井壁失稳与坍塌卡钻预防及处理

井壁失稳与坍塌卡钻预防及处理

1．井壁坍塌发生的原因

（1）由于地质构造力造成的井壁坍塌。如所钻井处在地层断裂带、褶皱、地层滑动上升或下降、地层倾角大地区。此类坍塌在塔里木油田山前地区井表现较为突出，而且处理难度也较大。

（2）在欠压实地层井段，由于地层胶结不好而形成的坍塌，如流沙层。

（3）煤系地层和泥页岩地层的坍塌，在塔里木油田表现较为突出。

（4）复合盐岩层盐溶后，充填在复合盐层中的砂泥岩薄夹层失去支撑，引发的井壁坍塌。

（5）泥页岩孔隙压力异常，高压油气水层引发的井壁坍塌。

（6）水化膨胀是引起地层坍塌的重要原因。这主要是由于粘土吸收钻井液中的水分子造成的。由于普遍使用水基钻井液，因此，泥页岩水化膨胀始终是存在的，只是其轻重程度不同而已。

（7）由于钻井液密度低，不能平衡地层坍塌压力。钻井液体系和性能不能满足井下情况的需要，与地层特性不适应，引发的井壁坍塌。

（8）井身质量对井壁坍塌有一定影响，如狗腿严重井，无论是起下钻还是钻进中，由于钻具与井壁碰撞、蹭刮造成的井壁失稳，在定向井、水平井中表现较为突出。

（9）由于起钻中未按规定灌好钻井液，或因激动、抽汲压力过大，进行某项作业时降低了钻井液液柱压力（如中途测试），而引发的井壁坍塌。

（10）溢流、井喷后引发的井壁坍塌。

（11）井漏后，由于钻井液液柱压力下降造成的井壁坍塌。

2．井壁失稳与坍塌卡钻的预防

井壁坍塌在钻进、起下钻和其它作业中都可能发生。井壁坍塌造成的卡钻是处理难度较大的井下事故。

（1）选用合适的钻井液体系，强化钻井液防塌性能，如硅酸盐体系、钾基钻井液体系，加足防塌、封堵材料，严格控制钻井液滤失量，并在设计范围内适当提高钻井液密度、粘度，提高钻井液携砂能力。

（2）控制起下钻速度，降低抽汲压力和激动压力；起钻时按规定要求灌好钻井液；在进行其它作业时，要控制好钻井液液柱压力降低对井壁稳定的影响；要避免在易坍塌井段长时间循环钻井液。

（3）在易坍塌井段钻进时，要适当控制排量、泵压。

（4）在易坍塌井段钻进时，尽量简化钻具组合，如少用或不用稳定器。

（5）合理的井身结构

1）表层套管尽可能封住上部松软、易坍塌地层；

2）技术套管尽可能封住易坍塌井段；

3）套管鞋处地层要稳定，不易坍塌，而且口袋要短；

4）尽量避免同一裸眼井段存在不同的压力系统。

（6）及时发现井壁坍塌是预防坍塌卡钻的关键。

3．井壁失稳、坍塌的特征

（1）在钻进中发生井壁坍塌，泵压升高，转盘扭矩增大，悬重下降，钻具上下活动困难，严重时发生憋泵，停泵后有回压。

（2）起下钻中发生井壁坍塌，钻具水眼内反喷钻井液，上提遇卡、下放遇阻，悬重下降，而且阻卡会越来越严重，开泵困难或泵压较高，甚至井口失返，转动钻具困难，停泵后有回压。钻具提离坍塌层位后泵压、悬重恢复正常。

（3）返出岩屑呈片状或块状。

4．井壁失稳与坍塌卡钻的处理

（1）钻进、循环钻井液中发生井壁坍塌，此时切忌停泵，要加强钻具活动，注入稠钻井液或重钻井液携砂，稳定井壁。

（2）在起下钻中发生井壁坍塌后，应立即接方钻杆开泵，要先以小排量顶通，严防憋泵，同时要加强钻具活动，尽可能将钻具提离坍塌井段。循环正常后，注入稠钻井液或重钻井液携砂，井壁稳定后再进行划眼，处理井壁坍塌。

（3）井壁坍塌后，在进行处理时要进行划眼；在划眼时要严防划出新井眼，在软地层井段、井斜大、狗腿严重井段及定向井、水平井尤其要注意。

（4）井壁失稳与坍塌卡钻发生后，如钻具已卡死，但仍能以小排量循环时，一定要坚持循环，并注意观察返出情况，防止憋漏地层，同时注入防塌、携砂性能强的钻井液，待循环正常后，再加大排量循环，同时加强钻具活动。由于排量加大，加之注入防塌、携砂性能好的钻井液，有可能将井壁稳定，并将坍塌物带出，进而解卡。

（5）如井壁坍塌卡钻卡点在随钻震击器以下，在卡钻发生后，在循环钻井液的同时要启动随钻震击器进行震击解卡。

（6）坍塌卡钻发生后，如循环不通，但钻具仍有一定活动范围，此时应加强钻具活动，在上下活动中试启动转盘（但要严格控制转盘扭矩），并试开泵；如在活动钻具中试开泵成功，就有可能解除坍塌卡钻；如开泵不通，也可憋上一定泵压（在保证地层基本不漏的前提下），上下活动钻具，上提、下放吨位可适当加大（但不能超过钻具抗拉强度的80％），并注意观察出口是否有钻井液返出，泵压是否有变化，如出口见少量钻井液返出，泵压缓慢下降，就有可能逐步建立循环，也就有可能解除坍塌卡钻。

（7）如井壁坍塌卡钻经活动、开泵无效后，就只有倒扣或爆炸松扣；爆炸松扣或倒扣时要尽量从卡点位置倒开；起出卡点以上钻具后，要安排通井，将井下情况处理正常后，再进行套铣、倒扣打捞。

套铣坍塌卡钻要格外小心，防止在套铣时再一次出现井壁坍塌，如将套铣筒卡死，处理就更加困难了。