粘附卡鉆培訓(xùn)

1、粘粘 附附 卡卡 鉆鉆鉆井液技術(shù)服務(wù)公司鉆井液技術(shù)服務(wù)公司 主要內(nèi)容主要內(nèi)容是指鉆具在井中靜止時，在鉆井液液柱壓力與地層壓力之間的壓差作用下，將鉆具緊壓在井壁上而導(dǎo)致的卡鉆，與鉆井液性能關(guān)系最密切。壓差卡鉆發(fā)生后，鉆具不能自由活動，或者活動范圍很小，但鉆井液可以循環(huán)，泵壓無明顯變化。是鉆井過程中最常見的卡鉆事故。最容易卡住的是鉆鋌,由于鉆具失去了活動的自由,卡點可以逐漸上移,直至套管鞋附近。 井壁有濾餅的存在是造成粘吸卡鉆的內(nèi)在原因。因為大多數(shù)鉆井液是固、液兩相流體或者是固、液、氣三相流體，其中的固相顆粒附著在井壁上就形成了濾餅。有人認(rèn)為濾餅是由于鉆井液的濾失造成的，沒有濾失量就不會有濾餅，人

2、們總認(rèn)為鉆井液在砂巖中的濾失量大，才會形成濾餅，粘附卡鉆只能發(fā)生在砂巖發(fā)育井段。其實不然，在裸眼井段內(nèi)，泥頁巖也有泥餅，而且要比砂巖井段的濾餅厚得多。 這是因為濾餅形成有三種原因：第一是吸附，鉆井液中的固相顆粒吸附在巖石表面，無論砂巖、泥巖都有這個特性。第二是沉積，鉆井液在流動過程中，靠近井壁的流速幾乎是零，鉆井液中的固相顆粒 便沉積在井壁上。泥頁巖井段的井徑要比砂巖井段的井徑大得多，沉積作用顯著。第三是濾失作用，它加速了鉆井液中固相顆粒在滲透性巖層表面的沉積，泥頁巖雖然濾失性小，但它親水，可以被水浸潤，只要是水基鉆井液即使濾失量等于零，這個浸潤過程也無法停止。只要有濾餅存在，就有粘吸卡鉆的可

3、能。泥頁巖井段的井徑往往不規(guī)則，和鉆柱接觸面積少，所以粘吸卡鉆的機會比較少。 壓差是不可避免的，壓差卡鉆也是不可避免的。但是某些類型井的鉆壓差是不可避免的，壓差卡鉆也是不可避免的。但是某些類型井的鉆井液如油基鉆井液在同樣大的壓差下卻不卡鉆。井液如油基鉆井液在同樣大的壓差下卻不卡鉆。它的發(fā)展過程如下圖它的發(fā)展過程如下圖鉆井液地層泥餅鉆柱 表示鉆柱接觸井壁濾餅，發(fā)生吸附作用，此時有一個較小的接觸面積 表示在壓差作用下，進一步將鉆柱壓向井壁擴大了與濾餅接觸的面積，吸附力量進一步加強。粘附卡鉆的發(fā)生過程：鉆柱靜止時，在壓差作用下，會把鉆柱壓向井壁一側(cè)，如果井壁泥餅很厚，潤滑性很差，且顯負(fù)電的情況下，便

4、會發(fā)生粘附卡鉆。 粘附卡鉆多發(fā)生在砂巖井段，這是因為砂巖井段井徑較為規(guī)則，和鉆柱的接觸面積比較多，而泥巖井段因剝落造成井徑不規(guī)則，和鉆柱的接觸面積比較少，因此，發(fā)生粘附卡鉆的機會就比較少一些。三、粘附卡鉆的特征三、粘附卡鉆的特征四、粘附卡鉆的預(yù)防四、粘附卡鉆的預(yù)防 1、降低鉆井液密度。在確保不發(fā)生井噴、井壁穩(wěn)定的前提下，盡可能降低鉆井液密度。 2、降低鉆井液濾失量（特別是高溫高壓濾失量），改善濾餅質(zhì)量，使其薄，堅韌，致密，并具有低的滲透率和良好的可壓縮性； 3、降低濾餅?zāi)Σ料禂?shù)。采用優(yōu)質(zhì)鉆井液，在鉆井液中混油或加入潤滑劑，使用好固相設(shè)備，降低鉆井液中的有害含量和含砂量等。 4、減少巖屑床的厚度

