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石油鉆井卡鉆事故預(yù)防與處理

文檔作者：趙楊文檔來源：長城鉆探西部鉆井公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年08月08日
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科研開發(fā) Chenmical Intermediate 106
2016·06 當(dāng)代化工研究
石油鉆井卡鉆事故預(yù)防與處理
趙 楊
（長城鉆探西部鉆井公司 陜西 719000）
摘要：在整個石油鉆井過程中,很容易卡鉆事故,為了不造成機械設(shè)施損壞、污染自然環(huán)境以及危害到石油鉆井施工人員人身安全,應(yīng)采
取相應(yīng)措施。本文筆者將對石油鉆井工程進行詳細介紹,并結(jié)合工程實際特點,分析石油鉆井卡鉆事故的預(yù)防與處理方法,以供讀者參考。
關(guān)鍵詞：石油鉆井;卡鉆事故;預(yù)防處理
中圖分類號：TE 文獻標(biāo)識碼：A
Preventive Measures for Petroleum Drilling Drill-jamming Accidents
Zhao Yang
（Western Drilling Company of The Great Wall drilling, Shanxi, 719000）
Abstract：In the whole process of oil drilling, the drill-jamming accidents are easy to happen , in order to avoid the mechanical facilities
damages, environment pollution and damages to the personal safety of petroleum drilling constructors, we should take corresponding measure
s.In this paper, the author takes detailed introduction of petroleum drilling engineering, and takes analysis of the prevention and treatment methods
for petroleum drilling drill-jamming accident by combining with the characteristics of the engineering so that to offer reader reference.
Key words：petroleum drilling；drill-jamming accidents；preventive measures
鉆井作為天然氣與石油開采的重要環(huán)節(jié)之一，主要是利
用相應(yīng)設(shè)備打通地層，從地下幾百米到幾千米中提取出天然
氣與石油。在整個施工過程中，鉆井施工人員無法觀察與預(yù)
測到井下施工情況，只能憑借多年積累的施工技術(shù)與經(jīng)驗來
進行石油開采工作，導(dǎo)致這個鉆井工程變得不可預(yù)測、不可
控制。因此，了解各種石油鉆井卡鉆事故預(yù)防與處理方法，
能夠使整個石油開采過程變得更加安全、順利。
一、石油鉆井的原理與分類
1.石油鉆井基本概念
石油鉆井就是由勘探在發(fā)現(xiàn)儲油區(qū)域后，運用相關(guān)設(shè)備
與技術(shù)，在選好的地區(qū)，鉆出一個合適的圓柱型孔眼直至地
下油氣層的過程。主要涉及到石油開采與石油勘探的各個方
面。在勘察地質(zhì)結(jié)構(gòu)時，要準備構(gòu)造井、基準井、地質(zhì)井。
在勘探石油過程中，應(yīng)該詳探井、預(yù)探井。并在決定開采石
油后，應(yīng)該注水井、鉆生產(chǎn)井、質(zhì)量井。即使各種鉆井的用
途與效果中存在較大差異，但整個石油鉆井的大體過程基本
相同。
2.石油鉆井分類
石油鉆井分類通常是根據(jù)鉆井目的來劃分的，不同類
型的鉆井雖然過程一致，但是目標(biāo)不同，所以其中存在安全
隱患也大不相同。根據(jù)不同的鉆井目的，通?？煞譃閮深悾?
