石油鉆井過程中卡鉆的原因分析與處理對(duì)策研究

范劍飛

摘 要：在石油鉆井施工中，操作人員并不能夠觀察、預(yù)測(cè)到井底的作業(yè)狀況，他們所進(jìn)行的一切石油開采措施與工作均是憑借長(zhǎng)期積累的施工經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)進(jìn)行。因此，在石油鉆井施工過程中，采取必要的預(yù)防措施，防止卡鉆事故的發(fā)生，保證鉆探施工的順利進(jìn)行，遇到卡鉆事故，必須分析卡鉆的原因，了解多種卡鉆事故的類型、事故預(yù)防及應(yīng)急處理方式就顯得極為必要。

關(guān)鍵詞：石油鉆井;卡鉆事故;處理方式;對(duì)策研究

隨著石油鉆探技術(shù)發(fā)展，井下定向鉆進(jìn)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，成為鉆探工程領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)。但隨著定向鉆孔深度的增加，孔內(nèi)事故的發(fā)生率也在持續(xù)上升。在石油鉆井過程中，一旦發(fā)生卡鉆，就會(huì)延誤施工進(jìn)度。此時(shí)一定要針對(duì)卡鉆原因細(xì)致分析，采取合理的解決措施及時(shí)解除卡鉆，保持井筒正常鉆進(jìn)狀態(tài)，本文就著重當(dāng)前介紹卡鉆事故的類型，并給出合理的處理方式。

1.卡鉆原因分析

鉆井卡鉆事故的原因是多方面的，由于沉砂卡鉆、壓差卡鉆、井塌卡鉆、縮徑卡鉆等原因，導(dǎo)致鉆井施工的停止，給石油鉆井施工帶來一定的危害。必須采取必要的處理措施，才能解除卡鉆事故，恢復(fù)鉆井施工的進(jìn)尺，達(dá)到安全事故的技術(shù)要求。

1.1沉砂卡鉆

使用清水作為鉆井液進(jìn)行鉆井施工的時(shí)候，由于鉆井液攜帶巖屑的能力差，導(dǎo)致停泵后巖屑下沉，引起井底的沉砂，當(dāng)啟泵繼續(xù)鉆進(jìn)的過程中，遇阻而發(fā)生卡鉆事故。

1.2壓差卡鉆

由于鉆井液循環(huán)的不到位，極易引起壓差卡鉆事故，也可以稱為泥餅粘附卡鉆事故。一般是因?yàn)槟囡灥馁|(zhì)量和井身結(jié)構(gòu)的質(zhì)量存在問題。如果在鉆井施工過程中，鉆遇高壓的油氣水層，導(dǎo)致鉆井液遭受嚴(yán)重的污染，也會(huì)形成壓差卡鉆事故。井斜角過大，鉆具的鉆進(jìn)過程中，會(huì)觸及井壁，與泥餅接觸，形成卡鉆事故。

1.3井塌卡鉆

由于井壁疏松，鉆井施工的過程中，極易發(fā)生井塌的事故，而使鉆頭無法正常鉆進(jìn)，鉆頭下放困難，上提也無法完成，形成的卡鉆事故，屬于井塌卡鉆。在形成嚴(yán)重的井塌之前，有大塊的泥餅脫落，更換新的鉆頭后，無法下放到井底，導(dǎo)致鉆井施工無法順利進(jìn)行，上提遇阻，必須采取相應(yīng)的處理措施，才能解除井塌卡鉆事故，恢復(fù)鉆井施工的正常實(shí)施。

1.4鍵槽卡鉆

這類卡鉆故障大多發(fā)生在較硬的地層之中，油井方位和井斜變化大形成的狗腿（急彎）處。起鉆時(shí)，鉆頭在鍵槽底部卡住。這類卡鉆的特點(diǎn)是泵壓和鉆進(jìn)均正常，下鉆也正常，起鉆到急彎的地方遇卡。井深增加，卡鉆越嚴(yán)重，鉆具可以下放但上提不了，嚴(yán)重時(shí)，也可能出現(xiàn)卡死。

