常见井下事故及复杂情况处理

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。卡钻卡钻的种类、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pm，在井径小的井段勤划眼，起钻时慢起慢51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P不足，矿化度小，m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52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。常见井下事故及复杂情况的处理钻杆允许扭转圈数的计算53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钻杆尺寸扭转系数K，圈/米D级E级10527/8"73mm0.007030.009570.0134031/2"88.9mm0.005770.007870.011015"127mm0.004040.005510.0077151/2"139.7mm0.003680.005010.00701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：54式中L----卡点井深，米；AL----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2.1X106；F----管体截面积，厘米2。3填井施工作业准备工作(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。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。(3)注完水泥，关闭注水泥浆管线闸门，开泵注入钻井液，根据开泵时间卡准替入量及时停泵。(4)替完后，立即卸方钻杆，起钻至水泥面以上20~30米，开泵循环一周，冲洗钻杆内的剩余水泥浆，放掉被水泥浆污染的钻井55液，然后起出钻杆候凝48~72小时。技术要求（1）水泥用量、替入钻井液量要计算准确，并根据井眼考虑水泥浆附加量（一般为10%〜30%）。（2）施工前应对设备进行全面检查。井口工具保证灵活好用，绞车链条特别是传动链条要可靠。（3）水泥浆密度一般不要低于1.80克/厘米3。（4）尽量使用原立柱下井，以防起钻卸扣困难。（5）注水泥和替钻井液都力求大排量，以防水泥浆窜槽。（6）候凝过程中要及时通井处理钻井液，防止被水泥浆污染后造成井眼复杂。预防（1）替完钻井液后，密切配合快速起钻，在水泥浆初凝之前起出水泥面循环。（2）与立管连接的注水泥管线可用高压小水龙带，如果用硬管线时，要连接牢固并配双弯头以抵消管线的震动。6.4注解卡剂作业这种方法主要用于处理压差卡钻。使用这种方法前，首先要计算卡点深度和选用浸泡液的种类和用量，以保证有效地浸泡卡钻井段，并附加一定液量，定时、定量顶替补充，以达到浸泡解卡的目的。有条件的井可直接采用清水循环解卡，但要注意不能使井壁垮塌或造成井喷。准备工作（1）检查压风机、钻井泵、绞车、发电机等设备，确保正常运56转。（2）循环好钻井液，改善其性能，保证流动性好，失水量小。大排量充分洗井，加强净化，降低含砂量。（3）注解卡剂的水泥车性能要好，管线尽量少而直，与高压管线相接的高压短节上接一个高压闸门，并配双弯头以抵消管线的震动。地面管线最好用钻杆代替，认真试压，确保不刺不漏。（4）施工前，明确岗位分工，专人负责，做好配合协调，连续施工。操作步骤（1）停泵倒好闸门，启动水泥车，先注入100千克有机稀释剂或2立方米原油作隔离液，然后连续注进解卡剂。（2）解卡剂注完，再注入少量隔离液，停水泥车，立即倒回闸门，开泵顶替解卡剂，替完停泵，开始泡油。（3）泡油期间，每隔1〜2小时顶替一次，每次顶替量500升。