5、。對于大位移井和水平井，應(yīng)依據(jù)所鉆井井斜角的大小，選用合適的鉆井液流變參數(shù)以及合理的環(huán)空返速，以防止巖硝床的形成或盡量減小厚度。同時應(yīng)加強短起下，及時破壞巖屑床。 5、采用合理的鉆具結(jié)構(gòu)，使用螺旋鉆鋌，減少鉆具與井壁的接觸面積。 6、注意活動鉆具，減少鉆具與井壁的接觸時間，一般的要求，鉆柱靜止時間不許超過3-5分鐘,上下活動幅度不小于4米。 7、對于直井；應(yīng)盡可能把井打直，避免井斜角過大以及井斜角和方位角的劇變；對于定向，應(yīng)避免方位角劇變。 8、設(shè)備發(fā)生故障，不能轉(zhuǎn)動時，要上下活動，不能上下活動時，要力爭轉(zhuǎn)動。如果鉆頭在井底，無法活動和轉(zhuǎn)動，那就只好將鉆具懸重的1/22/3壓在鉆頭上，以求把下

6、部鉆柱壓彎，減少鉆柱與井壁泥餅的接觸面積，減少總的粘附力。 9、在正常鉆進時，如泵、水龍頭、水龍帶發(fā)生故障，要先將鉆柱提到安全井段，絕不能將方鉆桿坐在井口進行維修，如果一旦發(fā)生卡鉆，將失去下壓和轉(zhuǎn)動鉆柱的可能。 10、在鉆柱中要帶上隨鉆震擊器，因為在粘卡發(fā)生的最初階段，震擊解卡是很有效的。五、粘附卡鉆的處理五、粘附卡鉆的處理 1. 強力活動 粘附卡鉆隨著時間的延長而益趨嚴(yán)重,所以在發(fā)現(xiàn)粘附卡鉆的最初階段,就應(yīng)在設(shè)備(特別是井架和懸吊系統(tǒng))和鉆柱的安全負(fù)荷以內(nèi)盡最大的力量進行活動,上提不超過薄弱環(huán)節(jié)的安全負(fù)荷極限,下壓不受限制,可以把全部鉆柱的重量壓上,也可以進行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動。如果強力活動若干次(

7、一般不超過10次)無效,就不必再強力活動了。此時應(yīng)在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)活動未卡鉆柱,上提拉力不要超過自由鉆柱懸重100-200kN，下壓力量根據(jù)井深及最內(nèi)一層套管的下深而定，可以把自由鉆柱重量的二分之一甚至全部壓上去，使裸眼內(nèi)鉆柱彎曲，減少與井壁的接觸點，防止卡點上移。（注意鉆柱只能是在受壓的狀態(tài)下靜止，不許在受拉的狀態(tài)下靜止）。 2. 震擊解卡 （1）機械震擊法 如果鉆柱上帶有隨鉆震擊器,應(yīng)立即啟動上擊器上擊或啟動下?lián)羝飨聯(lián)?以求解卡,這比單純的上提、下壓的力量要集中,見效也快得多。如果未帶隨鉆震擊器，可先測卡點位置，用爆松倒扣法從卡點以上把鉆具倒開，然后選擇適當(dāng)?shù)恼饟羝鳎ㄈ缟蠐羝鳌⑾聯(lián)羝?、加速?/p>