1.5縮徑卡鉆

對(duì)于滲透性比較好的地層的鉆探施工過程中，由于鉆井液的性能不能滿足鉆井施工的技術(shù)要求，引起井筒直徑變小，使鉆頭和鉆具遇卡的現(xiàn)象，就屬于縮徑卡鉆。導(dǎo)致井徑縮小，鉆頭遇阻，嚴(yán)重的情況既發(fā)生卡鉆事故。

2.石油鉆井中卡鉆的常規(guī)處理

當(dāng)發(fā)生卡鉆事故后，首先要根據(jù)鉆具活動(dòng)的情況了解并判斷引起卡鉆出現(xiàn)的原因，然后采取有效措施進(jìn)行救急。然而，無論是何種性質(zhì)的卡鉆事故，必須要做的一點(diǎn)就是想辦法將鉆井液的性能測(cè)試并調(diào)整到良好狀態(tài)，清洗井眼，清除巖屑，解卡的方法主要有以下幾種：

2.1浴井解卡

這種解卡方式對(duì)于上文提到的沉砂卡鉆、縮徑卡鉆、泥餅卡鉆以及壓差卡鉆均適用。過程是使用清水循環(huán)或者是向井內(nèi)泡酸、泡鹽水、泡油，使黏稠泥餅變得松軟，粘滯系數(shù)降低，鉆具與泥餅的接觸面減少，壓差減少，使鉆具能夠活動(dòng)解卡。使用清水或者堿液作為浸泡劑有時(shí)也能獲得不錯(cuò)的效果。濃度較低的鹽酸適用于石灰?guī)r地層的卡鉆事故。

2.2震擊器解卡

鉆井中，如果遇到膨脹性、粘性、垮塌等容易卡鉆的地層，在鉆鋌于鉆鋌或者鉆鋌與鉆桿之間安裝一個(gè)震擊器，如果發(fā)生卡鉆，啟動(dòng)震擊器上擊或者下?lián)艚獬ㄣ@。

2.3倒扣、爆炸套銑

當(dāng)卡鉆現(xiàn)象比較嚴(yán)重時(shí)適用此類解卡方法會(huì)取得良好的效果。首先要找到卡點(diǎn)的精確位置，測(cè)量卡點(diǎn)的長(zhǎng)度，在鉆具內(nèi)使用電纜把導(dǎo)爆索送到卡點(diǎn)上部的首個(gè)接頭位置，接頭對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)爆索的中間部分，提起鉆具卡點(diǎn)上部的全部重量，并且事假倒扣力矩給鉆具，點(diǎn)燃爆炸索。劇烈的震動(dòng)和沖擊力致使卡鉆解開。另外，爆炸產(chǎn)生的熱力可使絲扣油融化掉，解開絲扣。

2.4活動(dòng)鉆具

當(dāng)卡鉆不是很嚴(yán)重時(shí)，可以活動(dòng)下放、上提或者轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具，配合使用鉆井液循環(huán)洗井。但是，在活動(dòng)鉆具時(shí)，必須根據(jù)卡鉆的類型進(jìn)行，如果遇到鍵槽、泥包或者縮徑卡鉆，可以將鉆具提到原懸重，隨后用力猛地放鉆，切忌猛力上提，以免鉆頭卡死;如果是井塌卡鉆或者是沉砂卡鉆，可以旋轉(zhuǎn)或者下放鉆具，上提鉆具可能會(huì)卡得更厲害，要想辦法避開循環(huán)，倒劃眼緩慢上提解卡。