每半小时活动一次钻具，不活动时将钻具压弯，以防卡点上移。（4）解卡后立即开泵循环，同时用一档转动。排完解卡剂，待岩屑减少后方可上下活动钻具，处理好钻井液起钻。技术要求（1）卡点要计算准确，保证解卡剂一次泡过卡点以上。（2）解卡剂密度应等于或略高于原钻井液密度0.01~0.02克/厘米3。（3）注解卡剂时应采用大排量以防窜槽，替入钻井液一般用钻井泵，要求准确计算替入量。预防（1）活动钻具的拉力范围应经常变换，以防长时间单区间活动57造成应力集中而拉断钻具。（2）浸泡时间司钻不得离开刹把，要随时注意解卡。（3）顶替钻井液时，出现泵压升高，钻井液返出量异常，管内解卡剂替完而未解卡，应停止浸泡，立即排出解卡剂。（4）排解卡剂中途不得停泵，以防憋泵使事故复杂。井漏处理准备工作（1）检查振动筛、除砂器、除泥器，应正常工作。（2）检查两台钻井泵应工作正常，高低压循环系统正常。（3）准备充足的钻井液增粘剂和足量的钻井液。（4）漏失速度超过5米3/小时时，应准备锯末、谷壳、贝壳渣等堵漏材料。操作步骤（1）漏失速度小于5米3/小时时。a开动振动筛、除砂器、除泥器，在井下情况允许的条件下，尽量降低钻井液的密度。b在钻井液中加入增粘剂，提高粘度。c减少循环排量。d向漏失井段注入高粘度钻井液，起钻静止堵漏。（2）漏失速度大于5米3/小时时。a不应继续开泵，应立即起钻静止堵漏或准备充填堵漏。b对已知的漏层，在钻达漏层以上10米左右停钻处理钻井液，起钻换钻头。根据地层选择合适的普通牙轮并取下喷嘴，检修设备，搞好穿漏设计。58c穿漏前全井钻井液提高粘度不低于100秒，1号泵上水罐搅拌好贝壳渣备用，2号泵上水罐准备好锯末钻井液。d开2号泵循环，慢慢活动牙轮，待锯末返出井口可加足钻压，用二档或三档钻进，泵压不超过6兆帕，若进入漏层后蹩钻严重，可改为一档钻进。e密切观察井口返出情况，若返出量很少可强行钻进，穿过漏层10米立即起钻静止堵漏。若只进不出，在钻井液充足的情况下可继续钻进，同时用一号泵注入贝壳渣钻井液，井眼注满即可起钻静止堵漏。钻井液不足不可冒险钻进，应留有两倍于井眼容积的钻井液应付强行起钻。技术要求（1）静止堵漏后再下钻，必须分段循环。（2）强行穿漏时，设备必须完好；堵漏钻井液和堵漏材料准备充足。（3）钻井液加入堵漏材料后，不能使用振动筛。（4）穿过漏层并堵住后，严禁在漏失井段开泵。穿过漏层50米可逐渐降低钻井液粘度，但最低不少于40秒。（5）堵漏使用的固相材料粒径应与漏层孔隙相当。预防凡井漏、堵漏、穿漏起钻，必须连续向井内灌注钻井液，无钻井液可灌清水，以防井塌卡钻或井喷。倒划眼准备工作（1）钻杆卡瓦。59（2）直径9.5毫米钢丝绳2米（做卡瓦保险绳）。操作步骤（1）起钻至遇卡位置接方钻杆开泵循环，调整好钻井液性能。（2）眼看指重表，慢慢上提钻柱并施加5千牛拉力，刹住滚筒。（3）井口放入钻杆卡瓦卡紧钻具，慢慢正转转盘，开始倒划眼。（4）转盘转动负荷减小到正常后，停转盘再上提钻柱并施加5千牛拉力，坐好钻杆卡瓦转动转盘。重复操作，直到提出钻柱为止。技术要求（1）倒划眼施工拉力不要超过5千牛，以防把钻柱提死。（2）钻杆卡瓦要拴好保险绳，防止转盘打倒车甩出卡瓦伤人。（3）指重表必须灵敏可靠。（4）上提钻柱时注意泵压变化，以防憋泵。（5）有条件尽量使用钻杆旋转工具（钻杆补芯）进行倒划眼作业。爆炸松扣这是一快速有效地将卡点以上的钻具倒出的方法，下入由炸药室、引爆器和连接线组成的爆炸系统，并常与测卡仪联合使用。爆炸系统接在测卡仪下面，当测准卡点以后，上提测卡仪使炸药对准卡点以上一个接头螺纹处并施加一个反扭矩。引爆后，接头螺纹受震击而松开倒出，然后采用相应的方法处理卡点以下钻具。准备工作（1）电缆滚筒车就位。（2）组装爆炸松扣工具与充磁测卡仪。（3）在钻台上固定电缆地滑轮和在天车下安装吊滑轮。60操作步骤（1）对钻具进行分段紧扣，使钻柱各段连接螺纹松紧程度一致，紧扣程度以限制扭转圈数为准，以防施加反扭矩时倒开。（2）电缆通过地滑轮、吊滑轮将仪器下到钻头位置，并根据钻具长度校核电缆下深。