8、等）下鉆對扣，鉆具組合應(yīng)是：對扣接頭+安全接頭+震擊器+70100m鉆鋌+鉆桿。對扣后循環(huán)鉆井液，調(diào)整鉆井液性能，然后震擊。如震擊不能解卡，可考慮注解卡液浸泡，邊浸泡邊震擊，其效果會更好。 （2）爆炸震擊解卡法 用導(dǎo)爆索制成的炸彈解除粘吸卡鉆的方法，當(dāng)井下炸彈在卡鉆井段爆炸時使管柱產(chǎn)生振動，沖擊波促使鉆桿離開井壁。這種方法宜用在卡鉆事故發(fā)生之后不太長的時間內(nèi)，主要是卡鉆的井段不長。或者在浸泡未見效之后，作為一種輔助手段。使用時應(yīng)注意以下幾個問題： a、炸彈爆炸井段的條件是：壓力小于150MPa，溫度低于250。 b、井下炸彈由導(dǎo)爆索組成，炸藥量的選擇，應(yīng)以保證達(dá)到預(yù)期效果而又不損壞鉆桿為原則。

9、在溫度很高的井中，應(yīng)采用耐熱導(dǎo)爆索。 c、起“振動”作用的炸彈長度必須大于卡鉆井段長度510m，但是總長度不超過100m，炸彈用藥量不應(yīng)超過5kg。如果卡鉆井段超過100m，那么“振動”就應(yīng)分幾段進行。 d、炸彈下井之前先用測卡儀找出卡點位置，在裝炸藥和下炸彈過程中，井上其它工作均應(yīng)停止，并鎖住轉(zhuǎn)盤和固定好井口滑輪，防止事故發(fā)生。 e、炸彈下到卡鉆井段后，以最大允許的拉力上提鉆柱或施加一定的扭矩后鎖住轉(zhuǎn)盤，然后，進行爆炸并上、下活動鉆柱。 （3）水力脈沖法 向鉆桿內(nèi)注入比鉆井液密度低得多的液體（水或油），然后用孔板阻斷的方法降低壓力（孔板要按鉆桿的許可壓力專門挑選）。由于突然卸去了施加在鉆桿上

10、的拉應(yīng)力和鉆柱內(nèi)液體上的壓應(yīng)力而產(chǎn)生減載沖擊波。沖擊波對濾餅、巖屑及鉆具本身產(chǎn)生強烈的水力沖擊和振動作用，從而使鉆具解卡。另一方面，向鉆桿內(nèi)注液體時鉆桿產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，卸壓時鉆桿受到擠壓，且鉆井液以較大的速度從環(huán)空流到鉆桿內(nèi)，對濾餅有沖蝕作用；同時，環(huán)空液面下降，使卡鉆井段的壓力降低，于是鉆桿解卡。 水力脈沖法解卡作業(yè)的步驟如下： （1）測卡點，確定卡點上界。 （2）調(diào)整被卡鉆柱的方余，使鉆桿本體在下壓的情況下高出轉(zhuǎn)盤面4050cm. （3）恢復(fù)循環(huán)，徹底洗井。 （4）把管頭（包括高壓旋塞增加頭、高壓閘門、孔板室）接到鉆柱上，管頭裝有按設(shè)計選出的孔板，而且各部件均以高于水力脈沖時最高壓力25%的

11、壓力進行試壓。 （5）接好水罐、水泥車和增壓頭之間的管線。 （6）上提鉆柱，使大約1000kN的拉力作用在卡鉆段上。 （7）把水或其它低于鉆井液密度的液體泵入鉆柱，泵入量應(yīng)按所需設(shè)計壓差P和以后孔板阻流時間進行計算。 （8）孔板阻斷以后，關(guān)閉管頭中的高壓閥，然后開始上下活動鉆柱，以便解卡。如果第一次沒有解卡，可進行第二次，但要裝入新的孔板盒。為了加快解卡，需要補充液量0.53m3，這是反向溢流時從鉆桿內(nèi)溢出的量，同時還須及時向環(huán)形空間灌入原密度的鉆井液。作業(yè)時應(yīng)避免失控現(xiàn)象和復(fù)雜情況的發(fā)生。 3.浸泡解卡劑 浸泡解卡劑是解除粘吸卡鉆的最常用最重要的辦法,解卡劑種類很多,廣義上講,包括原油、柴油

