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鉆井公司過程中常常遇到卡鉆事故?

2020-01-06

預防措施

  鍵槽卡鉆


  預防鍵槽卡鉆的發生,首先得確保井眼質量,避免出現大斜度狗腿段;起鉆時或再次下鉆時應在鍵槽井段反復劃眼,及時破壞鍵槽,并在起鉆到鍵槽井段時要低速慢起,平穩操作,嚴禁使用高速起鉆。


  沉砂卡鉆


  在使用粘度小、切力小的鉆井液鉆進時,由于其懸浮攜帶巖屑的能力差,稍一停泵巖屑就會沉下來,停泵時間越長,沉砂就越多,嚴重時可能造成下沉的巖砂堵死環空,埋住鉆頭與部分鉆柱,形成卡鉆。此時若開泵過猛還會憋漏地層,或卡的更緊。沉砂卡鉆的表現是:重新開泵循環,泵壓很高或憋泵;上提遇卡,下放遇阻且鉆具的上提下放越來越困難,轉動時阻力很大甚至不能轉動。其表現是接單根或起鉆卸開立柱后,鉆井液噴勢很大。

為了預防沉砂卡鉆,應確保鉆井液的性能滿足清巖和懸浮巖屑的要求,隨時做好設備和循環系統的檢查維護,在因故停止鉆進時,避免停止井內循環;縮短接單根時間,在發現泵壓升高及巖屑返出量較小時要控制鉆速,加大排量洗井,停泵前要將鉆具提離井底并隨時活動鉆具。

鉆井公司

  井塌卡鉆


  在吸水膨脹的泥、頁巖,膠結不好的礫巖砂巖等地層,在鉆進或劃眼過程中發生較多。主要原因是由于鉆井液的失水量較大,浸泡地層的時間較長;一般在嚴重井塌之前,先有大塊泥餅和小塊地層脫落,換鉆頭后下鉆不能到底;有時在鉆井液中攜帶出大塊未切削的上部巖石;在鉆進中突然發生憋鉆,上提遇阻泵壓上升,憋泵甚至鉆具不能轉動等現象,都說明可能是井塌卡鉆。


  壓差卡鉆(粘附卡鉆)


  水平井鉆井中井下鉆具由重力作用靠近下井壁,在井下壓差作用下,鉆柱的一些部位會貼于井壁,鉆柱與井壁泥餅粘合在一起,靜止時間越長則鉆具與泥餅的接觸面積就越大,由此而產生的卡鉆,稱為壓差卡鉆。


  產生壓差卡鉆的原因主要是鉆井液性能不好,密度過高造成井內壓差太大;失水量大,泥餅厚,粘附系數大,一旦停止循環,不活動鉆具,鉆具就會與井壁泥餅接觸,時間增加則會使接觸面積和深度加大,泥餅對鉆具的粘附力增加,導致鉆具無法上下活動和轉動,但能夠開泵循環,且泵壓正常穩定。


  縮徑卡鉆


  縮徑卡鉆常發生在膨脹性地層和滲透性孔隙度良好的井段。由于鉆井液性能不好,失水量大,在井壁易形成膠狀疏松的泥餅,當泵排量小,鉆井液上返速度低時,易在泥餅上面沉淀較多的粘土顆粒巖屑及加重劑,致使井徑縮小。


  落物卡鉆


  由于操作不小心,將油抹布、卡瓦牙、吊鉗牙或其他小工具掉落井內,卡在井壁與鉆具或套管與鉆具之間而造成落物卡鉆。這種卡鉆是顯而易見的,只要嚴格執行操作規程,加強責任心就可避免的。


  砂橋卡鉆


  由于在地層或井筒內砂粒的堆積而形成的砂拱或砂塞卡住鉆柱的現象稱為砂橋卡鉆。預防的措施是及時清除“大肚子”井段,對“大肚子”井段加強循環


  卡鉆事故的處理方法


  卡鉆事故發生后,首先要根據上提,下放,轉動,開泵循環情況,以及了解到的井眼情況和卡鉆前的各種現象進行分析,準確判斷出卡鉆的原因,再采取相應的措施。但不管哪種性質的卡鉆,都要設法調整鉆井液的性能,及時清除巖屑,清洗井眼,一般常用以下幾種方法進行解卡。


  浴井解卡


  對于壓差卡鉆、泥包卡鉆、縮徑卡鉆、沉砂卡鉆等情況可以采用浴井解卡。這種方法即是向井內泡油,泡鹽水或采用清水循環等方式,泡松粘稠的泥餅,降低粘附系數,少與鉆具的接觸面積,減少壓差,從而活動鉆具解卡。


  在浴井之前,首先要計算出卡點的深度,根據虎克定律,在彈性極限內,鉆桿的伸長量與軸向伸長和拉力成正比,而與橫截面積成反比, 知道卡點深度后,計算出所需要的泡油量,將其注入到卡鉆井段,使粘附等卡鉆解除。一般要求注入的原油量要返至卡點以上100m左右,卡點以下鉆具全部泡上原油,并使鉆桿內的油面高于管外油面。


  上擊、下擊解卡


  在鉆進中遇到垮塌、粘性、膨脹性等易卡地層,可在鉆桿與鉆挺之間或在鉆挺之間接上震擊器,一旦遇卡,便立即上擊或下擊解卡。起鉆中遇卡,如縮徑、鍵槽等引起的卡鉆經活動不能解除時,可以在卡點處倒開鉆具,再接上震擊器,對扣后,下擊解卡,然后循環洗井,慢慢上提鉆柱,如還不能解卡,可以轉動鉆具倒劃眼輕輕上提。下鉆過程中遇阻,未能及時發現而導致卡鉆,或較輕的泥餅粘附卡鉆時,均可以用上擊器向上震擊解卡。


