1、鉆井防卡手冊中國海洋石油渤海公司鉆井部防卡技術(shù)概述及早地發(fā)現(xiàn)井下異常并采取適當(dāng)?shù)拇胧┦欠揽ǖ年P(guān)鍵。通常在起下鉆過程中當(dāng)阻卡值大于10噸就應(yīng)該匯報并記入鉆井日報表；當(dāng)阻卡值超過15噸時，則必須首先建立循環(huán)并且同時活動鉆具。1.1卡鉆是可以避免的只要做好以下幾點，就可以避免卡鉆事故的發(fā)生。1.1.1 保持良好的聯(lián)系。要求井隊成員定時通報井眼的情況，因為你認為是異常的情況別人可能忽視了。要確保不斷記錄井眼狀況，并在交接班時把情況交接清楚。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明大多數(shù)卡鉆事故發(fā)生在交接班前后，這個時間發(fā)生的卡鉆事故要比平時高出兩倍半。1.1.2 制定應(yīng)急措施。要始終掌握鉆遇的地層情況，并估計到可能出現(xiàn)的問題，提

2、前做好各種復(fù)雜情況的應(yīng)變計劃，一旦出現(xiàn)問題就不會使你措手不及。1.1.3 不斷了解井下情況。扭矩、摩阻、巖屑、泵壓的變化都能表明井下情況是否良好。記錄全部的數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)井下變化趨勢，將有助于判明井眼已出現(xiàn)或即將出現(xiàn)的問題。1.1.4 保持良好的泥漿性能。保持泥漿性能參數(shù)在指定的范圍內(nèi)，特別是比重、流變性、低比重固相以及失水等。當(dāng)泥漿性能發(fā)生變化時，要及時找出發(fā)生變化的原因，并針對井下情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。1.1.5 具的運動。大幅度上下活動要比轉(zhuǎn)動好些。1.1.6 保持井眼干凈。鉆進時要盡快把巖屑攜帶出來，以保證井眼干凈。一定要牢記，在大肚子井眼和定向井中，要用更高的環(huán)空返速來有效地凈化井眼。在

3、起鉆前必須將鉆屑循環(huán)干凈。1.1.7 采取措施要及時果斷。一旦出生卡鉆，要盡早盡快地采取行動進行解卡，而不能讓問題變得更困難和更復(fù)雜。1.2底部鉆具組合1.2.1入井鉆具必須經(jīng)過嚴(yán)格檢驗，并且要在檢驗許可范圍內(nèi)使用。1.2.2要盡可能簡化鉆具組合，只有那些必要的鉆具部件才能下入井里。要盡可能減少鉆具組合的更換次數(shù)（特別是大幅度的變動），如果在使用柔性鉆具后再下入剛性鉆具，劃眼和卡鉆的可能性是很大的。1.2.3經(jīng)盡可能下入鉆進震擊器。在進行鉆具組合設(shè)計時，可以讓震擊器處于拉伸或壓縮狀態(tài)下，但決不可以處在中和點附近。要清楚的知道如何使用震擊器，尤其是在鉆具中帶有減震器的情況下。要明白循環(huán)泥漿對震擊

4、器操作力的影響，以及扭矩對機械式震擊器的作用。1.2.4要盡可能使用螺旋鉆鋌。只下入適量的鉆鋌以滿足設(shè)計鉆壓的需要。更高的鉆壓可以由壓縮震擊器和加重鉆桿來得到。請注意，塔式鉆具雖然能夠在較短的鉆具上給出較大的鉆壓，但是卻減小了環(huán)空間隙。1.2.5使用扶正器以減少鉆具組合與井壁的接觸。盡管真正影響定向井井眼軌跡控制的是鉆具組合中的前三個扶正器，但是在鉆具組合的上部也可以使用欠尺寸的扶正器來減少鉆具與井壁的接觸。除非特殊要求，一定不要在震擊器以上使用扶正器。1.2.6起出鉆具時要準(zhǔn)確地測量出鉆頭和扶正器的外徑。要經(jīng)常校驗量規(guī)，以確保使用尺寸正確的量規(guī)。一只外徑磨小了的鉆頭只能鉆出一個欠尺寸的井眼。

5、1.3鉆進作業(yè)時1.3.1在鉆進時，若不能盡快地攜帶并清除鉆屑，就會造成嚴(yán)重的井眼復(fù)雜情況。在可鉆性較好的井段，選擇一個能夠滿足井眼清潔的最大安全鉆進速度是很重要的。1.3.2 通過不間斷地監(jiān)測鉆進趨勢的變化可觀察井眼狀況。要記錄下高扭矩和大摩阻數(shù)值以及與它們相對應(yīng)的井深，并始終清楚鉆頭和扶正器分別對哪些復(fù)雜點的深度。要定時檢查振動篩上巖屑的形狀尺寸和量的變化。1.3.3 根據(jù)井眼狀況決定是否進行短程起下鉆。短起下鉆的間隔可以依據(jù)時間或進尺而定（例如：在軟地層和塑性地層中，每鉆進300米或每隔12小時）。在指令中要詳細說明短起下鉆的安排情況，但是在井眼狀況發(fā)生改變的情況下，應(yīng)對其進行修改。1.