第一，探井。為了能夠準確勘探出地層結(jié)構(gòu)及其石油儲
存情況，相關(guān)施工人員就需要預(yù)探井、鉆探井、構(gòu)造井、詳
探井等。其中基準井是探井的一種，也可稱為地層探井，是
為了掌握到地層結(jié)構(gòu)、石質(zhì)、厚度、年代，為石油勘探提供
詳細數(shù)據(jù)。預(yù)探井主要是指通過專家分析后，在專家認為可
能出油的地層上方鉆井勘察是否存在石油。詳談井是指在確
定含有石油的區(qū)域進一步勘探油田儲存量及面積，從而提供
給油田鉆井、規(guī)劃有效依據(jù)。
第二，開發(fā)井。在明確地下油層儲存量與結(jié)構(gòu)后就應(yīng)正
式進入到開發(fā)階段，首先，為了掌握到地下油層實際情況，
相關(guān)施工人員需要進行鉆井發(fā)井。整個過鉆井發(fā)井過程中暴
扣注水井、觀察井、油汽井等。其中注水井是指為目標(biāo)油層
注水來實現(xiàn)地層能量的補充，主要是為了輔助油田開采；觀
察井也叫資料井是為了能夠隨時了解油田開采狀況，以便能
根據(jù)油田變化及時采取相應(yīng)措施；油氣井主要是為開發(fā)油氣
田所打的采油井，利用油氣井能夠順利完成油田開采工作。
二、石油鉆井卡鉆事故
在整個鉆井過程中，如果出現(xiàn)所下管柱在井內(nèi)無法進行
轉(zhuǎn)動、下放、上提的情況就叫做卡鉆，這種情況是石油鉆井
中最容易出現(xiàn)的事故。根據(jù)卡鉆的的產(chǎn)生原因，可將其分為
以下幾類：
1.吸附卡鉆
吸附卡鉆是是常見的卡鉆事故，主要是由于井壁上因沉
積、吸附而生成濾餅造成的吸附卡鉆，另外，是由于泥漿柱
壓力與地層孔隙壓力之間的壓力差所造成的吸附卡鉆。大部
分鉆井液中都包含固相顆粒，這些固相顆粒一旦吸附在井壁
上就會生產(chǎn)濾餅，久之，就會濾餅吸附鉆形成卡鉆；在存在
壓力差的情況下，鉆柱就會被壓向井壁下側(cè)，縮小濾餅與鉆
柱之間的距離，造成吸附卡鉆。
2.坍塌卡鉆
地層坍塌原因有很多種，包括巖石自身因素與地質(zhì)因
素。由于地殼經(jīng)常運動，導(dǎo)致地層的各個部位中都存在地層
應(yīng)力，例如：剪切應(yīng)力、拉伸應(yīng)力、擠壓應(yīng)力等，一旦這
些應(yīng)力超過巖石自身強度時，便會發(fā)生地層崩塌的現(xiàn)象。另
外，由于鉆井施工會增加鉆井液液柱壓力，導(dǎo)致地層結(jié)構(gòu)失
去平成，造成局部地層坍塌與斷裂。
3.鉆頭泥包
在進行石油鉆井時應(yīng)隨時注意泵壓、鉆時的變化，如果
巖性未變泵壓下降，鉆時增高，會造成井下短路循環(huán)，甚至
將鉆頭泥包。
三、石油鉆井卡鉆事故的預(yù)防方式
1.吸附卡鉆預(yù)防方式
第一，首先，應(yīng)根據(jù)實際情況科學(xué)配置鉆井液密度，
萬方數(shù)據(jù)
Chenmical Intermediate
107 當(dāng)代化工研究 科研開發(fā) 2016·06
在保障地層壓力平衡的情況下，合理調(diào)整鉆井液密度，從而
降低地層孔隙與液靜液柱之間的壓力差，達到平衡壓力轉(zhuǎn)
井目的。其中油井壓力差在2-3.5MPa之間，氣井壓力差在
4-5.5MPa之間。
第二，做好地層壓力檢測督察工作，及時按照鉆井液密
度與地層壓力系數(shù)來調(diào)整鉆井液密度，做到平衡鉆井。
第三，要保障鉆井液具有良好的穩(wěn)定性，要能達到粘度
低、含砂低、固相低、密度低以及失水量低的標(biāo)準。
第四，要定期對鉆井液性能進行測量，定期觀察與維
護。至少每天進行一次全套性能測試，并且在添加與處理藥
品應(yīng)按照循環(huán)周均勻添加，避免添加量過大。
第五，做好凈化鉆井液工作，在進行凈化循環(huán)鉆井液
時，要將直井鉆井液的失水量控制在0.4%以下，將定向井
深井控制的失水量控制在0.3%以下。
第六，在進行鉆井時要具備充足的鉆井液上返速度，
例如，在直徑322mm的井眼中鉆井液上返速度要高于45
升/秒，在直徑227mm的井眼中鉆井液的上返速度要高于25
升/秒。
第七，在易卡地區(qū)鉆井，應(yīng)在鉆井液中添加3-6%的無
熒光潤滑劑，有效降低泥餅對井鉆造成的摩擦。
2.坍塌卡鉆的預(yù)防方式
第一，加強對巖屑的觀察，若是發(fā)現(xiàn)地層表面巖屑徒增，
應(yīng)第一時間告知值班干部與司鉆，從而及時采取應(yīng)對措施。