  上提下放和轉動鉆具解卡


  在循環鉆井液洗井的同時配合活動鉆具,若卡的很嚴重時可以得到解決,但活動鉆具要針對不同類型的卡鉆來進行,如果是沉砂卡鉆或井塌卡鉆則不能上提鉆具,以免卡的更死,那么可以下放和旋轉鉆具,并設法建立循環,用倒劃眼的方法慢慢上提解卡。


  倒扣套銑解卡


  遇到嚴重的卡鉆時用以上方法不能解除且不能循環時,現場常用倒扣、套銑的方法來取出井內全部或部分鉆具。倒扣是使轉盤倒轉,將井內正扣鉆桿倒出。每次能倒出的鉆桿數量取決于井內被卡鉆具絲扣松緊是否一致,通常希望從卡點處倒開。對卡點以下的鉆具要下套銑筒將鉆具外面的巖屑或落物碎屑等銑掉,然后再倒出鉆具,這是一種比較復雜的處理方法,費時較長。


  爆炸倒扣、套銑


  這是處理卡鉆的一種新倒扣方法。首先測出卡點位置,然后用電纜將導爆索從鉆具內送到卡點以上頭一個接頭處,在導爆索中部對準接頭的同時,將鉆具卡點以上的重量全部提起,并給鉆具施加一定的倒扣力矩,點燃爆炸索使其爆炸;導爆索爆炸時產生劇烈的沖擊波及強大的震動力,足以使接頭部分發生彈性變形,及時把扣倒開。


  同時,由于導爆索爆炸產生大量的熱,使鉆桿接頭處受熱,熔化其中的絲扣油,并產生塑性變形,也有助于卸開絲扣。這種方法具有安全、可靠、速度快、鉆具一般不易破壞,不需要反扣鉆具和打撈工具等優點,同時加快處理卡鉆的速度,但要嚴格控制炸藥量,并合理操作,倒扣后套銑、打撈。


  爆炸、側鉆新井眼


  當用上述各種方法無效,或卡點很深,用倒扣方法處理很費時間,會使井眼嚴重惡化時,可將未卡部分鉆具用炸藥炸斷起出,然后在留在井內的鉆具頂上打水泥塞,進行側鉆。 在鉆井中鉆井液尤為重要,鉆井液的好壞決定了整個鉆井成功與否,鉆井液中的固相對鉆速有較大影響,設清水的鉆速為100%,固相含量升高到7%時鉆速降為50%。研究表明,固相含量每降1%,鉆速至少可提高10%,固相含量越高越易造成井下卡鉆事故。


  水泥卡


  01、打完水泥塞后,沒有及時反洗井或上提管柱,水泥固封將井下管柱卡住。


  02、憋壓擠水泥時,沒有檢查上部套管的破損,使水泥漿上行至套管破損位置而短路,將上部管柱固封在井里造成卡鉆。


  03、擠水泥時間過長或添加劑用量不準,使水泥漿在施工中凝固。


  04、井下溫度過高,對水泥漿又未加處理,或井下遇到高壓鹽水層,使水泥漿性能變壞,以至早期固結。


  05、計算錯誤,或擠注水泥時發生設備故障造成管柱或封隔器固封在井中。


  06、在注水泥后,未等井內水泥凝固,盲目探水泥面,誤認為注水泥失敗,此時即不上提管柱,又不洗井,造成卡鉆。


  07、擠注水泥候凝過程中,由于井口滲漏,使水泥漿上返,造成井下管柱固封。


  掉鉆


  旋挖鉆進過程中,當鉆進較深樁基會使用至后一節鉆桿,有時會出現鉆桿斷掉現象但幾率很小,導致余下的鉆桿和鉆斗遺留在空內,其中包括鉆桿質量原因,或地質強度原因,以及操作原因。


  處理方法


  1潛水:


  如果樁徑夠大,甲方允許情況下,處理沉渣后可下潛水員掛上鋼絲繩,通過此方法可以打撈,但費用較高


  2下套:


  用鋼筋制作一個圓形骨架,然后使用細小的棉繩固定鋼絲繩套,使用繩子在骨架上固定三點保持下放平衡,然后把骨架和鋼絲繩一起順下孔內


  3檢測:


  在下套之前首先要確定鉆桿斷處所在孔內的深度,然后通過測繩來檢測遺留在孔內的鉆桿傾斜程度,確定鉆桿斷處是否貼在孔壁,以及孔內沉渣情況,上述各種因素必須都加以確定,否則導致骨架和繩套難以下到預定位置,即使套住鉆桿因為沉渣原因也無法起拔。


  4操作控制:



  如果確定鉆桿貼在孔壁,用修復或新鉆桿安裝上鉆斗,下放到斷開處撥動鉆桿,讓斷開鉆桿與孔壁離開間距,然后就可下套。下套時至少需要7個人,三個人拉住下放骨架的三根繩子,下放速度要平均保持平衡,另外三個人隨骨架下放鋼絲繩,速度與骨架基本保持一致,一個人下放骨架測繩,另一個人下放鋼絲繩測繩,目的是讓骨架和鋼絲繩下放速度保持一致,下放到預定深度,然后用力拉鋼絲繩,使繩套脫離骨架套住鉆桿。此方法存在運氣和偶然性,因此需要多次操作才能增大套住機率。


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