复杂情况下起下钻作业

1、软地层划眼很多时候，一口成功钻至目的位置的油气井，往往因划眼导致不能完井或长期等待。对钻井施工而言，钻头安全的到达井底、成功的下完套管或完井才算取得成功。找不到老井眼的主要原因更换BHA（BHA刚性强可能是一方面原因）。井眼不稳定（井眼缩径或部分坍塌）。井身结构。井眼冲蚀。改变钻头（特别是起钻前钻头缩径）。划眼方式不对（特别是离开井底长时间划眼）。BHA有意无意的指向低边。时间因素（长时间空井最终导致井眼坍塌、缩径等复杂情况）。划眼十大法则1 最安全的地方是井底。2 划眼比钻井更困难。3 任何事情都可导致侧钻事故，包括什么也不做。4 没有提前做好应对遇阻的措施。5 你忽略的参数恰恰就是麻烦的制

2、造者。6 不要解决一个问题，产生另一个问题。7和攀岩一样，起钻容易下钻难。 新眼往往是在划眼时产生的，而不是在倒划眼时产生的。 键槽只是起钻时困难，下钻不难。8 钻头接近满尺寸或BHA刚性太强。9 高转速慢速划眼只在直井安全。 扭矩不稳定表明还在老眼，但是如果扭矩稳定似乎已经出新眼了。10 如果下钻的速度低于钻进的速度，就有出新眼的风险。 必然的结果：划眼太快钻具扭断或粘卡。实例一：划眼比钻井更困难和井控一样，在井底控制井涌要比在起下钻中途控制井涌容易。一口井如果存在稳定性的问题，只要钻头在井底就可倒划眼起出钻具，但是有可能产生一些台阶或大肚子现象。在 泥浆比重增加的情况下，钻头在井底就是一大

3、优势。井眼会冲蚀，但是不会找不着老眼。注意：钻头离开井底2柱循环就存在出新眼的风险（在硬地层可能是安全的）循环并活动钻具10分钟可能安全，以170RPM的速度旋转钻具3小时就可能导致事故，如井眼下沉。在水平井水平段，如果是沙岩，划眼2小时可轻松降低7度井斜。实例：提离井底90ft循环。产生了一个台阶。新BHA可能在此遇阻，套管也可能在此下不去。解决了一个问题，产生了另一个问题。在上部产生台阶还没问题在下部产生台阶就是严重的问题泥岩砂岩实例二：最安全的地方是井底任何人钻井都严格执行设计。但是他/她可能没准备解决井眼稳定的问题，也可能没有预见到井下可能发生的机械性问题。划眼时，焦点可能都集中在防止

4、出井眼上，除非是非常理想的BHA，否则为防止出新井眼就要更小心。划眼时，Shock and Vibration可能要比钻井时要高得多。如果扩眼器上一个不受支撑的牛鼻子不捆绑焊接，牛鼻子可能脱扣落井。同时泥浆马达各连接扣如果不上紧，在划眼时定子也有可能脱扣落井。在有坚果壳等堵漏材料的井眼内划眼可能要比常规划眼更危险，因为此时没有任何征兆显示Shock and Vibration是不符合要求的。不需要付出很大精力来划眼的BHA就是扩眼器。扩眼器可以用于存在很多问题的井眼划眼，特别是完钻后下套管或尾管之前的通井作业。牙轮扩眼器很容易损坏。在斜井中侧向负荷是导致工具易损坏的一个重要因素。在牙轮下方的任

5、何扣都必须捆绑焊接，除非带钻头。短钻铤和牛鼻子都存在脱扣的风险。12-1/4”的牛鼻子应达到57ft长。底部水眼可以用于判断井眼是否被堵常用扩眼器在牙轮的下方有一个弱点，如果在该处出现裂痕，3个牙轮，牛鼻子及底部部件都有可能落井。固定翼片的扩眼器则更能承受高边方向的负荷。注意：下扩眼器时，可以不下MWD。实例三：任何事情都可导致侧钻事故任何BHA, 包括特别恶劣的情况下使用的扩眼器,都有可能导致产生新井眼。如果没有扩眼器，下套管之前最保险的通井钻具就是钻头配合扶正器BHA(最好两者都是欠尺寸）。近钻头扶正器有助于钻头尽量少的切削地层。这种BHA具有很强的增斜能力，不能用于连续钻进。如下图1。还

