定向井预防卡钻事故措施研究
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摘 要：定向井在施工过程中，由于井下情况的复杂性以及定向井技术欠完善，卡钻事故经常发生。笔者结合自身工
作，总结了目前定向井钻井中容易发生卡钻的事故类型，并对卡钻原因进行了分析，提出了相应的预防方法和处理措施。
关键词：定向井;卡钻;事故;预防;措施
钻井过程中，由于各种原因造成的钻具陷在井内不能自由活动的现象，称为卡钻。目前常见的卡钻事故主要有键槽卡钻、压差卡钻、沉屑卡钻、坍塌卡钻、和落物卡钻等。地层构造情况、钻井液性能不良、操作不当等都可能造成卡钻，必须针对具体情况进行分析，以便有效的解卡。目前国内外都没有较好的解决措施，造成事故处理时间较长，使得油气田的开采工作被推迟，在一定程度上造成了经济损失。
1 定向井卡钻事故类型
1.1 键槽卡钻
在定向钻进中，钻具会对接触到的井壁产生剧烈摩擦。特别是在井斜曲率和井斜较大的井段，这种磨蚀作用就更加突出。钻具在这段井眼承受一个垂直于钻杆中心线的弯曲应力，使起下钻受阻，同时钻具转动力矩也增大。经多次起下钻，井眼就会拉出键槽，钻具嵌入键槽就会导致卡钻。定向井造斜曲率越大，钻具与井壁摩擦越剧烈，键槽越容易形成。
1.2 压差卡钻
压差卡钻也称为粘附卡钻，就是由于井内和井外存在较大的压差，钻头和钻杆在进行钻进作业时，由于压差的存在，会使其紧贴在井壁上，也可以称为黏贴在井壁上，使得钻进困难，从而产生卡钻事故。
1.3 沉屑卡钻
当进行定向钻井时，钻头进行到一定的部位将会停止运转，此时如果不及时把钻杆和钻头提出井外，井壁上松软的黏土和碎石将会落入井内，从而大量的沉积，最终出现卡钻的现象。一般情况下，定向钻井的钻进速度越快，越容易在井壁上留下大量的碎屑。当钻井所使用的泥浆粘度较小时，泥浆携带碎屑的能力将会大幅下降，造成大量的碎屑无法被及时排除，也容易产生卡钻的现象。一般情况下，一旦出现沉屑卡钻，虽然能得到有效的解决，但是处理时间较长。
1.4 坍塌卡钻
定向井井壁失稳发生坍塌掉块，块状物或颗粒物会在造斜点或井底堆积，在造斜点会发生类似于架桥方式卡钻，在井底则会发生类似于沉屑方式卡钻。
1.5 落物卡钻
地面物体从井口落入井内，在钻杆与井壁之间的环隙上卡住，则会形成落物卡钻。在造斜段下部，钻具受控而偏向于井壁一侧，在另一侧则形成较大的环空间隙，且越接近于钻头，环空间隙越小。落物下降直至进入环空尺寸与落物本身尺寸大小处即发生卡钻。
2 卡钻事故预防与处理措施
2.1 键槽卡钻
由于键槽的出现而引起的卡钻可以通过以下措施避免其发生：①减少油气井的倾斜程度，并对井眼的轨迹做平滑性处理;②在进行钻进的过程中，事先预估可能出现键槽的位置，在这些位置出现时及时下放套管;③如果出现由于键槽而产生的卡钻，一定不能将钻头强行提出，而是要慢慢活动钻杆;④在技术允许的前提下，可以在钻头的后部增设震击设备，对井壁做震击处理。
2.2 压差卡钻
压差卡钻可以通过以下措施避免其发生：减少钻头和钻杆与井壁的接触面积。因为接触面积越大，相互之间的作用力越大，越容易出现压差卡钻，而且当接触面积过大时，出现卡钻越不容易活动钻杆，这使得卡钻事故难以解决;尽最大可能减小泥浆的密度。因为在泥浆密度较大时，在井筒内产生的压差越大，出现压差卡钻的概率将会成倍增长;增加泥浆的润滑性。因为当泥浆的润滑性较强时，摩擦性能将会下降，钻杆和钻头与井壁的相互作用力越小，此时出现卡钻的可能性将大大降低。
2.3 沉屑卡钻
沉屑卡钻通常的预防方法是使用固相控制工艺来净化泥浆，以减少泥浆中的固相成份;另外钻进中应选择合适的排量，避免岩屑床的形成。
2.4 坍塌卡钻
預防方法是选取恰当的泥浆，密度合适，足以平衡地层压力;高粘高切低滤失量，便于保护井壁，携带岩屑。另外起下钻合适，避免压力激动;泥浆循环排量不可过大。若发生坍塌，可加大泥浆排量和返速，将坍塌块带出。
2.5 落物卡钻
当发生落物卡钻时，最有效的解决措施就是将落物打捞，打捞工具不能对井壁产生影响，不然将进一步产生沉屑卡钻或坍塌卡钻，同时不能给井内引入新的落物。目前，在没有较好的打捞工具之前，可以通过在井口增设防护网的办法防止物体落入井内。同时，一旦出现落物卡钻，可以通过振动钻杆，并强力提起钻杆。
3 结束语
本文针对定向井钻井过程中卡钻的多发性，总结了卡钻事故的常见类型，并提出了有效的预防方法。随着勘探开发的逐步深入，石油钻井面临更加复杂的地质条件，如何更好有效的防止和解决卡钻问题是一个不断探索的过程。当发生卡钻事故时，需要针对原因，采取相应的方法，同时可以多种方法结合使用。
参考文献：
[1]李振杰，徐云鹏.定向井处理粘吸卡钻事故的技术方法[J].探矿工程，2010，37（6）：24-27.
[2]常喜顺，张金成.陕北油田定向井卡钻原因分析及处理对策[J].西部探矿工程，2007（1）：66-68.
作者简介：
刘福钦（1988- ），男，广西北海人，毕业于长江大学石油工程专业，工程师，从事定向井轨迹技术服务工作。
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