深水井施工卡钻问题及处理措施

苏国锋

摘要：卡钻对钻井工作影响很大，危害性最深，若处理不及时,轻则给钻井工作带来困难，重则造成井内整套钻具的报废，严重时会造成水源井报废，导致较大的经济损失。本文根据多年工作经验，分析了如何准确判断卡钻原因，并针对卡钻原因，提出了相应的处理措施。

关键词：深水井；卡钻；处理措施

近年来，随着对打井设备的不断更新，现在已能打深度在700m以上的水井。对于不同岩层的钻进，为了提高钻进效率,目前多采用鱼尾钻头、刺尾钻头、岩芯钻头、牙轮钻头钻进的方法。随着新材料、新工艺的不断改进，成井深度随之增加，但面临着复杂地层和突发情况发生机率也随之增大，井孔坍塌、卡钻状况时常出现。

1.深水井施工卡钻类型及原因

1.1缩径卡钻

缩径卡钻即小井眼卡钻，钻头通过井段的直径小于钻头直径，即可造成卡钻。通常在砂砾岩的钻进过程中，由于滤失量大，在井壁上易形成厚的泥饼，缩小了原已形成的井眼，造成缩径；在泥页岩的钻进过程中，因有些泥页岩吸水后膨胀，也可使井径缩小；在盐岩地层的钻进过程中，由于盐岩在一定的温度和压力下会发生蠕变，在高温高压下会产生塑性流动，易造成卡钻。缩径卡钻时，阻卡点固定在井深某点（或某段），起下钻通过该点（或段）时有阻卡现象，离开则无阻卡现象。多数卡钻是在钻具运行中造成的。开泵循环钻井液时泵压是正常的。卡点是在钻头或大直径钻具处。在钻进蠕变地层时，往往机械钻速加快，转盘扭矩增大，并有蹩钻现象。提起钻头后放不到原来井深，划眼比钻进还困难。

1.2粘吸卡钻

为了保持第四系地层水井钻进施工中井壁的稳定，钻井井液一般采用黏土（天然红黏土）造浆。在钻进过程时，根据地层含纯砂、纯砾和卵石量决定泥浆黏稠度的大小。地层含纯砂、纯砾和卵石量越大，泥浆黏稠度越大。在钻进这类地层时，在钻头上部钻杆（或钻铤）与井壁间距离大于钻头和井壁间的距离，易造成泥浆在此间流动速度变慢，在靠近井壁处流速几乎为零，泥浆颗粒便沉积在井壁上，形成泥饼。在钻柱静止时，少则2～3min，多则10min，泥饼迅速形成，局部包围钻柱，造成粘吸卡钻，如活动不及时，卡点有可能上移。

1.3垮塌卡钻

垮塌卡钻是井壁失稳造成的，是卡钻事故中最严重的一种事故。处理这种事故的工序最复杂，消耗时间最多，风险最大，甚至有可能全井报废。在第四系覆盖层中钻进的井塌发生井塌时，根据钻进的状况不同，又分几种不同的情况。

（1）在钻进过程中发生井塌：如果是轻微井塌，泥浆密度、黏度、含砂量要升高。如果是新钻地层井塌，会造成钻进困难、泵压上升、扭矩增大，上提钻具泵压恢复正常，但下放钻具不能放到底。如果井塌发生在上部，泵压升高，上提钻具泵压不降，钻具上提、下放皆遇阻，井口返浆减少或不返。

（2）起钻时发生井塌：正常起钻或发生轻微井漏时起钻，在起钻过程中，未灌泥浆或少灌泥浆，则随时有发生井塌的危险。井塌发生后，钻具上起、下放均受阻，而且阻力越来越大。但阻力不稳定，忽大忽小。钻具也可转动，但扭矩增加。开泵时泵压上升，悬重下降，井口返浆量减少，甚至不返浆。停泵时有回压，起钻时钻杆内反喷泥浆。

（3）下钻前发生井塌：井塌发生后下钻可能不遇阻，井口不返浆，或者钻杆内反喷泥浆。当钻头进入塌层以前，开泵循环正常。进入塌层以后，则泵压升高，悬重下降，井口返泥浆量减少或不返。当钻头提离塌层，一切恢复正常。向下划眼时，阻力不大，扭矩也不大。但泵压忽大忽小，有时会突然升高，有时憋泵，悬重也随之下降。井口返浆流量也忽大忽小，有时甚至断流。钻头提起后放不到原来位置，越划越浅，比正常钻进要困难得多。