6、有的一种就是使用双扶正器，下部欠1/8”，上部欠1/8”或更多，中间一根钻铤，如下图2。最简单最保险的通井钻具组合8-1/2”井眼常用通井钻具组合12-1/4”井眼软地层可选用的通井钻具组合实例四： 没有提前做好应对遇阻的措施划眼时，最重要的是及时了解所采取的措施是否有效。增加泥浆比重有时并不是一个好的方法。也有可能是上层套的深度设计不对。例如：用于划眼的BHA已经完成了大部分井段的划眼工作，但是还剩下300ft不能到底。此时需要进行风险评估：是舍弃300ft进尺重新侧钻合算还是起钻通井更合算？ 在这口井中，硬地层上面产生了严重冲蚀，强行划眼有可能出新井眼。地层有软到硬变化时，不能在软地层长时

7、间循环或划眼。实例五： 如果划眼顺利，要知道这可能不是最后的有可能划眼一直很顺利，但是如果钻压和扭矩忽然增加，这就要通知司钻需要引起注意。实例六 忽略的参数恰恰就是事故的根源错误的划眼技术会为出新眼制造条件。划眼时，应知道钻进时的扭矩和摩阻，一些钻井参数例如ECD，岩屑形状，泵压等参数都是要知道的。划眼需要认真的进行，需要仔细的观察划眼时的各种钻井参数，如ROP，扭矩，Shock and Vibration, 摩阻，泵压等，这些参数会为产生新眼或卡钻环境提供早期的预警。例如：起钻换钻头。起钻期间，摩阻连续高出初时值。如果忽略了这一参数，可能就会导致部分井眼丢失。这种场合有两种情况可以选择：一是

8、下钻到井底，倒划眼起钻。二是继续起钻出井口，然后下扩眼器下钻通井。实例七 和攀岩一样，起钻容易下钻难过度划眼会产生一个台阶，由此产生新井眼。和倒划眼相比，唯一安全且容易的场合就是利用扩眼器划眼。键槽会使起钻困难，但对下钻不是问题。实例八 钻头接近满尺寸或BHA刚性太强如果出井且缩径1”，而且希望继续钻进，这时就需要向相关部门汇报了。这也并不是说不能做（可能对直井不是问题），但是在某种程度上来说这是一个潜在的隐患。这种情况有两种假设：已经完钻，需要通井以下套管没有完钻，需要继续钻进这种情况下牙轮钻头要容易下钻，但是如果需要继续钻进则牙轮钻头是不可取的。如果下入一个满尺寸钻头配合一个欠尺寸扶正器，

9、则存在极大的卡钻的可能。此时需要调整顶驱的扭矩设置情况，从缩径井段开始划眼。对于柔性BHA而言，增加一个近钻头扶正器，可以保证钻头的鼻部部位少接触地层，降低了出新井眼的可能性。增加一个近钻头扶正器，相当于给PDC钻头增加了一个保径齿。和井壁接触点。近钻头扶正器有助于减少钻头切削地层。实例九 高转速慢速划眼只在直井安全在斜井和高狗腿井段，划眼时需要得到一些从井下返馈一些信息，而不稳定的扭矩就是我们需要的好的反馈信息，稳定的扭矩则是不好的反馈信息。总的来说，不稳定的扭矩在钻井作业中是不受欢迎的，除了划眼以外。实例十 如果下钻的速度低于钻进的速度，就有出新眼的风险如果划眼速度低于钻井速度，可能已经太