6、3.4 在復(fù)雜的井眼情況下，接單根之前應(yīng)活動或劃眼最后的那個單根（如果使用頂驅(qū)，則是最后的那一個立柱）。在接單根前應(yīng)給予適當(dāng)長的循環(huán)時間，一定要避免先停泵后上提鉆具。（注意：在使用頂驅(qū)的情況下，接立柱的次數(shù)會少得多，這樣的話，每個立柱只活動或劃眼一次，就很可能難以滿足井眼的安全要求。1.3.5 在測斜之前，要活動好最后的單根或立柱，在測斜時要盡可能保持鉆具的活動，如果井眼狀況不好，測斜工作就應(yīng)該推遲進行。如果是投測，應(yīng)先短起下，然后再測斜。1.3.6 在將要鉆達下套管的深度時，根據(jù)套管表計算出所需要的停鉆井深，減少套管鞋以下口袋的長度（一般地說，1至1.5米就行，除非當(dāng)時的條件不允許這樣做）。

7、過長的口袋會導(dǎo)致井眼不便于攜砂，也可能形成鍵槽，甚至引起套管鞋脫扣。1.4起下鉆作業(yè)時1.4.1 要訂好起下鉆計劃。首先根據(jù)鉆進情況和上次起下鉆的結(jié)果，弄清楚全部潛在的復(fù)雜點井深位置，做好起下鉆的思想準(zhǔn)備和應(yīng)急措施，然后通過與上次起下鉆的摩阻和泥漿灌入量相比較來了解井眼狀況是改善了還是惡化了。一定要堅持做好起下鉆的記錄，并且在交接班時進行交接。1.4.2 要清楚抽吸壓力和激動壓力（氣測人員可以計算出來）對井眼穩(wěn)定性的影響。起下鉆時不要超過允許的最大鉆柱運動速度，否則就可能造成井涌、井漏或井壁不穩(wěn)定等復(fù)雜情況的發(fā)生。1.4.3 在起下鉆之前，要先明確遇到阻卡井段時的第一個反應(yīng)和允許的最大過負荷。

8、一般地說，根據(jù)起下鉆的方向下放（起鉆時）或上提（下鉆時）1個立柱，然后建立循環(huán)，是通常采取的第一個反應(yīng)。（這里的阻卡井段是指所遇到的阻力超過震擊器以下鉆具浮重一半時的井段）1.4.4 起鉆前要循環(huán)清潔好井眼。只把井底的鉆屑帶到地面是不夠的，還應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)难h(huán)措施來保證井眼清潔。在循環(huán)泥漿時要活動鉆具，在斜井中要靠鉆具的轉(zhuǎn)動（最大為60轉(zhuǎn)/分鐘）來清除巖屑床，并結(jié)合鉆具的轉(zhuǎn)動和上下活動來避免形成鍵槽。1.4.5下鉆時要進行必要的劃眼和井眼修整。在定向參數(shù)許可的情況下，可循環(huán)和劃眼最后的3個單根來下鉆到井底。1.4.6 根據(jù)鉆頭和扶正器的磨損情況以及地層的特點，判斷或估計出現(xiàn)欠尺寸井眼的可能性，

9、下鉆時要慢些，遇阻時要進行劃眼。如果起出的全部扶正器的外徑都磨小了，那么下鉆時就應(yīng)該把上只鉆頭鉆過的全部井段進行劃眼。如果起出的鉆具組合只有下面一部分扶正器磨小了，則可從下面第一只未磨損的扶正器所處的井眼開始劃眼至井底。1.4.7 在使用三牙輪鉆頭后，下PDC 鉆頭或金剛石鉆頭時要特別小心。即使三牙輪鉆頭外徑磨損了很少一點，都有可能使剛性較強的PDC或金剛石鉆頭發(fā)生卡鉆。1.5下套管和固井作業(yè)時1.5.1在下套管前的通井鉆具起鉆前，要循環(huán)清潔好井眼，并確保泥漿性能控制在所要求的范圍內(nèi)。1.5.2依據(jù)抽吸和激動壓力可計算出套管的最大許可下放速度（由氣測人員計算），下套管時不要超過這個速度值。1.

10、5.3用套管扶正器來扶正套管，既能提高固井質(zhì)量，又能減少壓差卡鉆的機會。1.5.4下套管遇到復(fù)雜地層時，采用循環(huán)沖洗下入的方法要比靠下放懸重下壓套管的方法好。下到井底前的最后一根套管應(yīng)采用循環(huán)沖洗法下入。1.5.5根據(jù)水泥漿的配方和固井的數(shù)據(jù)，從理論上掌握稠化時間和水泥塞頂部深度。在鉆水泥塞之前，要非常仔細地下放鉆具去查探水泥塞面，并且要測一測水泥塞能否承受住鉆壓。只有在水泥塞能承受住鉆壓的情況下才能進行鉆水泥塞作業(yè)。1.5.6開始鉆水泥塞時，先在水泥面以上進行循環(huán)。鉆水泥塞時要采用低鉆壓、大排量的方法，并仔細觀察返出的水泥顏色和檢查其強度?？ㄣ@的預(yù)兆與原因判斷卡鉆診斷表（一）卡鉆診斷表（二）

11、2.2卡鉆預(yù)兆診斷流程圖2.2.1 卡鉆預(yù)兆（一）2.2.2 卡鉆預(yù)兆(二)2.2.3 卡鉆預(yù)兆（三） 旋轉(zhuǎn)鉆進 扭矩增大扭矩的增大與地 否 地層變化了嗎？ 是 層變化有關(guān)鉆頭工作時間很長嗎？ 是 可能是鉆頭軸承磨壞了否否 活動摩阻很大嗎？ 是 摩阻與狗腿有關(guān)嗎？是 是 否 鉆遇研磨性地層了嗎井眼變小而導(dǎo)致扶否 否 循環(huán)受阻嗎? 井眼不規(guī)則 正器掛住?地層硬度變化了嗎? 可能鉆到斷層了嗎? 是 開泵時摩阻減小嗎?否 是否 是 否 是 鉆頭失效 扶正器掛在地鉆具損壞 層突出點上了已出現(xiàn)了復(fù)雜地層了嗎 井眼不裂縫性地層 落 物 干凈 水泥掉塊 斷層性地層套管損壞 否 是剛鉆到的： 水敏性地層 緩動