2.5卡鉆事故對(duì)策

2.5.1預(yù)防卡鉆事故的措施

優(yōu)選防塌鉆井液，能夠有效地防止地層的坍塌，保持設(shè)計(jì)的鉆井液的高度，使其保證鉆井施工的順利進(jìn)行，防止發(fā)生卡鉆事故。同時(shí)避免發(fā)生井下落物事故，復(fù)雜的井下落物導(dǎo)致卡鉆事故的發(fā)生。調(diào)節(jié)好鉆井液的性能，合理控制鉆井過程中，井筒的壓差，防止發(fā)生嚴(yán)重壓差卡鉆事故，降低鉆井液的密度，提高鉆井液的潤(rùn)滑特性。采取最佳的技術(shù)措施，能夠有效地防止各種卡鉆事故的發(fā)生。實(shí)時(shí)檢測(cè)井眼的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)井筒的堵塞狀態(tài)，采取應(yīng)急的處理措施，防止發(fā)生卡鉆事故。掌握鉆遇地層的情況，遇到高壓油氣水層，立即采取應(yīng)急處理措施，及時(shí)進(jìn)行封堵，防止油氣水的散失而影響到鉆井液的質(zhì)量，影響到鉆井施工的順利進(jìn)行。

2.5.2清除卡鉆事故的技術(shù)措施

鉆井施工過程中，一旦發(fā)生卡鉆事故，立即采取應(yīng)急處理措施，及時(shí)解除卡鉆的事故，防止問題惡化，增加鉆井施工的成本，降低鉆井施工的速度。如采取上提、下放鉆具的解卡方式，活動(dòng)鉆柱，保持鉆具的活動(dòng)狀態(tài)，而防止鉆頭等于井壁發(fā)生卡死的現(xiàn)象。通過下放或者旋轉(zhuǎn)的方式，活動(dòng)鉆具，解除卡鉆的事故，恢復(fù)井筒的正常鉆進(jìn)狀態(tài)。震擊解卡的方式，通過在井筒中安裝震擊器的方式，通過振動(dòng)的方式，解除卡鉆事故。在鉆桿和鉆鋌之間安裝震擊器，用于解除各種卡鉆事故。倒扣套銑解卡的方式，當(dāng)鉆井施工過程中，遇到嚴(yán)重的卡鉆事故，應(yīng)用其他的處理方式無法解卡的情況，可以選擇倒扣套銑解卡的方法，取出井筒中的鉆具，使轉(zhuǎn)盤倒轉(zhuǎn)，卸扣操作，倒出井內(nèi)的鉆桿，達(dá)到解卡的效果。

2.5.3卡鉆的效能處理

卡鉆的效能處理，是指從增效節(jié)能的角度處理卡鉆事故。不管哪種類型的卡鉆如果進(jìn)一步發(fā)展惡化，都會(huì)出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象。如果孔淺，可以挪孔重鉆，如果孔深，倒扣反鉆桿到達(dá)某一程度后，偏斜對(duì)處理卡鉆事故，提高鉆探率能夠起到良好的效果。偏斜是在深孔事故不易處理之時(shí)的較佳選擇。在偏斜時(shí)，必須謹(jǐn)慎處理每一個(gè)步驟，偏斜的角度多小于2.5°，偏斜器的長(zhǎng)度一般要大于4m。孔內(nèi)務(wù)必干凈清潔，使用一些石子將偏斜器周圍的空隙塞滿，以便將偏斜器固定牢固。通孔時(shí)，即使使用較小的炮彈鉆頭，也要分三級(jí)實(shí)現(xiàn)，以便使偏斜部位保持通暢圓滑。

3.結(jié)語(yǔ)與認(rèn)識(shí)

總而言之，本文通過對(duì)鉆井施工中卡鉆的原因分析，給出合理的處理對(duì)策，從而做到對(duì)各種卡鉆事故的預(yù)防，一旦卡鉆事故發(fā)生，一定要針對(duì)卡鉆原因細(xì)致分析，采取合理的解決措施及時(shí)解除卡鉆，保持井筒正常鉆進(jìn)狀態(tài)，保證石油鉆探的效率。

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