钻是钻头或钻具在井眼内被卡住而不能起下和转动的现象，卡钻的种类多种多样，就其性质不同可分为压差卡钻、缩径卡钻、沉砂卡钻、垮塌卡钻、键槽卡钻、小井眼卡钻、落物卡钻等。

6.1 卡钻

6.1.1 卡钻的种类、原因及预防

（1）压差卡钻：是指在压差作用下，钻具被推向井壁并粘住而不能活动的现象，又称泥饼粘附卡钻。压差卡钻常因高压差作用、地层渗透性好、厚泥饼、钻井液性能不稳定、司钻操作不当而引起。压差卡钻的特点是：钻具上下活动困难又不能转动，但循环畅通、泵压稳定，随着时间的增加卡钻力会越来越大，被卡钻具段可能越来越长。预防措施：采用优质防卡钻井液，降低钻井液泥饼厚度和磨擦系数，尽可能设计和使用合理的钻井液密度，实现平衡钻进，在满足工艺技术要求的情况下，钻铤不宜过长，钻铤尺寸要小，也可在钻具组合中加入稳定器，应尽量减小钻具在裸眼井段内的静止时间，有条件时，应将钻具起出渗透地层井段。

（2）缩径卡钻：钻遇塑性流动状的地层及渗透性好而易形成厚泥饼的地层，使井径缩小，钻头通过困难而造成的卡钻称缩径卡钻。缩径卡钻的特点是起钻时上提困难，下放比较容易，循环泵压增高，起出的钻具常常在钻头上有泥饼。预防措施：控制钻井液失水量与泥饼厚度，选择适当的ρm，在井径小的井段勤划眼，起钻时慢起慢下，严禁猛起猛下。施工速度尽量要快，要多短起下钻。

（3）沉砂卡钻：这种卡钻多发生于钻井液的悬浮能力差，泵排量小，或钻具循环短路以及钻井液净化工作差，使岩屑没有及时带出和除净，当停止循环时，大量砂子下沉，埋住钻头及部分钻具而造成卡钻，沉砂卡钻的特点是：泵压极高，严重时循环不通或憋漏地层，只进不出，钻具不能上下活动和转动。预防措施：保证合理的上返速度，使用适当粘度和切力的钻井液，以满足携带岩屑的要求，快速钻进中，接单根前应循环，保证岩屑返到一定高度，有足够的时间接单根，起钻前应充分循环以带出井内的岩屑。

（4）地层垮塌卡钻：这种卡钻一般发生在吸水易膨胀剥落的页岩、泥岩、胶结不好的砾岩及断裂破碎地层。垮塌卡钻的主要原因是：钻井液的防塌性能差，钻井液失水量大或ρm不足，矿化度小，泡时间长，钻井液密度过小或起钻灌钻井液不够、井漏、抽吸而致使井内液柱压力不足以平衡地层侧压力。井垮后，返出岩屑大多以垮塌物为主，在钻进中有蹩钻现象，上提遇阻，泵压时高时低，严

重时还会憋泵。预防措施：采用抑制性好、防塌能力强的钻井液，钻井液的失水量要小，矿化度要符合要求，粘度要适当，保持钻井液密度与地层压力相适应。起钻时，灌满钻井液，防止抽吸，发现井垮后，严禁钻头在井底位置时停泵，而应保持循环，调整钻井液性能（提高钻井液密度、粘度，降低失水量等），待处理正常后才能起钻，井壁形成大肚子时，将影响岩屑返出，可采取补救措施。

（5）键槽卡钻：当井身质量差，出现全角变化率大（即井眼出现“狗腿”）时，钻杆接头在靠着井壁旋转及起下钻拉刮下将形成键槽，起钻遇着大于钻杆接头尺寸的钻具或钻头时就会发生卡钻。键槽发生卡钻的特点是：卡钻前钻杆接头偏磨严重，卡钻后能开泵循环，卡点固定不变。预防措施：使用防斜钻具结构或采用防斜措施，保证井身质量，如已形成键槽应定期破坏键槽，起钻至键槽井段应控制起钻速度，严防卡死。

（6）小井眼卡钻：钻遇研磨性地层钻头被磨小，钻出的井眼比正常井眼小，起钻更换钻头或改变钻具结构和扶正器尺寸入井时，如果下钻速度过快，将钻具压入小井眼造成的卡钻称为小井眼卡钻。预防措施：在研磨性地层，选用保径钻头而且钻头使用时间不能过长，防止钻头使用和扶正器直径磨损过大，出井钻头或扶正器必须量外径，检查其磨损情况，以便掌握井眼直径，换用新扶正器、新钻头以及改变钻具结构后下钻时，要严格控制下放速度，应提前划

眼。

（7）落物卡钻：这种卡钻大都是由于操作失误、检查不严，致使井口工具落入井内而造成的。预防措施：加强岗位责任心，严格执行操作规程，杜绝违章操作，起下钻作业时按规定盖好井口，加强对吊卡、卡瓦及其它井口工具的检查。

（8）其它卡钻：除上述七种卡钻以外的卡钻统称其它卡钻，如注水泥堵漏时造成的水泥将钻具固在井内的卡钻等，多系施工措施不当或出现其它异常原因而造成的。

（9）应当注意的是：造成卡钻的原因往往不是单一的，而是多种综合因素作用的结果。因此，在实际工作中应以预防为主，一旦发生卡钻事故后，应根据具体情况，具体分析，采取相应的解卡措施。

6.2 常见井下事故及复杂情况的处理

6.2.1 钻杆允许扭转圈数的计算

若采用倒扣措施，倒扣时要防止将钻具扭坏，因而必须计算允许扭转圈数。常用钻杆的允许扭转系数见表6-1。一般情况下，各种钻杆的允许扭转圈数计算公式如下：

N=K·L

式中N------允许扭转圈数；

K------扭转系数，圈/米；

L------卡点深度（卡点以上钻具长度），米。

表6-1 常用钻具的允许扭转系数

6.2.2 卡点的测算方法（平均拉力法）

先用正常悬重（大于卡点以上钻具重量）拉力上提钻具，记录下此时方入，再用大于此拉力的值提拉钻具，记录下这时的方入，以两次吨位之差为上提拉力，方入之差为伸长量。为准确起见，可多提几次计算平均值。卡点的计算公式如下：

式中L----卡点井深，米；

ΔL----钻具绝对伸长量，厘米；

P---- 上提拉力，千牛；

K---- 计算系数；

E---- 钢材弹性系数，取2.1×106；

F---- 管体截面积,厘米2。

6. 3 填井施工作业

6.3.1 准备工作

（1）对钻井设备进行全面检查，保证正常运转。

（2）严格检查绞车链条，确保运转正常。

（3）检查井口工具，保证灵活好用。

（4）根据电测的井斜、井径数据，选择填井井段并计算水泥用量和钻井液替入量。

（5）固井车辆就位并连接好注水泥管线。

6.3.2 操作步骤

（1）下光钻杆至欲填井段底部，充分循环，调整钻井液性能，使粘度、切力尽量降低，流动性能好，pH值要高，以增强抗钙侵的能力。

（2）停泵倒好闸门，用水泥车向井内打清水和隔离液，随即大排量注水泥浆。