12、的流塑性地層 地應(yīng)力地層 膠結(jié)不好的地層裂縫/斷層性地層 快動的流塑性地層2.2.4 卡鉆預(yù)兆（四）2.2.5 卡鉆預(yù)兆（五）2.2.6 卡鉆預(yù)兆（六）2.2.7 卡鉆預(yù)兆（七）2.2.8 卡鉆預(yù)兆（八）井眼的凈化3.1好的井眼凈化經(jīng)驗3.1.1盡快地清除鉆屑。應(yīng)用本章中的曲線，并依據(jù)瞬時鉆速來進行井眼凈化。3.1.2 確保使用性能良好的泥漿。對于井眼凈化來說，泥漿的流變性是很重要的。要使泥漿性能維持在設(shè)計的范圍內(nèi)。但是當(dāng)泥漿性能在該井段中明顯不合適時，應(yīng)重新確定泥漿的性能要求。3.1.3 起鉆前要循環(huán)干凈井眼。只把井底的鉆屑帶出來并不能保證井眼是干凈的，還應(yīng)根據(jù)后面的循環(huán)指南進行循環(huán)，起鉆前

13、一定要檢查振動篩上是否干凈。3.1.4 循環(huán)時要不斷上下、旋轉(zhuǎn)活動鉆具。鉆具的運動有利于破壞井下的巖屑床。不能上下活動時，則應(yīng)該非常慢地轉(zhuǎn)動鉆具，否則會形成鍵槽或地層突出。3.1.5 要依據(jù)井況進行通井。通井有助于阻止巖屑床的向上擴展。3.1.6 注意觀察振動篩。巖屑的數(shù)量、形狀和尺寸都能明顯地反映井下情況。一定要明確觀察振動篩上巖屑的內(nèi)容和目的。3.1.7 保持全部的循環(huán)和固控設(shè)備處于良好工況。為了防止井況惡化，起鉆到套管鞋內(nèi)，對主要設(shè)備進行修理，這比在達不到井眼凈化能力的情況下繼續(xù)鉆進要好得多。3.1.8 對半潛式鉆井平臺和鉆井船，要檢查導(dǎo)管中的凈化效率，尤其是鉆較小尺寸井眼使用了相應(yīng)的低

14、排量時。必要時應(yīng)對導(dǎo)管增加排量，以加快返速，當(dāng)在導(dǎo)管無法增加排量時可考慮使用稠泥漿塞。3.2 井眼凈化的計算和圖表3.2.1 井眼凈化計算。在某一井段中，要對大井斜段進行井眼凈化計算。只要大井斜段凈化符合要求，其它各部分井段也就沒問題了。經(jīng)驗表明最難以凈化的井段在井斜為50至60范圍內(nèi)，超過60以上的斜井段反而不很困難。3.2.1.1 在直井中，要用高屈服值和高粘度的泥漿來凈化井眼。對于大尺寸的井眼來說，只靠提高返速是不能達到井眼凈化的目的，要用高粘度泥漿塞來幫助凈化井眼。當(dāng)泥漿上返時，要維持足夠的切力來懸浮巖屑。當(dāng)井斜變大時，排量應(yīng)該增大。井斜30的井需要比相同尺寸的直井高出20%的排量，以

15、達到有效的井眼凈化；而井斜60的井要用大約是直井兩倍的返速來達到井眼的凈化。3.2.1.2 斜井的凈化要用高返速。在大斜度井和水平井中要使用低粘泥漿來產(chǎn)生紊流以幫助井眼凈化?？墒褂玫驼橙竺婢o跟著高比重和高粘度泥漿塞的方法來清除巖屑床；當(dāng)泵入這些塞子時，一定要保持恒定的速度以防止堵塞井眼。當(dāng)井斜超過45時，轉(zhuǎn)動和上下活動鉆具能有效地幫助凈化井眼。 請用本手冊后幾頁中的井眼凈化曲線來進行井眼凈化計算，對特殊尺寸的井眼要使用瞬時鉆速。3.2.1.3 井眼凈化的優(yōu)化后面的圖表展示了如何對井眼凈化和對鉆速優(yōu)化：（1） 增大排量可以使井眼更快地凈化。（2） 泥漿凈化井眼的能力隨攜帶指數(shù)的增大而增大。增大

16、攜帶指數(shù)可采取下列方法： 提高泥漿比重； 增大流變參數(shù)（例如提高塑性粘度和屈服值），大斜度井和水平井應(yīng)另作考慮。注意：以上各參數(shù)的增大都會影響其它參數(shù)。3.2.1.4 井眼凈化舉例一個171/2英寸的井眼，井斜為40，泥漿比重為1.35sg，PV= 40，YP=30，如果打算以30米/小時的鉆速鉆進，應(yīng)用井眼凈化圖表找出一個能夠滿足凈化井眼需要的排量。（1） 流變參數(shù)（RF）：從PV與YP圖上可以查出，RF=0.93（2） 井斜系數(shù)（AF）：從表中查出，AF=1.24(對于40)（3） 攜帶指數(shù)（TI）：TI=1.350.931.241.56因為是標(biāo)準(zhǔn)井眼，不需要因井徑擴大而修正TI。（4）

17、排量從排量與鉆速圖中可以查出。如果計劃的鉆速是30米/小時，那么滿足井眼凈化要求的排量為1150加侖/分鐘。3.2.2 井眼凈化的圖表3.2.2.1 17英寸井眼凈化圖表（） 流變參數(shù)（）：從和圖中查出。TI=SGRFAF（） 檢查井徑有無擴大：將擴大的井徑DW代入下式來校正攜帶指數(shù)：1 TI=4.65TI/（0.38DW- 2.00）（） 得出泥漿的排量：在排量和鉆速圖中根據(jù)鉆速和攜帶指數(shù)TI（或1井徑擴大時的TI）查出井眼凈化所需要的排量。3.2.2.2 12英寸井眼凈化圖表（） 流變參數(shù)（）：從和圖中查出。TI=SGRFAF（） 檢查井徑有無擴大：將擴大的井徑DW代入下式來校正攜帶指1數(shù)

