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如何预防水平井卡钻以及水平井卡钻的处理

作者：何瑞 李清雪

来源：《中国科技博览》2016年第03期

[摘 要]宝浪油田宝北区块位于焉耆盆地博湖坳陷北部凹陷宝浪苏木构造带北部，为岩性控制的北西—南东向背斜构造，地层结构非常不稳定，钻井施工具有很大的难度，尤其是工艺复杂的水平井施工，非常容易发生卡钻情况。如果对施工中的卡钻事故处理不正确，就会给施工造成巨大的经济损失。采取一定的预防措施，就能够有效预防水平井卡钻事故发生。 [关键词]水平井 卡钻 预防

中图分类号：TE28 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0193-01

水平井井眼由于贯穿油层段较长，且单眼井的产量较高，因而，水平井在油田企业施工中具有重要的地位。然而，水平井由于施工工艺难度大且比较复杂，同时各种费用较高，因此，施工中一旦出现事故，就会造成很大损失。以宝浪油田为例，对卡钻事故进行分析，对预防措施进行总结。 一、事故处理分析

1、宝浪油田构造及事故分析

宝浪油田1井垂深3145余米，斜深3665余米，实钻垂深3146.04米。二开钻到3321.65米测斜时，发生井塌卡钻事故。通过实施解卡剂注入、对钻具进行浸泡、对钻井液密度进行调整、重晶石加重以及对井内石灰石及劣土进行清除，并通过一定的循环与震击等措施后，卡钻情况得以解决。

2、卡钻事故处理分析

卡钻事故发生后，首先，使钻具处于活动状态，并使循环泵间断开启，使水眼保持通畅状态，准备注入解卡剂；其次，注入20立方米解卡剂，对2835-3321.65米井段进行浸泡三天；第三，浸泡三天后，实施活动并下击，无效，测得卡点在3085米；第四，用重晶石加重原浆密度对泥浆性能进行调整，对中压失水量、高温高压失水量分别控制在小于3毫升与7.5毫升之内，准备再次注入30立方米的解卡剂替换井内已有的解卡剂实施浸泡；第五，处理泥浆，对有害固相与石灰石进行清除，储备150立方米泥浆，必须一次性将井内泥浆替换出。同时，用重晶石加重，并加入一定量的防塌剂与乳化沥青，充分循环使其达到要求的性能；第六，次日实施替换解卡剂。缓慢开泵逐渐增大替浆排量使解卡剂返回地面。对泥浆实施循环处理，此时，有大量的大块地层掉块返出。循环并震击至解卡成功。 二、水平井卡钻事故预防措施分析

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（一）对井眼加强净化。

因为水平井的井斜与位移较大，在没有外力作用下的钻屑，由于自身重力就会在井壁形成沉积床，导致事故形成。

1、环空返速必须有充分的保证，杜绝形成岩屑床，使井壁保持干净。不论哪种井斜角，使用层流还是紊流，提高泥浆的环空流速都能提高清岩效果。大斜度井中增加泥浆屈服值和泥浆塑性粘度不能改善井眼净化效果，应保持尽量高的环空流速。

2、通过提高钻井液粘度能够增加钻井液对钻屑的粘附力，进而使钻屑随钻井液被带出井筒。如果情况允许，还可以加大泥浆密度。同时，增加泥浆的屈服值以及降低泥浆静切力也可以改善环空的净化效果。

3、在大井斜井眼中，使钻杆紧贴着下井壁，钻具实施上下活动，钻杆接头部分就能刮开已形成的岩屑沉积床，进而使岩屑沉积床散开到环空泥浆中，泥浆就能够把岩屑带出井口，从而达到净化井眼的效果。

4、如果在滑动钻井中，钻柱经常性的转动就能够搅动钻屑，能够防止钻屑下沉。同时，对流动的泥浆产生紊流很有帮助，从而起到对井壁净化的效果。如果是高粘度的流体效果更好。