12、、煤油、油類復(fù)配物、鹽酸、土酸、清水、鹽水、堿水等,他們的密度是自然密度,難以調(diào)整。狹義上講,是指用專門物料配成的用于解除粘吸卡鉆的特殊溶液,有油基的,也有水基的,他們的密度可以根據(jù)需要隨意調(diào)整。如何選用解卡劑,要視各個地區(qū)的具體情況而定,低壓井可以隨意選用,高壓井只能選用高密度解卡劑。 a、確定卡點位置：最準(zhǔn)確的辦法是利用測卡儀測量。但現(xiàn)場常用的辦法是根據(jù)鉆柱在一定拉力下的彈性伸長來計算。依據(jù)虎克定律： L=K（e/p）L：卡點深度，米K：計算系數(shù)5DP K=715；通用 K=EF/105 (E-鋼材彈性系數(shù)=2.1*106公斤/厘米2;F-管體截面積,厘米2;P-鉆桿連續(xù)提升時平均拉力,噸

13、;故K=EF/105=21F22F)e：鉆桿連續(xù)提升平均伸長cm；p：鉆桿連續(xù)提升平均拉力t； b b確定泡油或解卡劑用量。確定泡油或解卡劑用量。根據(jù)卡點位置，并考慮到計算卡點的誤根據(jù)卡點位置，并考慮到計算卡點的誤差，應(yīng)適當(dāng)增加注油或解卡劑量，一般應(yīng)超過計算量的差，應(yīng)適當(dāng)增加注油或解卡劑量，一般應(yīng)超過計算量的2020，盡可，盡可能一次將解卡劑頂至卡點位置。能一次將解卡劑頂至卡點位置。Q Q0.7850.785 K K（D2DI2D2DI2）H H0.7850.785d2d2h hQ-Q-泡油或解卡劑用量，方；泡油或解卡劑用量，方；K K一附加系數(shù)一般為一附加系數(shù)一般為1.21.21.51.5D

14、 D一井徑，米；一井徑，米； DIDI鉆桿外徑，米；鉆桿外徑，米；HH浸泡井段長，米；浸泡井段長，米；d d一鉆桿內(nèi)徑，米；一鉆桿內(nèi)徑，米；h h一鉆桿內(nèi)油柱高，米一鉆桿內(nèi)油柱高，米 C C確定泡油時鉆井液替量和最高泵壓：確定泡油時鉆井液替量和最高泵壓：QIQI0.7850.785* *d2d2* *h hQIQI一鉆井液替入量，方一鉆井液替入量，方P PP1P1P2 PP2 P替量時最高泵壓，替量時最高泵壓，MPaMPaP1P1注油前循環(huán)泵壓，注油前循環(huán)泵壓，MPaMPaP2P2注油基浸泡液時因密度差增加的循環(huán)泵壓，注油基浸泡液時因密度差增加的循環(huán)泵壓，MPaMPa； d注解卡劑和替鉆井液時

15、，為防止串槽，應(yīng)盡量采用大排量，并保證連續(xù)施工。注解卡劑時應(yīng)打前后隔離液，防止鉆井液污染。冬季施工地面管線及水龍帶方鉆桿應(yīng)注防凍液。e注解卡劑時要注意泵壓表變化和井內(nèi)鉆井液返出情況，發(fā)現(xiàn)井漏時采用小排量或間斷頂替。若環(huán)空液面下降，應(yīng)及時灌滿鉆井液。f注油數(shù)量的多少要考慮井下油水層壓力，防止井噴。 g泡解卡劑或泡油時間隔4小時開泵頂通一次，一般替量200升，且在頂替后應(yīng)在安全負(fù)荷內(nèi)上下大幅度活動鉆具，觀察是否解卡。頂替要注意觀察泵壓是否上升，井口是否返出，以判斷水眼是否暢通，井壁是否垮塌等井下情況。h采用清水、飽和鹽水循環(huán)的措施只適用于地層壓力較低且不易垮塌的地層或上部有技術(shù)套管、下部裸眼較短的