18、： TI=3.35TI/（0.38DW-2.16）（） 得出泥漿的排量：在排量和鉆速圖中根據(jù)鉆速和攜帶指數(shù)TI1（或井徑擴大時的TI）查出井眼凈化所需要的排量。3.2.2.3 8英寸井眼凈化圖表（） 流變參數(shù)（）。即可： TI=SGRFAF（4）檢查井徑有無擴大：將擴大的井徑DW代入下式來校正攜1帶指數(shù)： TI=2.44TI/（0.38DW-2.22）（） 得出泥漿的排量：在排量和鉆速圖中根據(jù)鉆速和攜帶1指數(shù)TI（或井徑擴大時的TI）查出井眼凈化所需要的排量。3.3起鉆前的循環(huán)起鉆前的循環(huán)時間取決于井眼尺寸和井斜角的大小。下述方法就是用于起鉆前循環(huán)參數(shù)優(yōu)化計算的方法。注意：下面的指南僅用于鉆進

19、時已得到良好凈化的情況。如果在達到循環(huán)時間后，振動篩上仍有巖屑，那么就繼續(xù)循環(huán)直到振動3.3.1計算循環(huán)體積（）依照上表中的井斜范圍把井眼分成幾段。（）對每一段井眼，用它的長度乘以從上表中查出的長度系數(shù)，可得出有效長度。（）循環(huán)次數(shù)等于有并行長度的總和除以測量井深。（）循環(huán)體積等于循環(huán)次數(shù)乘以環(huán)空體積（或：循環(huán)時間等于循環(huán)次數(shù)乘以遲到時間）。3.3.2循環(huán)舉例以圖示為例，鉆頭尺寸17-1/2英寸，測量井深為2350米，計算起鉆前所需的循環(huán)量：（）根據(jù)井斜的范圍把井眼分成幾段。（）將每一段的長度乘以從上表中查到的相應(yīng)長度系數(shù)（注意：上層套管內(nèi)的長度系數(shù)等同于新鉆裸眼的長度系數(shù)），把所有的有效長度

20、加起來就得出了總有效長度。總有效長度=（8501.5）+(3001.7)+(4002.5)+(8003.0)=5185米（）循環(huán)次數(shù)=5185/2350=2.2（）需要循環(huán)的量=2.2從井底運到地面的時間或體積。井眼的穩(wěn)定性4.1膠結(jié)不好的地層膠結(jié)不好的地層通常出現(xiàn)在上部井段。它們主要是松散的砂子、礫石和泥土等，它們能夠向井內(nèi)流動。提高泥漿比重并不能直接解決這個問題，但是可以幫助形成泥餅起到穩(wěn)定地層的作用。好的泥餅要比高的過平衡壓力更有效，這也是預(yù)防井壁不穩(wěn)定防止卡鉆的關(guān)鍵。卡鉆的預(yù)防（）設(shè)計的泥漿必須能夠形成一個堅韌、低滲性的泥餅。要聽取泥漿工程師或?qū)＜业慕ㄗh。（）不要使用超出凈化井眼所需的

21、排量，太高的返速會沖蝕已形成的泥餅并影響到地層。（）靠近膠結(jié)不好的地層處，要盡可能避免轉(zhuǎn)動鉆頭和扶正器，否則會導(dǎo)致泥餅脫落并引起地層的不穩(wěn)定。（）起下鉆通過復(fù)雜地層時，要特別小心，盡量減少泥餅的脫落。盡量簡化鉆具組合。（）鉆進前先清除沉砂，但不必攜帶出來。（）鉆進前地層浸泡高粘泥漿以提高地層的粘合性。對水基泥漿來說，XC聚合物塞子是適用的，允許浸泡10分鐘。4.2 流塑性地層最常見的流塑性地層有巖鹽和塑性頁巖。這些地層可產(chǎn)生塑性變形并向井內(nèi)蠕動。通過提高泥漿比重可防止或減輕地層的蠕動?？ㄣ@的預(yù)防（）使用偏心PDC鉆頭鉆一個稍大點的井眼，鉆進時要用小鉆壓和高轉(zhuǎn)速，也可考慮在鉆具組合中使用牙輪擴眼

22、器。（）下鉆時要劃眼。鉆進時每根或每柱鉆桿都進行劃眼。 （）在裸眼中要保持鉆具運動。要有規(guī)律地進行通井，這可以設(shè)定一個最大時間間隔（大約1218小時），而不是以進尺為準(zhǔn)。（）在打開已知的流塑性地層前要提高泥漿比重，在最初的幾米中最容易發(fā)生卡鉆。（）在巖鹽中解除卡鉆，可以泵入淡水浸泡鉆具組合底部周圍以溶解鹽層，與此同時還要進行上擊。一旦解卡，應(yīng)進行劃眼來調(diào)整井眼。（）在頁巖中解除卡鉆，可以采用泵入油和清洗劑或潤滑劑，并配以上擊的方法。一旦解卡，應(yīng)劃眼以調(diào)整井眼。4.3 裂縫或斷層性地層與裂縫和斷層有關(guān)的井眼失穩(wěn)問題是難于防止的，最多只能使之減少。一般地隨著井眼垮塌到一定程度，井壁的不穩(wěn)定性會逐漸

23、消失。提高泥漿比重對井眼的穩(wěn)定性沒有多大的作用，反而在一定情況下會使問題惡化。這種地層發(fā)生漏失會導(dǎo)致其它類型的卡鉆，尤其是壓差卡鉆?？ㄣ@的預(yù)防（）鉆進時不斷地觀察井況。在鉆穿潛在的嚴(yán)重漏失層位（例如：斷層或煤層）前，要停止鉆進，然后進行循環(huán)來做好準(zhǔn)備工作。干凈的環(huán)形空間，有利于在嚴(yán)重井漏發(fā)生時防止環(huán)空堵塞。（）下鉆時要進行沖洗和劃眼。鉆進前先清除沉砂。劃眼時要限制轉(zhuǎn)速，以盡量減小對地層的影響。鉆進前不必把沉砂攜帶出來。（）嚴(yán)格控制通過裂縫性地層時的起下鉆速度，以減小對地層的干擾。（）鉆進時要限制循環(huán)壓力以避免引起井漏。（）一旦在灰?guī)r中發(fā)生卡鉆，如果裂縫井段不長的話，應(yīng)考慮泵入抑制性的鹽酸來解卡