第二，減少鉆井液失水量，其中高壓失水量應(yīng)小于
13ml，中壓失水量應(yīng)小于3ml，盡量避免泥頁巖過量吸水膨
脹，發(fā)生坍塌。
第三，對埋藏淺的坍塌層與礫石層，可以利用高粘井液
將坍塌物帶出，從而保障井下正常。
第四，對地層構(gòu)造應(yīng)力大、傾角大以及斷裂帶破碎的情
況，可對鉆井液密度進行合理上調(diào)，加大鉆井液對井側(cè)帶來
的壓力。
第五，在進行開鉆坍塌層前應(yīng)適當(dāng)調(diào)整鉆井液性能，在
鉆開坍塌層時不可大幅度調(diào)整，并且補充進去的鉆井液要與
井內(nèi)鉆井液性能相同。
第六，避免雨水、污水滲入鉆井液中。
第七，正常每灌滿一回鉆井液可起鉆4-6次左右，如果
起鉆出現(xiàn)拔活塞的情況，應(yīng)及時進行補灌。
第八，嚴格控制下鉆速度，降低機動壓力，避免井垮。
3.鉆頭泥包的預(yù)防方式
第一，在軟組織地層處合理提升鉆井液排量，使排量達
到施工要求上限值。
第二，按照實際地質(zhì)巖性情況，選擇鉆頭類型，例如，
軟組織地層可使用銑齒自洗鉆。
三、石油鉆井卡鉆事故處理方式
1.吸附卡鉆處理方式
第一，一旦發(fā)生吸附卡鉆現(xiàn)象，應(yīng)第一時間進行處理。
在設(shè)備與鉆具的安全符合以內(nèi)，用力轉(zhuǎn)動、上下活動鉆具。
同時要注意停止循環(huán)，避免鉆具發(fā)生刺漏問題。
第二，如果活動鉆具無效，再想其它辦法解卡，期間要
全力避免卡點上移，使用大于卡點鉆具重量拉力鉆具，再整
個上提下放的過程中不能再同一拉力上，防治鉆具集中受力
引起疲勞折斷。
第三，在發(fā)現(xiàn)卡鉆粘連后，按照實際情況，選擇相應(yīng)的
解卡方式，并且快速進行組織施工。
第四，浸泡解卡法。使用飽和鹽水與油基泡液循環(huán)浸
泡，從而使泥餅逐漸軟化、溶解，實現(xiàn)解卡目的。
第五，U形管解卡。將環(huán)空與鉆柱當(dāng)做U型管的兩翼，
再向鉆桿中加入輕質(zhì)氣體，之后在進行合理排放，直至環(huán)空
鉆井液下降，實現(xiàn)降低氣壓解卡。
第六，浴酸解卡。浴酸解卡是使用合適的酸液對被卡鉆具
進行浸泡，將地層與被卡鉆之間的粘連物、地層掉塊、地層巖
屑酸化反應(yīng)，使其疏松、裂解、破碎，從而達到解卡目的。
2.坍塌卡鉆的處理方式
第一，在鉆進時若是發(fā)現(xiàn)掉塊增多，切勿停泵，需繼續(xù)
按原排量循環(huán)，根據(jù)循環(huán)周0.03的數(shù)據(jù)提升鉆井液密度與粘
連度，直至井壁穩(wěn)定。
第二，如果發(fā)生嚴重井垮的情況，需要安排相關(guān)人員強
行起鉆，同時往井內(nèi)灌鉆井液。
第三，起鉆石發(fā)現(xiàn)鉆井液返噴嚴重，此時應(yīng)第一時間接
鉆桿循環(huán)，重新調(diào)整鉆井液性能，指導(dǎo)井下情況恢復(fù)正常才
能繼續(xù)起鉆。
第四，如果是由于為灌好鉆井液而引起的坍塌卡鉆，應(yīng)
采用地面震擊解除法、下?lián)舴ㄌ幚怼?
第五，如果是由于井漏造成的坍塌卡鉆，液柱壓力比地
層壓力小，導(dǎo)致地面震擊解除法無效，此時可采用套銑倒扣
解除法。
3.鉆頭泥包處理方式
第一，發(fā)現(xiàn)鉆頭泥包時，可以按照地層情況采用多劃眼
方式，降低鉆壓與鉆井液粘度，從而提高轉(zhuǎn)速，解除泥包。
第二，在起鉆過程中要時刻關(guān)注指重表的變化情況，遇
到卡鉆時不可直接拔出，應(yīng)循環(huán)甩掉泥包。
第三，在起鉆過程中如果出現(xiàn)鉆井液外溢與井口不進鉆
的情況，可以采用分段接方鉆桿的方式解除。
結(jié)語
總而言之，石油鉆井是一項隱患集中、施工復(fù)雜的工
程，為了保證石油鉆井安全性，相關(guān)管理人員與施工人員應(yīng)
全面掌握石油鉆井卡鉆事故及其預(yù)防與處理方式，有效解決
石油行業(yè)安全生產(chǎn)問題，從而促進我國石油產(chǎn)業(yè)的持久性發(fā)
展。
參考文獻
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【作者簡介】趙楊（1985～），男，長城鉆探西部鉆井公司，研究方向：石油鉆井管理工作。

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