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鉆頭泥包的預防與處理

2019-12-26

鉆頭泥包的預防與處理


  一、鉆頭泥包的現象


  1、鉆進時進尺明顯變慢,或者說鉆時明顯升高;


  2、增大鉆壓或減小鉆壓對鉆速無明顯影響;


  3、地層變化時對鉆速影響不大;


  4、泵壓略有升高,有時會出現高泵壓,甚至堵死鉆頭水眼,阻塞循環通道;


  5、鉆頭牙齒不能有效吃入地層,扭矩變小或扭矩波動范圍減小;


  6、起下鉆出現“拔活塞”現象;


  7、短起下鉆過后鉆速明顯變慢,繼續鉆進可能會逐漸恢復原鉆速而泥包解除,或者繼續變慢造成嚴重泥包致無法鉆進;


  8、鉆進中發生鉆具刺漏、循環出現短路,處理完后鉆速明顯變慢。


  二、鉆頭泥包的原因


  1、地質因素:所鉆地層為軟泥巖,極易粘貼于鉆頭表層,壓實后造成鉆頭泥包;地層中的泥頁巖,易于水化分散,使井眼內泥質或固相含量大增,吸附于鉆頭表面造成鉆頭泥包;地層中含有分散狀石膏,造成鉆井液污染后,鉆井液中的有害固相難于清除,使鉆頭被泥包的機率大增;地層滲透率高,吸附井筒內有害固相及巖屑形成厚泥餅,起下鉆時在鉆頭下方堆積造成鉆頭泥包。


  2、鉆井液因素:鉆井液抑制性差,無法控制泥頁巖的水化分散;固相含量和粘切過高,鉆出的巖屑難于清除,易吸附在鉆頭表面;鉆井液密度偏高,失水大,易形成過厚的粗糙泥餅;潤滑性能差、鉆頭表面無法形成有效的保護膜,鉆井液中的劣質固相易吸附在鉆頭上。


  3、工程因素:鉆進中排量小,不能有效清洗井底及鉆頭,上返速度不足,巖屑在井內滯留時間長,粘附于井壁形成厚泥餅,尤其是中上部鉆速高時更為嚴重;在軟泥巖地層,鉆壓過大,地層或鉆屑與鉆頭表面形成直接接觸,造成鉆頭泥包;長裸眼下鉆未進行中途循環,從井壁上刮下的泥餅或鉆屑則會泥包鉆頭。


  4、鉆頭選型因素:水眼設計無法滿足排屑要求;流道排屑角阻礙了鉆屑順利脫離井底。

5、操作因素:下鉆速度過快,鉆頭不是在順著螺旋型軌道向下滑行,而是在井壁上不斷刮削泥餅或鉆屑,極易造成鉆頭泥包;下鉆時遇阻時下壓或下沖,從井壁上刮下的泥餅或鉆屑則會泥包鉆頭;下鉆到底時操作方法有誤,如果先啟動轉盤,后啟動泵,也會造成鉆頭泥包;在軟地層中鉆進時,送鉆不均勻。


  三、鉆頭泥包的預防


  1、四川水源鉆井液技術措施


  (1)混油或增加潤滑劑投入量,使鉆屑不易粘附到鉆頭上;


  (2)加大鉆井液中聚合物含量,控制失水,提高泥餅質量;


  (3)加入大分子包被劑、聚合醇、頁巖抑制劑等,提高鉆井液抑制性,減少泥頁巖的水化分散;


  (4)降低鉆井液粘度、切力,及時清除劣質固相;


  (5)對高滲砂層,可使用屏蔽暫堵技術,減少滲透性漏失;


  (6)對含膏巖層,應提前加堿,防止其污染鉆井液。


  (7)PDC入井后,配置一定量的清潔劑(表面活性劑),鉆進前先對鉆頭加以清洗。


  2、工程技術措施


  (1)做好PDC鉆頭的選型工作,鉆頭水眼、流道設計應利于排屑;


  (2)上趟起鉆前,應充分循環鉆井液,清洗井眼,防止起鉆后滯留在井眼內的鉆屑繼續水化分散;短起下鉆,對井壁泥餅進行刮削、擠壓,將厚泥餅拉薄、壓實,保證井眼暢通;在鉆頭泥包高發區,也可使用牙輪通一趟井。


  (3)下鉆前在鉆頭流道表面涂滿黃油,形成一層保護膜,減少鉆頭與鉆井液中的劣質固相直接接觸的時間,或者把鉆頭包起來;


  (4)下鉆中途要進行循環,將鉆頭沖洗干凈;下鉆時鉆頭不斷刮削井壁,井壁上的泥餅或滯留于井內的鉆屑會在鉆頭下堆積,到一定程度便會壓實在鉆頭上。


  (5)下鉆過程中適當控制速度,防止鉆頭突然沖入砂橋,鉆進一堆爛泥中;如果速度恰當,PDC鉆頭會順著上一只鉆頭所鉆的螺旋形井眼軌道行進,而不是在井壁上劃拉下大量泥餅。


  (6)下鉆到底時必須先開泵,盡量提高排量充分沖洗井底和鉆頭,等排量滿足要求后再輕壓旋轉鉆進0.5-1m。


  (7)盡量采用低鉆壓、高轉速、大排量鉆進,保證PDC鉆頭的充分清洗與冷卻;


  (8)操作要精細,送鉆加壓一定要均勻,不能忽大忽小。


  四、鉆頭泥包的處理


  1、停止鉆進,提高排量加強水力沖洗效果,上提鉆頭脫離井底,提高轉速增大離心力使泥塊易于甩出,并上下大幅度活動幾次,然后下壓至井底不開轉盤循環5-10分鐘,將上述過程反復操作;如果在2個循環周內無效,應考慮起鉆。


  2、發現鉆頭有泥包跡象,應立即停鉆并配置清潔劑在第一時間打入井內對鉆頭進行清洗。


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