24、。4.4 異常地應(yīng)力地層井眼的不穩(wěn)定性是由于井壁上的應(yīng)力超過了地層的抗壓強度而引起的；由此而導(dǎo)致巖石破壞，大塊的巖石碎片剝落入井。井壁損壞導(dǎo)致井徑擴大，進而引起井眼的凈化問題。由于頁巖比砂巖的抗壓強度低，所以頁巖地層比較容易發(fā)生井壁破壞?？ㄣ@的預(yù)防（）保持井眼的清潔。提高排量有利于井眼的凈化；由于排量大而增加了當(dāng)量循環(huán)比重，所以有利于井壁的穩(wěn)定。（）在可能的條件下要監(jiān)測地層壓力，地層壓力高會增加井壁的不穩(wěn)定性，因而需要提高泥漿比重。（）一旦發(fā)現(xiàn)問題，要盡快提高泥漿比重。一定要注意，抑制失穩(wěn)井壁所需的泥漿比重要比防止井壁失穩(wěn)所需的最初泥漿比重高得多。（）泥漿比重的增量應(yīng)隨井斜和方位而變化。這里有

25、一個原則：相對于直井來說，井斜每增大30度，泥漿比重應(yīng)增加0.5磅/3加侖（ 0.06g/cm）。4.5 水敏性地層水敏性泥巖會因吸收泥漿中的水分而膨脹。盡管出現(xiàn)的主要問題是大量粘土被帶到地面堵塞泥漿出口管，但更嚴(yán)重的問題是泥巖膨脹能夠粘住鉆具。這種問題大多出現(xiàn)在水基泥漿的情況下，但對于油基泥漿而言，當(dāng)?shù)貙拥V化度大于油基泥漿中水相礦化度時，也會出現(xiàn)同樣的結(jié)果。改變泥漿的比重對此問題幾乎沒有什么作用?？ㄣ@的預(yù)防（）盡快地鉆穿水敏性地層并下入套管。盡量減少鉆具在裸眼中的暴露時間。（）保證泥漿性能在要求的范圍內(nèi)，尤其對聚合物泥漿中的包膜聚合物和K+的濃度更是如此。（典型的KCl加量范圍是10353磅

26、/桶，約等于30100公斤/米）（）當(dāng)使用水基泥漿時，要密切注視MBT的值，由它能測量出泥漿中的般土含量。如果MBT變大了，就表明泥巖正在與泥漿發(fā)生反應(yīng)。（）減小鉆具組合的長度。（）鉆進時，要有規(guī)律地進行通井。（）準(zhǔn)備放掉老漿和稀釋泥漿。在非常嚴(yán)重的情況下，應(yīng)考慮換成油基泥漿泥漿。壓差卡鉆5.1避免壓差卡鉆的經(jīng)驗5.1.1提前做好計劃：要清楚所鉆遇地層的情況和易發(fā)生壓差卡鉆的程度。象砂巖和灰?guī)r這樣的滲透性地層最有可能發(fā)生壓差卡鉆。一定要記住，任何一個復(fù)雜地層在被套管封隔住之前都可能發(fā)生問題，諸如鉆桿和套管會發(fā)生壓差卡鉆等。5.1.2做好應(yīng)急計劃：提前選擇好泥漿的處理方法和解卡方法。確保井場總是

27、有足夠的潤滑劑、解卡劑（特別是固體解卡劑）及堵漏材料。5.1.3在有壓差卡鉆危險的井段中鉆進時，要選擇一個與井壁接觸最少的鉆具組合。在鉆具組合的上部使用較小尺寸的扶正器，這對定向控制應(yīng)該不會有什么影響。5.1.4保持使用鉆該井段所必需的最低泥漿比重，監(jiān)測和維護泥漿的所有其它性能，尤其是切力、低比重固相及失水。5.1.5在鉆極易發(fā)生壓差卡鉆的井段時，可能的話留一個空泥漿池，一旦卡鉆發(fā)生，就可以迅速配制好解卡液并泵入井內(nèi)。5.1.6任何時候都盡可能堅持活動鉆具和循環(huán)泥漿。要選擇那些需要鉆具靜止時間最短的測斜方法和測斜工具，如MWD。在問題很嚴(yán)重的井段中接單根和測斜時，可以把鉆具坐在卡瓦上并慢慢轉(zhuǎn)動

28、，以避免發(fā)生壓差卡鉆的危險。5.1.7密切監(jiān)測地層壓力。如果過平衡壓力增大了，壓差卡鉆的機會就會增多。當(dāng)過平衡壓力大于3.5Mpa時，隨著井斜角的增大，發(fā)生壓差卡鉆的危險就會急劇增加。5.2 泥漿的性能與處理下面的建議僅適用于缺乏更詳細資料的情況。5.2.1固相含量不論是油基泥漿還是水基泥漿，控制低比重固相對避免壓差卡鉆是很重要的。請參考下表潤滑劑能幫助減少壓差卡鉆。新的潤滑劑在不斷地出現(xiàn)。除非3有特殊說明，潤滑劑的一般處理加量為2磅/桶（6公斤/米）。在加潤滑劑之前要特別注意有無環(huán)境污染問題。5.2.3 流變性改善劑流變性改善劑可以加到油基泥漿中以改善泥漿的低速剪切參數(shù)（6轉(zhuǎn)和3轉(zhuǎn)的粘度計讀

29、數(shù)），也能幫助形成一個不很粘的泥餅。推薦的加入量是1磅/桶（3公斤/米）但是應(yīng)預(yù)先做小型試驗。3卡鉆的其它原因6.1 鍵槽健槽是因鉆桿在井壁的一處轉(zhuǎn)動而在井壁上磨出的一道溝或一條槽。當(dāng)起下鉆具時，鉆桿接頭或者底部鉆具組合有時會被拉入鍵槽而發(fā)生卡鉆。如果套管鞋處的套管磨出了鍵槽，也會發(fā)生鍵槽卡鉆?？ㄣ@的預(yù)防（）減小狗腿度，不要超過特定的增斜率和降斜率。（）縮短套管鞋下的口袋長度，長的口袋容易造成套管鞋的磨損而形成鍵槽。（）當(dāng)存在鍵槽卡鉆的可能時，要避免使用直臺肩扶正器。 （）破壞鍵槽時，始終要轉(zhuǎn)動和上下活動鉆具。向上活動鉆具時要慢。使用頂驅(qū)時，向上轉(zhuǎn)動和活動要用最小的位力。（）為了預(yù)防出現(xiàn)鍵槽并

