钻井常见卡钻事故探讨 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/11/1 7:41:28星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

钻井常见卡钻事故探讨

作者:叶进盛

来源:《中国化工贸易·中旬刊》2019年第02期

摘 要:卡钻事故是石油钻井过程中最常见的几种工程事故之一,发生率高且处理较复杂,严重影响钻井工程的正常进行,增加施工周期及成本,降低施工速度。因此,探讨卡钻事故发生原因,研究卡钻事故的预防措施,优化卡鉆事故处理方法,对现场正常施工具有重要的指导意义。

关键词:卡钻事故;石油钻井;预防;处理

钻井工程是石油及天然气开采过程中的重要环节,施工人员利用各种地面设备及钻井技术,打通地面到油气储层的通道,从而将石油及天然气从地下几百甚至上千米的深处提取到地面上来。由于整个钻井工程都在地面以下进行,施工人员无法直观的观察到井下的钻井进度及情况,需要根据地面参数的变化结合自身的工作经验进行判断,具有一定的主观性,这导致了钻井施工中各种事故发生率的增加,故充分掌握各种卡钻事故的发生原因,预防措施及处理方法,对保障钻井施工顺利进行,具有十分重要的现实意义。 1 常见卡钻事故类型及原因 1.1 沉沙卡钻

在钻井过程中,若采用的钻井液粘度小,切力低,携砂能力不足,钻井参数选择不当,环空返速较低,在钻井泵稍有停顿时,岩屑就会下沉。钻井泵停止时间越长,岩屑在井底堆积越多,严重时会将钻头及部分井下工具掩埋,导致井内环空堵死,形成卡钻。此种卡钻特点是钻具反扭矩大,钻具上提遇卡,下放阻力越来越大,开泵憋泵,通常无法建立井内循环。 1.2 键槽卡钻

在较硬地层中,井斜和方位角变化较大的井段,由于钻具的多次起下,会形成键槽,在起钻过程中,钻头会被键槽卡住,形成卡钻,键槽卡钻的特点是下钻、钻进泵压均正常,只有钻具上提到某一点时上提遇卡,下放正常,若起钻时超拉过于严重,也可能会将钻具卡死。 1.3 压差卡钻

在施工过程中,由于井身轨迹较差,在某处或某几处全角变化率较大,由于偏向力的作用,钻具会依附于井壁之上,此时,如果泥浆性能不佳,泥浆密度较大,井内压差大,泥浆失水大,就会形成泥饼粘附在井壁上。静止的钻具与井壁上的泥饼就会粘合在一起,钻具静止时间越长,与泥饼的接触面积越大,粘附力就会越大,这种类型的卡钻就称之为粘附卡钻或压差

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

卡钻。此类卡钻的特点是,在卡钻最初,泵压正常,钻井液循环正常,井下未出现坍塌事故,随着钻具与井壁接触时间越来越长,钻具可上下活动的范围越来越小。 1.4 坍塌卡钻

钻井过程中,由于钻井液密度较低,无法平衡井内压力,或在起钻过程中,灌液不及时,导致钻井液液面下降,井内压力降低,疏松地层的井壁坍塌,发生卡钻。此类卡钻经常发生在起钻过程中,由于人为灌液不及时,导致表套鞋处地层坍塌,钻具上提遇卡,若超拉严重时,也会导致下放遇阻,开泵上提时泵压升高,下放时泵压恢复正常。 2 常见卡钻事故的预防及处理措施 2.1沉砂卡钻的预防及处理措施

保证钻井液的切力及粘度符合携砂需求,优化钻井参数,保证环空上返速度符合要求。接单根坚持“早开泵、晚停泵”的操作要求,防止岩屑堆积严重。若发生沉砂卡钻事故,首先,应进行小排量循环,坚持上下活动钻具,然后缓慢增大泥浆的粘度和切力,根据泵压缓慢增大排量,将循环通路打开。增大排量时注意泵压变化,防止泵压变化剧烈憋漏底层,形成二次事故。若无法建立循环,则应当机立断,算好卡点,倒开钻具,进行下一步套洗打捞。若迟疑观望,可能导致沉砂卡钻发展成粘附卡钻,卡点上移,增加后续工作。 2.2 键槽卡钻的预防及处理措施

优化井身轨迹,防止全角变化率超标,尽量多增斜,少降斜,缩短套管鞋以下的长度,防止套管鞋处磨损形成键槽,在钻进的钻具组合中加入随钻震击器,发生卡钻及时处理。若发生键槽卡钻,则应建立循环,坚持上下活动钻具,但是禁止严重强提超拉,通过变换钻具方向尝试解卡,若解卡不成功,则采用地面震击器进行下击解卡。 2.3 压差卡钻预防及处理措施

优化钻井液性能,在满足平衡井底压力的同时尽可能采用较轻钻井液,提高钻井液润滑,降低失水,减少泥饼形成。优化钻柱结构,增加支点。优化井身轨迹,防止全角变化率超标,尽量减少钻具在井内的静止时间,条件允许应将钻具起至套管内。发生压差卡钻时,在条件允许的情况下,强力活动钻具,防止卡钻恶化,采用震击器震击解卡,若上述措施无效,则采用浸泡接卡剂的方式进行解卡。若卡钻严重,则采用倒扣打捞的方式进行后续处理。 2.4 坍塌卡钻的预防及处理措施

参考地质预告及邻井情况,选用合适类型钻井液,保证钻井液密度能平衡地层压力,支撑井壁,起钻时灌好钻井液,防止钻井液液面下降严重。加快钻井速度,减少井壁浸泡时间。若

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

发生卡钻,能建立循环则建立循环,尝试将坍塌岩快带到地面解卡,若无法建立循环,则应当机立断,套洗倒扣,进行下一步处理。 3 小结

卡钻作为钻井工程中常见的事故,因其发生率高,处理复杂,产生后果及损失较大等特点受到广大钻井工程从业者的关注,在日常的生产过程中,作为一线的技术人员,应该实时掌握钻井动态,监控各种钻井参数及钻井液性能,对卡钻做到“预防为主 防治结合”的方针,力争将卡钻事故消灭在萌芽状态,杜绝或降低卡钻带来的损失。 参考文献:

[1]韩帅.论石油钻井中卡钻事故的处理[J].技术研究,2018(1):77.

[2]陈浩,陈星玮.预防卡钻事故的措施及对策[J].云南化工,2018,45(5):226.