钻速较快的井段应有意识地控制钻速，以便更好地清除岩屑。

5、由于泥浆岩屑沉到下井壁的时间越长沉积越彻底，因此，应减少钻井过程中泥浆静止时间。同时应避免钻屑重复进如井内，应对地面固控设备科学有效的使用。 （二）保持井壁稳定。

1、泥浆密度必须能够满足稳定井壁所需要的足够支撑力。必须让高质量、韧而有弹性的泥饼牢固的吸附在井壁上，减少井壁的二次吸水。同时，泥饼必须具有很好的润滑性能。 2、必须减少高温高压失水，最低限度地减少滤液的侵入，从而降低泥浆失水。控制滤失量能够把因化学或物理作用造成的地层损害程度降到最小。同时，应加快钻井的速度，使井壁受到浸泡的时间减少。

（三）应改善泥饼的质量，使泥饼的润滑性能加强；防止虚泥饼的形成，防止卡钻受到粘吸。

（四）由于钻柱在造斜井段会产生较大的弯曲应力，很容易使钻具因过度使用而损坏。尤其是在钻柱旋转时，弯曲井段的钻柱受受到交变应力的巨大作用，钻柱非常容易因疲劳而受到损坏。所以选择结构时，应按照能否顺利通过大曲率段井眼为标准。尽量减少钻具组合多次转

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换配合，降低造斜井段钻柱的刚性，减少钻具断裂事故的发生。同时，还可以选择优质钻头，减少钻头断裂的几率。斜井段使用的PDC钻头应使用短保径与便于造斜的高效钻头； 高转速以及带金属密封的牙轮钻头使用寿命长，因此，可以减少事故发生的几率。 （五）水平井施工中，如果发生了螺杆断裂掉井，打捞螺杆非常困难，甚至这个井眼会因此而报废。同时，水平钻井中螺杆是不可缺的重要设备，也是钻井过程中非常容易损坏的设备。因此，应使用寿命长，强度高的高效螺杆。

（六）由于钻柱长时间受交变应力的作用，非常容易因疲劳失稳导致损坏。因此，钻井施工中，每钻进1-2次后，应更换弯曲井段的钻柱。

（七）由于钻具在斜井段是贴下井壁的，直角钻杆因此会增加下放阻力。同时，井壁泥饼还会因钻杆受到损坏。如果加重钻杆刚性大，在大曲率井眼中加重钻杆就会非常容易损坏，并且会增加摩阻，所以，应该将加重钻杆放在直井段使用，增加钻柱的抗压失稳能力，而造斜段和水平段应全部使用斜坡钻杆。

（八）为了便于携带岩屑，在实施滑动钻进时，可以在一个单根最后的2-3米处，使用复合钻进的方式进行钻进，并在钻完一个单根时，实施1-2次划眼。下放到底后再接上单根后测斜。同时，如果造斜率允许，应使用复合钻井的方式钻进，不仅能够改善井眼的平滑性，而且能够加快钻屑的返出。

（九）钻进施工中，协调工作、施工进度应该加快，能够使设备减少浸泡时间，从而减少垮塌卡钻事故发生。同时，应对设备加强维修与保养，保证钻进的连续性。

（十）应加强控制井身的轨迹，必须保证井眼轨迹与设计轨迹的符合。同时，在水平井施工中，应使用带有顶驱装备的钻机，能够倒划眼起钻，能够有效的减少岩屑床的形成。 三、结语

水平井施工工艺复杂，只有井壁稳定得到了保证，井眼得到了彻底净化，泥浆的润滑性能得到了提高，并采取了一定的预防措施，就能够有效预防水平井卡钻事故发生。 参考文献

[1] 杜丙国.修井卡钻液压解除理论分析与工艺技术研究[D].中国石油大学（华东），2013. [2] 夏家祥.川西水平井粘附卡钻解卡工艺技术[J].钻采工艺，2012，05：113-114. [3] 胡家森，张艳，蒋铭坤.马2-1H典型水平井复杂情况处理及预防[J].石油钻采工艺，2012，06：23-27.