10、迟了，此时已经出了新井眼。最安全的做法（特别是软地层）是最小的排量，中等转速来划眼。必然的结果：划眼太快会导致钻具扭断或粘卡，特别是硬地层。倒划眼在某些情况下，倒划眼可以减少或完全消除划眼作业。如果起钻存在找不到老眼的可能，则倒划眼是一种可以采用的方法。如果地层不稳定，倒划眼是解决灰岩膨胀带来的井眼问题的一种有效方法。有些客户采用的方法则是采用随钻扩眼。倒划眼的优势：不会找不到老眼转动的钻头可以协助清洗井底的沉砂可能是唯一清除40到60度井斜处沉砂的有效方法奇怪的是，当在海滩砂岩钻进时，没有一种好的方法清除细的颗粒，即使采用高泥浆排量也达不到预期的效果。这些细小的颗粒停留在套管的低边，往往导致

11、下不下去套管采用倒划眼的方法可以有效的解决这一问题。倒划眼的缺点：会在软地层不断的产生岩屑对泥饼有破坏作用在套管内会损坏钻头在承受拉力的情况下接头应力高存在稳定问题RSS划眼RSS划眼确实要比PDM或SST（扶正器） BHA要好得多，因为钻具在循环的时候钻头不会旋转。在直井循环是，最好将RSS设置为Nuetral状态，在稳斜段，将RSS设置为（0，100），这样就可以消除钻头或近钻头扶正器对井壁低边的切削现象。除强降斜井段外其它在任何井段RSS都可以设置为（0，100），这样可以避免在高边出新井眼。需要注意的是，RSS施工，所用的钻头都是带保径翼片的，并且保径翼片很短，这样的钻头在软地层划眼时

12、需要注意。同时需要注意的是，RSS配合泥浆马达施工，对于安全的划眼没有什么好处，此时也要注意。解救方法：应建议客户使用扩眼器。很少有扩眼器，因为用的很少。常用的牙轮扩眼器难以支撑很高的侧向力，因而导致维修费用增加。对于一些简单的划眼施工，有人在扩眼器的每个翼片的下方加了一个水眼，这种方法起到了很好的效果，出现的问题也少。如果情况特别复杂，则需要选择合适的切削结构的扩眼器来划眼。特殊情况对于一些特别特殊的情况，利用牛鼻子、扩眼器和钻杆钻具组合可以帮助安全的找到老井眼。键槽井眼出现键槽是很麻烦的事。一旦确认井眼存在键槽，有以下两种选择：从上面解决问题，可能要失去键槽下面的井段从下面解决问题，可能要

13、失去键槽下面的钻具对键槽而言，防范胜于补救。键槽可以通过合适的套管设计（用套管封住造斜段），降低钻具受到的侧向力（小的狗腿），轻钻杆以及附带滚轮划眼器等措施来预防。如果情况不是很严重，可以使用滚轮划眼器通过划眼来清除键槽。最好的方法可能就是利用牛鼻子，扩眼器作为underreamer的导向器通井来清除键槽。这种方法需要的时间短，但是要注意需要杜绝键槽的再次发生。键槽很容易鉴别。第一个特征就是起钻时定期的出现很大的摩阻（典型的是每30ft或2个单根出现一次）。如果每8ft出现一次很大的摩阻，则该大的摩阻可能，或不可能由键槽导致。鸡蛋形状的井眼可能导致这种情况发生。 键槽卡钻原因、处理及预防： （

14、l）键槽卡钻原因： 在井斜角和方位角急剧变化的井段形成“狗腿”，钻进时钻杆接头打磨井壁高边和起下钻过程在重力作用下钻杆接头不断拉刮切削“狗腿”井段的高边，随着起下钻次数增多，在“狗腿”井段高边拉刮出一条槽，这条槽称为键槽。它的直径比钻杆接头直径大但比钻头和稳定器直径小，当稳定器和钻头起到键槽的底部时就通不过，多提拉力时就会发生卡钻。稳定器和钻头在键槽中通不过提不出来的现象叫键槽卡钻。 （2）键槽卡钻处理： 键槽卡钻特征 卡前特征：下钻不遇阻，钻进时正常，起钻遇卡卡点固定。随着起下钻次数增多，遇卡越来越严重。钻杆接头偏磨，接头下部台肩磨损严重。 卡时特征：可以下放和转动，就是不能上提，循环泵压正