30、破壞鍵槽，下鉆時應(yīng)下入劃眼器或鍵槽破壞器。（）起鉆時，通過狗腿處要小心，避免由于拉力太大進入任何已經(jīng)形成的鍵槽而導(dǎo)致卡鉆。一旦卡鉆（） 下?lián)艋蜣D(zhuǎn)動下放鉆具來解卡?；顒訒r要快些，否則就可能發(fā)生壓差卡鉆。（） 在石灰?guī)r或白堊巖中形成的鍵槽可以用抑制性鹽酸（HCl）解除。6.2 欠尺寸井眼如果鉆頭在井下過量磨損，就可以形成欠尺寸井眼，另一只鉆頭下入井內(nèi)時就可能在欠尺寸井眼中發(fā)生卡鉆?？ㄣ@的預(yù)防（）每起出鉆具時，要測量鉆頭、扶正器及其它滿眼鉆具的直徑。（）如果起鉆的鉆頭磨小了，下入新鉆頭時要小心并且要對欠尺寸的井段進行劃眼（欠尺寸井段一般是從上一鉆具組合的下部第一只未磨損的全尺寸扶正器開始至井底的井段

31、）。如果劃眼時間很長，應(yīng)考慮更換這只鉆頭，因為它的外徑也可能磨小了或軸承磨壞了。（）需要的活，應(yīng)下入保徑鉆頭。在強研磨性地層中，應(yīng)考慮在鉆頭上面加一個滾子扶正器。（）在使用牙輪鉆頭后，下入PDC或金剛石鉆頭或取芯鉆壯舉時要特別小心。如果牙輪鉆頭的外徑稍微磨小一點就可能使剛度較大的鉆頭卡在井眼里而造成卡鉆一旦卡鉆用最大力量進行上擊來解卡。6.3井眼不規(guī)則在使用柔性或彎接頭鉆具鉆進后,下入剛性或滿眼鉆具就容易卡鉆。因為下鉆時，鉆具剛度太大不適應(yīng)井眼曲線軌跡而被卡??；起鉆時，鉆具處于拉伸狀態(tài)而柔性變小，也難以適應(yīng)井眼的結(jié)構(gòu)而造成卡鉆。第二個問題是鉆具組合懸掛在地層突出點上，這種情況較少發(fā)生，但在鉆進

32、到軟硬交替的地層時就會形成地層突出點?？ㄣ@的預(yù)防（）在造斜和降斜段中要減小狗腿度，使之不超過設(shè)計的范圍。（）在鉆具由大柔性或彎接頭組合更換為滿眼組合后，下鉆時一定要慢些。（）改變鉆具組合后，下鉆時應(yīng)做好劃眼的準(zhǔn)備。但是應(yīng)注意，在造斜段用穩(wěn)斜鉆具進行劃眼時有可能鉆出另一個井眼來。劃眼時，應(yīng)使用適合于該井段的鉆具類型。（）下鉆時遇到嚴(yán)重的井眼不規(guī)則情況時，應(yīng)考慮起出鉆具更換成一個柔性較大的鉆具組合。請記住，下鉆時沒問題并不能保證起鉆時也沒問題。一旦卡鉆在起下鉆的相反方向上用最大力量進行震擊（起鉆時下?lián)?，下鉆時上擊）。64 落物井內(nèi)工具的部件脫落或鉆臺上的物品失落入井，可能會擠在井內(nèi)鉆具的外加厚部分

33、上，造成起鉆時把鉆具卡隹。套管內(nèi)比裸眼中更易發(fā)生落物卡鉆。卡鉆的預(yù)防（）只使用已經(jīng)檢驗合格的設(shè)備和工具。在下井前，檢查全部的工具有無連接松動或有無金屬碎片等。（）定時檢查所有井口工具，尤其是大鉗和卡瓦。（）盡可能蓋好井口。當(dāng)井口敞開時，在附近工作要格外小心。（）起鉆時應(yīng)盡可能安放鉆桿刮泥器。一旦卡鉆（）向下活動和向下?lián)魜硎孤湮锩撾x，力量要逐漸地加強。 （）如果必要的話，下鉆回到大直徑井段，讓落物掉下去。6.5 未凝結(jié)的水泥如果鉆具下入到未完全凝結(jié)的水泥中，就會發(fā)生卡鉆。正在凝結(jié)的水泥具有很高的觸變性，因此鉆具下壓會進入水泥中，而不能拔出來。在這個階段，水泥會很快凝固（當(dāng)對水泥施加壓力而使一部分

34、水被擠出來時, 水泥會發(fā)生閃凝）,因此鉆具很快就會永久地卡在那里了?？ㄣ@的預(yù)防（）弄清楚水泥頂面的位置。（）給水泥以足夠的凝固時間（檢查水泥漿的凝固時間）。過早地鉆水泥塞是不明智的。（）在水泥面以上數(shù)根處開始循環(huán)，然后慢慢地下放鉆具。不要依賴指重表來指示水泥的頂面。（）鉆水泥塞時，用低鉆壓和大排量。如果存在疑點，應(yīng)該先循環(huán)并觀察振動篩上水泥的狀態(tài)，然后再進行下步作業(yè)。（）如果使用水基泥漿，在鉆水泥塞前可向泥漿中加入30.25.磅桶（0.7.4公斤/米）的碳酸氫鈉進行預(yù)處理,以減小對泥漿的污染。一旦卡鉆在水泥固化前，立即采取必要的行動。從一開始就用最大的力量向上震擊和活動鉆具，同時設(shè)法建立循環(huán)。