（3）由井底向上测磁性定位曲线至计算卡点以上200米，找出每个接头位置。（4）下放仪器给每个单根中间充磁至钻头位置。（5）二次上提仪器测磁性定位曲线，这时有接头曲线和磁波曲线两种。（6）下放仪器至钻头，在安全范围内大力活动钻具10次左右，使卡点以上钻具受震而消磁。（7）再上提仪器测磁性定位，曲线上磁波消失点为卡点。（8）测出卡点后，用磁性定位仪找出卡点上第一个钻具接头，并使爆炸杆对准接头丝扣。（9）提起卡点以上钻具重力（为克服磨擦阻力可多提50~100千牛），施加反扭矩，锁住转盘。（10）点火引爆，钻具上跳反扭矩消除，证明松扣成功。（11）爆开后起出电缆再起出钻具，施工完毕。（12）反扭矩没消除，证明扣没松，准备第二次爆炸。技术要求（1）选用爆炸药量要准确，用量多少，应刚好使管柱扣震松，而又不损坏管柱为宜（见表6-2）。（2）卡点要计算相对准确，仪器下入前应了解钻具水眼尺寸，以便仪器通过。61（3）施加反扭矩圈数约为限制扭转圈数的1/3~2/3。（4）起钻前不能开泵循环，以防落物堵塞落鱼水眼。表6-2常用的爆炸松扣用药量钻具尺寸（毫米）药量（克）88.9150~20016.3200~250127250~300158.8350~400177.8400~450203.2450~500预防（1）大力活动钻具消磁前，对大绳死活绳头，刹车机构进行检查。（2）对钻具施加反扭矩用转盘锁住时，操作人员应站到安全位置用绳子拉锁销（有刹车机构的转盘除外）。（3）避免在配合接头处爆炸，以防上下扣同时松开使接头落井。（4）起钻不得用转盘卸扣。套铣操作套铳是为倒扣作业作准备的重要工作，是目前处理卡钻事故较为有效的方法之一。就是用套铳筒铳掉被卡钻具周围的卡钻物而解卡的方法。先将卡点以上钻具倒出（也可采用爆炸法松扣），然后用62铳筒进行套铳，随后捞出已铳出的钻具，这样多次重复进行直至处理完毕为止。准备工作（1）检修好设备，钻井泵工作良好。（2）根据井眼及落鱼结构选择好铣鞋和铳筒尺寸。根据井身质量情况和鱼头的深度来确定铳管的长度。井眼与套铳筒的最小间隙为12.7〜35毫米，如果井眼足够大，可适当加大间隙，铳管与落鱼间隙最小为3.2毫米，下井铳管长度不宜过长，小于100米为宜，特别是定向井更应少下。（3）核算落鱼鱼顶及铳鞋碰鱼方入。（4）连接套铳钻具（铳鞋+铳筒+钻杆）下井。（5）入井前画出铳鞋草图，并注明尺寸。操作方法（1）铳鞋下至距鱼顶1米时，开泵冲洗并记录悬重和泵压。（2）根据铳鞋碰鱼方入慢慢下放钻柱探鱼顶。铳鞋碰到鱼顶刹车，微合转盘，转动铳筒套鱼，套进后泵压略有升高，此时可采用轻压、慢转、大排量进行套铳。对直径为215毫米的井眼，钻压为30-50千牛，转盘转速为60-70转/分钟，排量为30升/秒。（3）套铳过程中，铳出半个单根，上提钻柱划眼一次。上提时，注意不要提过鱼顶。（4）套铳完方入，接单根二次进鱼头时，如果无遇阻，可稍加压，用大钳转动钻具，这时如果方钻杆略有跳动，指重表指针摆回原悬重，下放钻具无遇阻且能放到原套铳井深，说明已套进，可继续套铳。（5）每次套铳至最后，应套过单根母扣以下2米，作为下次套63铳的“引子”。注意事项及安全要求（1）下套铳筒必须保证井眼畅通，一般情况下初次套铳应以铳筒单根试下，摸清井下情况后，逐步增加铳管长度。（2）套铳一般以低转速为宜，套铳排量应等于或小于钻井排量，并注意开泵速度，防止憋漏。（3）铳筒下井遇阻不准划眼，以防出新眼。遇阻时，应起出铳筒，修好井眼再下。（4）铳鞋进鱼头时要慢，遇阻应立即下放，配合间断转动，以不同方向套入。也可在铳鞋内焊销钉，用鱼头顶断销子的显示来判明铳鞋已套进鱼头。（5）套铳中，若发生憋泵，立即停止套铳，应停泵放回水，上提钻柱，选择畅通井段开泵。先小排量开泵循环，后逐渐加大排量，正常后才能恢复套铳作业。（6）铳鞋上端第一根铳筒最易损坏，应严格检查并倒换使用。每根铳筒使用50小时应更换。（7）套铳落鱼时，若鱼尾在井底应全部铳完；若悬空卡钻，则在套铳到离鱼尾1