16、情況。i.解卡后恢復(fù)循環(huán)應(yīng)先小排量（1015升秒）連續(xù)頂出全部的解卡劑或油，然后才能用正常排量恢復(fù)循環(huán)，待鉆井液循環(huán)均勻，井下情況正常后，方能起鉆或恢復(fù)鉆井。若浸泡時間過長，解卡循環(huán)正常后必須起鉆。 4、震擊加浸泡解卡a.將被卡以上鉆具用爆炸松扣工藝倒開起出。b.依據(jù)井下情況選擇震擊器，若鉆頭在井底，應(yīng)選用上擊器或超級震擊器，若鉆具在起鉆過程中卡鉆，鉆頭不在井底，可選擇下?lián)羝骰虻孛嬲饟羝?。C.當(dāng)打撈工具抓緊井下落魚或井下落自對扣后，按照震擊器使用說明進行震擊作業(yè)。d.如果震擊不解卡，可以輔助用泡油或泡解卡劑的方法，邊浸泡邊震擊，可以達(dá)到解卡的目的。e.若井下帶有隨鉆震擊器，可隨時震擊。 5、套

17、銑倒扣法 當(dāng)上述方法均不能解卡時，采用套銑倒扣法，即利用大直徑厚壁銑管下入井眼直接破壞泥餅，并通過循環(huán)帶出泥餅、巖屑等卡鉆物，可以解除各種原因引起的卡鉆。所選用的銑管尺寸必須能夠套入魚頂，并在銑管與被卡管柱之間留有足夠的間隙。由井眼的具體條件決定銑管的安全長度。 6、其他的解卡方法還有：降壓法解卡、電滲透解卡法、沖擊波法解卡、井口憋壓解卡法等六、處理粘附卡鉆應(yīng)注意的問題六、處理粘附卡鉆應(yīng)注意的問題 1.使用什么樣的解卡劑,要根據(jù)各個地區(qū)的具體情況而定,最好是使用可以調(diào)整密度的油基解卡劑。 2.注入解卡劑前,最好做一次鉆井液循環(huán)周試驗,確證鉆具沒有剌漏現(xiàn)象,方可注入。 3.注解卡劑前,特別是注低

18、密度解卡劑前,必須在鉆柱上或方鉆桿上接回壓閥或旋塞。在施工過程中,如地面管線.閥門發(fā)生問題,可以防止液體倒流。而急速的回流,往往會導(dǎo)致井塌,使事故進一步復(fù)雜化。 4.要保持鉆頭水眼和環(huán)空不被堵塞:這種堵塞往往是液體倒流造成的。所以,在卡鉆之后,特別是注入解卡劑之后,如鉆柱上沒有回壓閥或回壓閥失靈,就不能隨意放回水。萬一鉆井泵發(fā)生故障需要進行修理時,也必須首先關(guān)好高壓閥門。環(huán)空堵塞往往是井塌或砂橋造成,注入解卡劑經(jīng)過一定時間的浸泡之后,井壁泥餅剝落,井內(nèi)積砂下沉,如果開泵過猛,把濾餅和砂子聚集在一起,很容易將環(huán)空堵塞,失去循環(huán)。所以在浸泡期間,一定要定期開泵頂鉆井液,一方面是為了讓解卡劑向上移動,另一方面也是為了檢查鉆頭水眼和環(huán)空是否暢通。浸泡解卡后,一定要小排量開泵頂通,然后，逐步提高排量循環(huán),在解卡劑未全部替出井口之前,絕不能停泵。 5.如果一次浸泡,解卡劑用量過大,有引起井涌.井噴的危險時,可以分段浸泡,先浸泡被卡鉆柱的下部若干小時,然后一次性的將解卡劑頂?shù)娇c位置,浸泡被卡鉆柱的上部。 6.解卡劑在井內(nèi)浸泡的時間,隨地層特性和鉆井液性能而異,少則十幾分鐘,多則幾十小時。浸泡一次不行,可以浸泡二次、三次。浸泡這種解卡劑不行,可以選擇其它種類的解卡劑。同時,浸泡和震擊聯(lián)合作用,效果會更好。只要確信是粘吸卡鉆,不到山窮