15、常，无井塌现象，无大量岩屑和泥饼返出，多提完全卡死时，不能上提下放和转动，但循环仍正常。 键槽卡钻的处理：键槽卡钻卡点固定，起到遇卡位置前应用低速起，切勿多提卡死。遇卡后应采取如下措施：A大力下放钻具，用震击器下去或钻具自身重量下压，严禁大力上提。待松动后转动不同方向试着上提，力争钻具跳出健槽小眼解卡。B转动多个方向慢提无效时，应接方钻杆循环。采用轻提慢转倒划眼措施力求解卡。 C浅井键槽卡钻可接地面震击器下击，砸松后转动方向慢提或轻提慢转倒划眼解卡。 D经转动方向慢提和轻提慢转倒划眼无效时，可将钻具下至井底，大排量充分循环后在钻铤部位环空注入解卡液浸泡着，用电缆下入切割弹从加重钻杆以上的第一根

16、钻杆本体切断起出。下入双心钻头加钻铤和键槽破坏器去把键槽井段彻底破坏掉，再将落鱼捞出或按钻具事故与卡钻事故处理。 E经转方向慢提或轻提慢转倒划眼无效时，干脆将稳定器或钻头提死卡在键槽底部。采用倒扣方法或套铣加倒扣办法将卡点以上钻具起出。然后下对扣接头十安全接头十下击器十钻杆去对扣下击解卡，把钻头下到井底，在钻头部位注入解卡液后，从安全接头处倒开起出。再下破坏键槽钻具组合去把键槽井段彻底破坏掉，然后下安全接头公头去对扣打捞，按钻具落井事故或卡钻事故处理。（3）键槽卡钻预防：要防止井眼形成“狗腿”，直井要采取防斜措施把井打直，井斜不要超过设计要求，斜井要考虑并采取措施使井斜角和方位角不要急剧变化形

17、成“狗腿”井段，保证井眼轨迹光滑。 要采用高效钻头和高新技术工艺科学钻井，缩短建井周期。力争用几个甚至1至2个钻头打完一口井，减少起下钻次数，键槽就很难形成了。已形成键槽时在钻具组合中使用键槽破坏器（KSW），键槽破坏器位置加在钻铤与随钻震击器之间。键槽破坏器直径（硬质合金钨钢块螺旋形切削刃条的）要大于钻杆接头直径。当键槽遇卡严重时，可下双心钻头十小钻铤十键槽破坏器十下击器去专门破坏键槽井段。在键槽井段起钻要小心谨慎。当稳定器和钻头起到键槽底部之间l2柱时，改用低档慢速起，防止起速过快稳定器或钻头在键槽底部卡死。除稳定器外，所有入井工具及打捞工具外径均应小于钻杆接头实测的外径。左边的BHA容易

18、出新眼。右边的BHA更安全。String Reamer 的位置最好接近键槽位置。划眼时出新眼或台阶在造斜段，接单根前划眼，可能划出新使用眼，造成台阶或划掉部分井斜。使用大尺寸马达，划眼时经常划掉部分井斜。造成的原因主要是重力和钻具的重量。在大角度井段，慢速倒划眼是可行的，但慢速划眼是不可取的。3泥包卡钻原因、处理及预防： （1）泥包卡钻原因： 在粘性大的软地层和造浆性好的泥岩中钻进时，钻井液粘度、切力上升很快，加上排量不足时，泥块糊在钻头帮子和牙轮上形成泥包。严重时可能将牙轮卡死造成蹩钻和上提遇卡。 干钻引起钻头泥包。由于泵上水不好，循环短路（如钻具刺漏，钻井液不经钻头喷嘴上返），未及时发现，