另外，在基岩地层中钻进的垮塌卡钻在基岩地层中钻进时，若遇大的断层破碎带，由于井下破碎严重，在地下水位以上可用黏土（天然红黏土）造浆钻进；在地下水位以下需用黏土粉（经人工加工加入化学原料的，在洗井时可以全部洗净的黏土）造浆钻进。当遇到地下水流动速度较快的地层或有较大的地下漏水通道的地层时，钻进时泥浆会迅速漏失，造成井壁垮塌。如垮塌层在钻具下部，仅会造成难以进尺，不会发生卡、埋钻现象，但在钻进过程中会有蹩钻现象。如垮塌发生在钻头以上，则会出现埋、卡钻现象。有时，因垮塌埋钻严重，被埋钻具捞不上来，导致井眼作废，经济损失严重。

1.4落物卡钻

落物卡钻的原因井内落物有很多种，如井口工具、手工具等是从井口落入的，钻头、牙轮、刮刀片、电测仪器等是从井下落入的，砾石、岩块、水泥块及原来附在井壁上的其他落物是从井壁落入的。由于井壁与钻柱之间的环形空间有限，较大的落物会像楔子一样嵌在钻具与井壁之间。较小的落物嵌在钻头、磨鞋或扶正器与井壁的中间，使钻具失去活力，造成卡钻。钻进中落物会导致蹩钻现象发生，上提钻具有阻力，小落物有可能提脱，大落物则越提越死。

2深水井施工卡钻问题及处理措施

2.1缩径卡钻的处理

在遇卡钻初期，应大力活动钻具。下钻遇卡要在安全负荷限度内大力上提，起钻中遇卡应大力下压。钻进中遇卡只能强扭或多提。在起下钻遇卡时，可用吊锤震击解卡。若发现是缩径与粘吸的复合式卡钻，就先浸泡解卡剂，然后震击。如缩径是盐岩造成的，在能维持钻井液循环情况下，可泵入淡水或淡水钻井液来溶化盐岩，同时配合吊锤震击解卡。如大力活动钻具与震击无效，应尽快爆炸倒扣和套铣。

2.2粘吸卡钻的处理

（1）强力活动：粘吸卡钻会随着时间的延长越趋严重，所以在发现粘吸卡钻初期应在设备和钻柱的安全负荷内尽最大的力量进行上下活动或转动。如果强力活动几次后（一般不超过10次）无效，就采取别的方法。（2）吊锤震击解卡：在强力活动无效的情况下，如有吊锤，应尽快安排上击或下击。

2.3垮塌卡钻的处理

2.3.1井塌的处理

在下钻过程中，如发现原来井口由返浆变为不返浆或钻杆内反喷浆，应立即停止下钻，进行开泵循环通井或划眼。待井下正常后，再恢复下钻。在起钻过程中如发现井口液面下降或钻杆内反喷浆，应立即停止起钻。开泵循环，至泵压正常、井下畅通无阻、管柱内外压力平衡后再恢复起钻。如恢复循环无望，而钻具尚能活动，应立即起钻。虽然此时起钻有不少阻力，钻杆内依然喷浆，也应如此。只要在设备和钻具的安全负荷以内，就应尽最大的可能上起。

2.3.2垮塌卡钻的处理

如果是小排量能循环，在控制进口流量与出口流量的基本平衡即循环稳定之后，逐渐提高泥浆的黏度，以提高它的携砂能力，然后逐渐提高排量，争取把垮塌的岩块带到地面。如果是石灰岩、白云岩垮塌形成的卡钻，并且垮塌井段不太长，可以考虑泵入盐酸解卡。如果失去循环，则进行套铣倒扣。

2.4落物卡钻的处理

在井底发生落物卡钻时，采取以下方法处理：①争取转动解卡，强行正转，如果无效再尝试倒转。②在安全的条件下，尽量上提。③用吊锤上击。起钻过程中发生落物卡钻时，采取以下方法处理：①猛力下压，可以把全部钻具重量压上去。②用吊锤下击。③倒扣，如果下压和下击都没起作用，应立即倒扣。另外倒扣可以倒出尽可能多的钻具，为进一步处理打下良好的基础。④如果是水泥、石灰岩、白云岩卡钻，可以考虑用盐酸浸泡来解卡，并配合吊锤解卡。⑤如果是水泥块或地层掉块造成的卡钻，用套铣解卡。如果套铣到钻头仍未解卡，则采取倒扣并用吊锤上击。

结语

近年来，随着对打井设备的不断更新，打井深度不断加深，“卡钻”事故时有发生，采取有效解除“卡钻”方法，不但能避免水源井的报废，又能防止井内钻具的报废，既能节约了经济成本，又能提高钻进效率，是保障水源井施工工程顺利完工的重要措施。

参考文献

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