35、6.6水泥掉塊水泥塊從套管鞋處或從水泥塞上掉落入井，卡在鉆具組合上而形成卡鉆。卡鉆的預(yù)防（）盡量減少套管鞋下的口袋長度（1.米較好）。 （）保證套管鞋處有高質(zhì)量的水泥。（）鉆進前先對口袋劃眼。（）鉆具通過口袋和水泥塞時，起下鉆時要小心。 一旦卡鉆（）上下活動和震擊來脫離或破碎水泥塊。力量要逐漸增大。（）可考慮泵入抑制性的鹽酸來溶解水泥塊。請按照酸化作業(yè)安全注意事項做。6.7套管變形當(dāng)?shù)貙幼饔迷谔坠苌系牧蛱坠軆?nèi)外壓差超過了套管的抗擠強度時，就會出現(xiàn)套管擠毀或變形。造成套管擠毀的常見原因有：不合理的套管設(shè)計或者受到磨損而降低了套管的抗擠強度級別。腐蝕也能降低套管的抗擠壓強度級別，成為老井中修井或

36、其他作業(yè)時的潛在問題?？ㄣ@的預(yù)防（）正確的套管設(shè)計是非常重要的，應(yīng)進行雙重檢查。 （）盡量減少對套管的磨損。所用鉆桿其接頭應(yīng)平滑且耐磨。（）確保好的固井質(zhì)量。一個完好的水泥環(huán)能夠提高套管的有效抗擠壓強度級別。（）考慮今后測試和生產(chǎn)需求及鉆井過程中可能發(fā)生的磨損，應(yīng)把套管的鋼級作相應(yīng)的提高。一旦卡鉆套管變形造成的卡鉆是現(xiàn)場人員所難以處理的，可請專家采用特殊的工具和方法來處理。解 卡7.1解卡流程圖利用下邊的流程圖便于確定一個好的行動計劃。后面列出了對各種卡鉆的多種解卡方法，并且詳細地解釋了這些解卡方法，同時還給出了對解卡非常有用的公式、曲線等等。解卡流程圖7.3 適當(dāng)?shù)慕饪üぷ鲿r間利用解卡公式來

37、確定在側(cè)鉆或棄井之前有多長時間可用于解卡和打撈井內(nèi)被卡鉆具。這個公式僅基于經(jīng)濟方面，忽視了安全因素和政府法規(guī)所要求的其它應(yīng)用措施，如果當(dāng)?shù)赜懈玫闹R或經(jīng)驗并提出更佳的解決措施的話，請使用。一定要記住，現(xiàn)場人員最有發(fā)言權(quán)。從以下的相應(yīng)公式中計算費用比率，用費用比率的值在曲線圖上找出適當(dāng)?shù)慕饪〞r間，這個時間段是從鉆具被卡的時刻開始計算的。側(cè)鉆CR=1.43R/(V+56R+8.75D+(7RD/1250)+12250+TR)式中：CR費用比率；R-每小時的鉆機作業(yè)費用（美元）；D-大概的卡點測算深度（米）；V-卡點以下鉆具的價值（美元）；T-從卡點鉆到卡鉆時的井深所需的時間（小時）。 重鉆CR=

38、1.43R/(V+重鉆費用)舉例考慮以下的情況，計算出側(cè)鉆前用于解卡的時間有多長。井深：3000米；卡點2500米；鉆機費用：1500美元/小時；卡點以下的鉆具價值：176500美元；從2500米鉆進到3000米所需的時間：24小時；費用比率：CR=1.43*1500/（176500+84000+21875+21000+12250+36000） =0.0061從曲線中可以查出適用的解卡時間是24小時。7.4機械解卡在任何情況下，對于卡鉆的第一反應(yīng)就是設(shè)法用機械方式來解除卡鉆。7.4.1一般原則（） 施加的解卡力其方向始終要與卡鉆前運動方向相反。例如：下鉆時卡鉆，就上提鉆具或向上震擊；起鉆時卡鉆

39、，就下放鉆具或向下震擊。（） 如果可能，要進行循環(huán)，要弄清楚循環(huán)對震擊器的影響。7.4.2向下活動鉆具對鉆具施加扭矩，并將扭矩傳到卡點。一般的鉆具轉(zhuǎn)動為每300米0.75圈。要搞明白扭矩對震擊器的作用。下放鉆具并使震擊器下?lián)簟?.4.3向上活動鉆具首先搞清楚，施加的力應(yīng)該是逐漸增大還是開始時就是最大，然后再進行如下措施之一：（） 開始活動鉆具。最初使用的震擊負荷可以是2025噸加上打開震擊器所需的負荷。一小時后逐漸增大震擊負荷。注意，一定不要超過許可的最大負荷。（） 開始活動鉆具，直接達到它的最大限度，要記住：程序是活動鉆具讓震擊器震擊然后活動鉆具到它的最大限度。7.5 拉力計算7.5.1最初

40、的許用上提拉力正常時許用的遇卡拉力可以是以下兩個數(shù)值的較小者。（） 震擊器以下鉆具在空氣中的重量的一半。（） 鉆具中最低抗拉強度的85%。7.5.2最大上提力的計算（） 判斷鉆柱的弱點（通常鉆桿的弱點是在地面，但是使用復(fù)合鉆柱時要進行檢驗確認）。弱點處的最大上提拉力（Tm）=弱點處抗拉強度的85%。（） 計算弱點以上鉆柱在空氣中的重量（Wsw）（如果弱點是在地面，那么Wsw=0）。（） 指重表上的最大上提負荷（Wim）：Wim=Wb+Tm+Wsw（） 計算卡點處的上提拉力（T0）T0=Wi-Wb-Ws式中：Wb- 游車重量Wi-指重表讀數(shù)Ws-卡點以上鉆具在空氣中的重量。注意：Wi一定不能超過