19、都会使泥块卡在牙轮之间和糊在帮子及牙轮上形成泥包。 （2）泥包卡钻处理： 泥包卡钻特征：钻进时扭矩增大、蹩钻、打倒车、泵压增高、上提拔活塞遇卡下放遇阻，进尺慢或无进尺和返出岩屑不多，严重时蹩泵卡死。 发现扭矩增大泵压上升后应停止钻进。把钻头提离井底少许，在泵压与井况允许的条件下，尽可能开大排量，提高转速，把糊在钻头上的泥块砂饼甩掉循环出来。 处理钻井液，把粘度、切力适当降下来，失水尽可能降低，加入润滑剂降低井壁摩阻力，同时加 DD金属清洁剂清洁钻头以消除泥包或使钻头不再泥包。 若泵压不增甚至略降，但扭矩增加蹩钻且打倒车，进尺慢或无进尺，则可能是循环短路或下钻引起泥包。此时应停止钻进，立即起钻并

20、禁用转盘卸扣。 若蹩泵经反复蹩压放回水仍不通时，如能起钻则起出泥包钻头。如遇卡起不了钻时，则用电缆下入井底聚能炸药切割器向下定向切割钻头使之恢复循环，处理钻井液和采取高转速甩掉泥块砂饼消除钻头泥包。若恢复循环后发生卡钻，则按卡钻处理。 （3）泥包卡钻预防： 在粘性大的软地层和造浆性好的泥岩中钻进时，要抑制造浆性采用大排量，把大量粘性泥块及时冲走携带上来。同时要加入稀释剂防止粘度、切力增加，必要时加入清洁剂DD以防止泥块粘附在牙轮和帮子上。 要采取措施保证泵上水良好，勤检查钻具及时发现刺漏把有问题的钻具甩下不许入井，加强责任心，不要倒错闸门，防止循环短路干钻。 在易泥包井段钻进时，定期把钻头提离

21、井底，采用高速旋转把已粘附在牙轮和帮子上的泥块甩掉，防止越积越多最终形成泥包。 4砂桥卡钻原因、处理及预防： （l）砂桥卡钻原因： 砂桥卡钻主要发生在井塌形成的比钻头直径大得多的“大肚子”井段。当排量不足钻井液携砂能力差时，大量岩屑返到“大肚子”处就下沉井堆积在“大肚子”底部的台肩上，随着进尺增加，岩屑越积越多就形成砂桥，稳定器和钻头起到砂桥位置就遇卡，钻头下到砂桥位置时就遇阻，严重时就会发生砂桥卡钻。 砂桥卡钻特征：钻进时泵压突增或蹩泵，扭矩增加或蹩死，停转打倒车，井口钻井液无返出或返出甚少，上提通卡，转盘蹩劲转不动，起钻时卡点固定，上提、下放和转动很困难，接方钻杆开泵不通。 （2）砂桥卡钻

22、处理： 尽量用小排量顶通配合慢转将砂桥破坏掉，还可泵入一定数量的高粘度、高切力钻井液把沉砂循环出来。 起钻通卡切勿大力上提，否则越提越死。可采用小排量蹩压配合猛放或慢转猛放把砂桥破坏掉并循环出来。若钻进时卡死，则从卡点以上一单根处倒开起出自由钻具。下铣管套铣和对扣打捞处理。 若起钻时卡死，则从卡点以上一单根处倒开起出自由钻具。由于落鱼悬空，故必须用铣管脱扣器（倒扣套铣矛）接铣管下到鱼顶，先对好扣后再套铣，防止解卡后落鱼掉井打顿钻。用这种先对扣后套铣工具在套铣解卡后落鱼可随同铣管一起提出来。 （3）砂桥卡钻预防： 采取防塌措施，防止形成“大肚子”井段。主要要抑制页岩泥岩水化膨胀和采用的钻井液密度

23、大于地层坍塌压力当量密度。 保持钻井液排量足够大和良好的携砂能力，使上返速度在“大肚子”井段也不会发生岩屑下沉堆积。 在已形成“大肚子”井段起钻前可录入一定数量的高粘高切钻井液将岩屑循环带出来。 在“大肚子”井段起下钻时，要控制速度，改用低档，防止突然提死和压死，必要时划眼把砂桥破坏掉。5井塌及沉砂卡钻原因、处理及预防：（1）井塌及沉砂卡钻原因： 地层胶结不好，疏松易塌如流沙层、砾石层等。 水敏性泥岩、页岩，经钻井液浸泡和钻井液失水渗入地层后，经一定时间，逐渐水化膨胀而坍塌。 钻井液密度小于地层坍塌压力当量密度时会引起井塌。 起钻时未灌满钻井液及井漏液面下降和下喷上漏（地下井喷）引起地层坍塌埋

24、钻具。 用海水钻进时，无悬浮能力，停泵岩屑下沉。用钻井液钻井时，由于粘度小、切力低或排量小和井径变化大而易发生岩屑下沉。 （2）井塌及沉砂卡钻处理： 井塌及沉砂卡钻特征： 卡前特征：振动筛上有较大的带棱角的页岩、泥岩碎片，长达几公分，有的有鸡蛋大，也是棱角分明。起钻时稳定器及钻头上粘附有大块泥饼和大块岩屑。 卡时特征：同砂桥卡钻相类似，只是沉砂卡钻常发生在清水钻进中、停泵修理或接单根或起钻卸方钻杆之后。 井塌及沉砂卡钻发生时，立即停钻。但要坚持循环和不停地上提、下放和转动钻具，同时处理钻井液，适当提高密度、粘度和切力，尽量把坍塌岩块循环出来。 钻进时一旦卡死，由于钻头在井底，可用小排量蹩压，施

25、加正转扭矩，力求把塌块弄松蹩通循环，然后轻提慢转倒划眼清除塌块恢复正常。 起钻时遇卡，切勿大力上提，可猛放或接方钻杆开小排量蹩着压猛放，蹩通后采用轻提慢转倒划眼来解除。 严重井塌无法循环和活动钻具时，则从卡点以上一单根处倒开起出自由钻具，然后用套铣加倒扣的方法分段倒出被卡钻具。若落鱼悬空时，则用铣管脱扣器（倒扣套铣矛）接铣管下去先对好鱼顶扣后套铣的办法处理，防止套铣解卡后落鱼掉井顿钻。 （3）井塌及沉砂卡钻预防： 钻遇疏松胶结不好易塌的流砂层、砾石层时，要提高钻井液的粘度、切力及携砂悬浮能力。钻过后下表层套管封固，管外水泥浆返到海底泥面。 在钻至水敏性泥页岩之前，要换成防塌钻井液体系，钻井液密

26、度要大于地层坍塌压力当量密度。 坚持起钻及时灌满钻井液，防止钻井液静液柱压力下降引起井塌。 遇井漏时，要及时堵漏。钻遇一个堵一个。堵住漏后进行漏层耐压试验，要求能承受钻开下段地层所需要的高密度钻井液液柱压力。 南海西部莺琼盆地崖城21l构造的高温高压油气井及北部湾涠6l构造上钻古潜山灰岩的井，渤海辽东湾锦州202构造的高压气井及渤西曹妃甸l6构造上钻古潜山花岗岩的井要坚持技术套管下到高压油气层的顶部和古潜山灰岩、花岗岩风化壳顶部的原则。封住了上部低压地层，才可钻开下部高压地层和封住了上部需要高密度钻井液井段，才可钻开需要低密度钻井液的下部古潜山地层。同时要坚持钻井液密度大于地层坍塌压力当量密度、小于地层破裂压力当量密度和稍大于地层孔隙压力当量密度的原则，只有这样才有可能有效的防止井塌、井漏和井喷，最终才可有效地防止井塌卡钻。 在设计套管程序时要留有余地，至少有一层备用套管。根据地震资料和临井实际资料比较准确地预测地层的三条压力剖面线，即地层破裂压力剖面线、地层坍塌压力剖面线和地层孔隙压力剖面线，精心设计套管层数及下深和钻开各井段所需的钻井液密度。崖城21l构造上的井，244.5毫米（ 958英寸）技术套管要封住陵水组一段高压油气层后才可以钻开陵水组二段超高压油气层。锦州202构造上的井，244.5毫米（958英寸）技术套管要下入东下段底部，封住东上段与东下段之间的