41、Wim。7.6震擊計算使震擊器上擊的負荷Ls=Wi-Wj+Lj+Dh-Pf使震擊器下?lián)舻呢摵蒐s=Wi-Wj-Lj-Dh-Pf式中：Ls-操作震擊器的地面負荷，磅；Wi-指重表讀數(shù)（當(dāng)時的懸重），磅；Lj-預(yù)期的震擊力，磅；Dh-井眼阻力，磅；Wj-震擊器以下的鉆具在空氣中的重量，磅；Pf-泥漿循環(huán)的作用力，磅。注意：（） 在活動鉆具準(zhǔn)備震擊前，要確認震擊器是處于未發(fā)射狀態(tài)。 （） 起鉆-下?lián)?；下鉆-上擊。（） 只是在開泵建立循期間，才會有泥漿循環(huán)的作用力。7.7設(shè)法建立循環(huán)井眼不穩(wěn)定或不干凈，容易造成井眼堵塞，因而不能建立起正常的泥漿循環(huán)，這對卡鉆的解除造成了很大的困難。下面是為設(shè)法建立循環(huán)

42、而提出的建議。7.8壓差卡鉆解卡決策圖7.9 U形管方法本方法適用于解除壓差卡鉆。雖然這個方法是一種快速并且行之有效的解卡方法，但是在使用時，具有一定的限制條件。U形管方法決不能用于那些容易引起井控事故的地方，通常也不可以使用在那些不穩(wěn)定的地層?？墒?，當(dāng)U形管方法一旦使用而對地層無損害的話，那么這個方法就可以繼續(xù)使用多次。如果選擇了U形管方法，就應(yīng)該同基地的有關(guān)部門一起來確定一個詳細的施工方案。如果在使用了U形管方法后鉆具沒能立即解卡，那么可以讓井眼在這個壓降狀態(tài)下持續(xù)兩小時，并不?；顒鱼@具。兩小時后，對井眼進行循環(huán)，使之恢復(fù)到原來的泥漿狀態(tài)，并準(zhǔn)備第二次使用U形管方法，可能的話這次應(yīng)使用更低

43、的液柱壓力。當(dāng)嘗試了兩次U形管方法后，仍沒能解卡，就應(yīng)該考慮打撈或側(cè)鉆。7.9.1 U形管方法的步驟采取這個步驟，鉆具中不能有全封式的浮閥。（） 在頂驅(qū)、循環(huán)頭或方鉆桿之下和轉(zhuǎn)盤面以上的適當(dāng)位置，在鉆柱中安裝一個全開式的方鉆桿考克。（） 完成下頁列出的全部計算。這些計算是用于U形管所產(chǎn)生的壓力及所對應(yīng)的地層壓力。如果需要一個不同的最終液柱壓力（例如，高于或低于地層壓力），那么就計算出一個當(dāng)量地層壓力并在工作單中使用它。（） 用最小的關(guān)閉控制壓力來關(guān)閉萬能防噴器。（） 用固井泵（為了準(zhǔn)確）通過阻流管線以反循環(huán)向環(huán)空內(nèi)泵入所需要的低比重液體量，然后關(guān)閉阻流閥。（） 倒通立管上的閥門，讓空氣能夠自由

44、地進入到鉆桿中去。對鉆具施加并傳遞正轉(zhuǎn)扭矩（大約是每300米0.75圈）。并下防鉆具。（） 在阻流閥處一步一步地釋放回壓。通過起下鉆計量罐準(zhǔn)確計量反出的低比重液體的量。同時要不斷地活動鉆具。（） 在每次釋放壓力的同時，要大負荷地活動鉆具。一旦鉆具自由，就堅持不斷地活動鉆具。打開萬能防噴器，循環(huán)泥漿回到原來的狀態(tài)。（如果存在氣侵的危險，在打一防噴器之前要通過阻流閥進行循環(huán)。）7.9.2 變量PP主要目的層的地層壓力（SG）或最大的地層壓力；PP2次要目的層的地層壓力，SG；TVD主要目的層的垂直深度，米；TVD2次要目的層的垂直深度，米；MDX低比重液柱的實際高度，米；MDA使用U形管方法后，鉆

45、桿內(nèi)空氣柱的實際高度，米；MW井內(nèi)泥漿的比重，SG；WW要泵入的低比重液體的比重，SG；CH阻流管線的高度，米；CC阻流管線的內(nèi)容積，桶/米；（1桶=158.988升美制）；Ann鉆桿和套管間的環(huán)空容積，桶/米；DP鉆桿的內(nèi)空積，桶/米；7.9.3計算步驟以阻流閥壓力PCH和釋放量VA分別作為y軸和x軸，畫出它們的對應(yīng)關(guān)系曲線，步驟如下：A. 計算釋放量VA（公式和）。B. 在x軸上標(biāo)出VA。C. 計算阻流閥壓力PCH（公式和），在y軸上標(biāo)出PCH。D. 用直線連接VA和PCH表示釋放時的壓力下降關(guān)系。E. 在VA的上面標(biāo)出PCH，這就是作用在地層上的最大壓力下降值。 當(dāng)進行釋放時，如果壓力的

46、下降值不同于圖上的數(shù)值，那么就可以推斷發(fā)生了井控問題或井漏。7.9.4 公式（） 使用U形管方法后，環(huán)空和阻流管線中低比重液體的垂直高度；X =（MW - PP） TVD/（MW - WW） （米） 使用U形管方法后，環(huán)空中泥漿的垂直高度：Y = TVD - X（） 使用U形管方法后，環(huán)空中低比重液體的體積：V = CH CC +（MDX CH）Ann） （桶） （） 使用U形管方法后，鉆桿內(nèi)空氣的垂直高度：A =（MW PP）TVD/MW（） 使用U形管方法后，鉆桿內(nèi)空氣的體積：VA = MDA DP （桶） （） 要泵入的低比重液體的總量：V0 = V+VA （桶） （） 作用于井中任何地層的最大壓力下降值：2DR = （Pm PP2）TVD2/10 （公斤/厘米）其中：Pm=(X WW +（TVD2 X)MW)/TVD2如果TVD2 MW，那么PCH應(yīng)由下式給出：PCH =（X1（MW WW）+ TVD（PP MW）0.12(公斤/厘米)式中：X1是泵入后的低比重液體的垂直高度；X