钻井工程事故及井下复杂的预防和处理

川庆钻探工程有限公司石油钻井司钻达标培训课件开发钻井工程事故及井下复杂的预防和处理8（一）钻井工程事故的预防和处理a钻具事故钻具事故发生的原因1、地层岩性变化大，钻头在软硬交错的地层中钻进时蹩跳钻严重，钻具在交变应力作用下产生疲劳损坏。2、地层硬度高、研磨性大，钻具的磨损大，降低了钻具的强度，极易使钻具产生疲劳破坏。3、在大斜度井，水平井钻进中由于地层倾角大，井斜角、方位角难以控制，导致全角变化率大，钻具受力复杂，加剧了钻具的疲劳破坏。4、钻具使用时间过长，长期处于疲劳工作状态，容易导致钻具事故的发生。5、操作人员技术素质不高，工作责任心不强，当泵压、排量发生变化后没有及时发现，导致刺断钻具。6、当钻具发生刺漏时处理不及时或处理措施不当发生断钻具事故。7、转盘带PDC钻头钻进，过高转盘转速容易导致断钻具事故。8、空气钻井等新技术的应用，机械钻速成倍提高，但高速运动的岩屑导致钻具早期磨损、刺伤，导致钻具事故增多。钻具事故的预防1、加强钻具管理，建立钻具跟踪使用卡，使用一段时间后及时探伤检查。2、加强操作人员的工作责任心和技术水平，认真分析判断井下的异常情况，当发现刺钻具现象（在泥浆泵、管线等地面设备无问题的情况下，出口返出排量增加，泵压下降，综合录井记录曲线很直观看到），要及时起钻检查钻具，并倒出刺坏的钻具。3、在新钻具的采购过程中，要重视钻具质量，购买适用于复杂地质构造和井下情况的钻具。4、在钻具的使用过程中，对受力复杂部位的钻具（特别是钻铤）要进行上下倒换使用，避免钻具疲劳断裂。5、钻具入井保持丝扣干净，均匀涂抹丝扣油，按规定的扭矩上紧扣。6、钻具出入井过程中，井口内、外钳工要认真对钻具进行检查，杜绝带伤钻具入井使用。钻柱事故处理1， 钻柱事故是钻井过程中较常见的事故。特别是转盘钻井中，钻柱受力很复杂，若检查不严或操作不当，极易发生钻柱折断、滑螺纹、脱螺纹等事故。钻具事故发生后，遗留在井下的钻具俗称“落鱼”。2， 常见钻柱事故有钻柱折断、钻柱滑螺纹和脱螺纹。钻柱滑螺纹是指钻柱受力后从螺纹连接处因受拉脱而滑开。主要原因是螺纹上卸次数过多导致牙形磨损；螺纹上得不紧，钻井液冲刺时间较长；牙形不符合标准，螺纹不易上紧等。钻柱脱螺纹是指钻柱螺纹并未损坏，而钻具在井下自动退开。主要原因是井下情况不正常，如井下蹩钻、打倒车。3， 处理钻柱事故时，要根据鱼顶和井眼的实际情况，选择适当的打捞工具，必要时要另外设计特殊的打捞工具，以便迅速捞出落鱼。常见钻柱事故处理所用的打捞工具一般有卡瓦打捞筒、打捞矛、内螺纹锥和外螺纹锥。断钻具事故处理案例例1某井事 故 经 过2011年11月14日04:15 下7”刮管器刮管至人工井底6750.85m后，于15日19:10起钻至井深26.40m，接提升短节后，起最后一柱钻铤时，当吊卡离转盘面2.03m，突然提升短节公扣根部端面断，7”刮管器和最后一柱钻铤落入井内（提升短节液气大钳上扣3MPa,断口有1/4老印子，老印子贯通部分约2cm宽）。落井钻具结构; 7”刮管器(外径168.00mm，本体外径137mm)1.20m+120.7mm钻铤1柱27.85m=29.05m提升短节使用情况：2011年9月16日随取芯工具到井，9月28日取芯时使用一根4 3/4”钻铤，接4 3/4”钻铤时第一次使用该提升短节；第二次使用该提升短节是2011年11月10日下149.2mm钻头，配4 3/4”钻铤探7”套管内水泥塞这趟钻；第三次使用该提升短节就是下7”刮管器刮管这趟钻。 事 故 处 理 经 过2011.11.16 08:00下光钻杆探鱼顶井深未完。11:00下钻至井深6722.22m探得鱼顶；14:10循环。2011.11.17 06:20起钻完；08:00接142mm卡瓦打捞筒下钻未完。09:00下钻至井深1013.50m；10:30更换绞车低速端链条块一块；22:00下钻完；22:40下放钻具实探鱼顶井深6722.84m，大排量冲洗鱼头，打捞，上提钻具悬重19161928KN，上提下放钻具猛刹2次悬重未变。2011.11.18 08:00起钻未完，16：15起钻完，捞获全部落鱼。事故原因分析提升短节公扣根部端面断，判断为疲劳损伤；在探伤过程中没有及时发现已经出现的损伤。例2：某井 1、基本情况 （1）构造：四川盆地大天池构造（2）设计井深：5644m；层位：石炭系（3）事故时井深：3703.64m；层位：嘉一，岩性：灰岩（4）钻井液性能：密度1.62 gcm3 ，粘度40S，切力512，泥饼0.5mm，失水5ml，PH值9.5。 （5）套管深度：244.50mm套管3346.44m。 （6）事故日期：2009.06.0109.06.06 2、事故经过：2009.06.01.4：40用215.90mm钻头，密度1.62 gcm3钻井液钻进至井深3703.64m机械钻速降低，钻时增加，上提钻具至井深3701.50m校正指重表后，下放钻具至井深3703.06m遇阻50KN，上提钻具遇卡，悬重由12301500KN，上下活动钻具9001800KN解卡，4：50恢复钻进无进尺，起钻完发现随钻打捞杯主轴从410母扣下部断。如下图：落鱼结构：215.90mmPDC钻头0.37m+捞杯0.51m，鱼长0.88m，鱼顶井深3702.76m。 3、事故处理经过 （1）2009.06.02下203mm铣齿铣筒1.33m套铣，套铣2：20h：min无进展。 （2）2009.0 6.03下73mm公锥打捞未获。起钻完公锥从接头根部断，下端面外圆周明显金属磨损痕迹，分析为公锥没进入落鱼水眼，而是插入落鱼与环空之间导致折断。如上图： （3）2009.06.0409.06.05两次下212mm铣圈+203mm铣筒3m+随钻打捞杯套铣，井段3702.763703.45m，捞获碎铁860如下 （4）09.06.06下203mm套子内装114mm公锥及安全接头打捞，上提钻具悬重由11501700KN，落鱼卡，上下活动钻具8001900KN解卡，起钻间断挂卡，用方钻杆起钻上下活动9002100KN，倒出钻杆36根后落鱼进入套管鞋后正常起钻完全获落鱼，解除事故。如下图： 4、事故原因 （1）操作人员对钻时变化原因分析不准，判断错误。 （2）校了悬重后下放遇阻、上提遇卡，发生了井下落物硬卡钻头，上下活动过程中使可能已经疲劳或损伤的捞杯主轴断裂。 （3）第一次用铣齿铣筒套铣后，下打捞工具时措施不当，没有考虑公锥尺寸与井眼大小的关系，也没有考虑打捞工具强度问题，导致公锥插入环空折断，造成了事故复杂化。b:钻头事故钻头事故的判断和处理经常发生的钻头事故一般有两种情况：一是牙轮落井，二是钻头丝扣滑扣或丝扣折断。与钻头接近的配合街头、减震器、扶正器等滑扣或折断后，由于重量轻在指重表上很难发现，这些下部钻具失效与钻头滑扣有相同的现象。事故原因分析1、工程技术人员及操作人员没有对层位、岩性做认真分析，新钻头入井到底后没有轻压慢转跑活牙轮，岩性变化蹩跳钻时未及时调整钻井参数，造成钻头先期破坏，缩短了钻头的使用寿命。2、在高研磨性地层中钻进，钻头的使用时间过长或螺杆钻具带牙轮钻头钻进时，在高转速下钻头使用时间过长，造成钻头外径严重磨损掉牙轮。3、钻头使用到后期或出现明显的异常工况，如钻时变化，机械钻速降低时，不认真分析原因及时起钻，而存在侥幸心理继续钻进，造成钻头事故。4、在划眼过程中钻具滑扣或倒脱钻具，钻具顿落井底造成钻头事故。5、因钻头质量问题发生钻头事故。钻头事故的预防1、根据层位、岩性对钻头合理选型。2、上部软、硬交错地层中钻进时钻头蹩跳钻严重，在钻头上面应加减震器，减轻因蹩跳钻造成钻头牙齿折断和轴承疲劳破坏，并根据实际情况及时调整钻井参数。3、新钻头入井到达井底前，缓慢下放钻具冲洗井底35分钟保持井底清洁，再轻压慢转（1020 KN钻压，4045 r/min转速）跑合牙轮至少1020分钟（根据地层岩性硬度决定）修平井底，然后缓慢逐渐加压至钻进钻压，不能加压过急，以减小钻头的瞬间轴向冲击应力，避免造成钻头牙齿先期折断而缩短了钻头的使用寿命。4、在高研磨性地层钻进时，钻头的使用时间不宜过长，避免钻头外径磨小后，新钻头入井长段划眼。使用螺杆钻具牙轮钻头钻进，要考虑高转速工况下对钻头使用寿命的影响。5、钻进过程中发生蹩跳钻，在层位、岩性无变化时，出现钻时增加、机械钻速降低、转盘扭矩不稳定的情况，应及时起钻换钻头，不能观察继续钻进。6、钻进作业中返出岩屑里出现不明原因的铁屑时，应立即起钻查明原因。7、提高操作人员的技术素质，加强责任心，钻进作业中精心操作，防止溜顿钻和加压启动转盘。8、搞好泥浆的净化工作，减少固相颗粒对钻头轴承的磨损钻头事故的判断：牙轮落井。进尺减慢或基本无进尺，蹩跳钻，钻盘负荷增重，岩屑中有可能发现铁屑，上提钻具泵压和悬重无变化，转动不同方向方入发生变化，证明牙轮落井。钻头滑扣或丝扣折断。钻进措施及地层未变，但进尺减慢或无进尺，转盘负荷减轻，上提钻具悬重无变化，但泵压下降，当下放至原方入时，泵压又恢复，证明钻头或近钻头钻具出了问题。钻头事故处理：充分循环出井底岩屑，确保井底无沉砂后起钻。根据起出钻具或钻头情况，选择适当的打捞工具。减震器滑扣或断裂，可根据实际情况分别采用对扣、公锥或卡瓦捞筒等工具进行打捞。近钻头扶正器及配合接头滑扣，可采用对扣、公锥或大头公锥进行打捞。钻头滑扣，可采用对扣打捞或磨鞋磨铣后强磁加捞杯打捞。钻头掉牙轮，采用反循环打捞蓝、钢丝捞筒、一把抓等工具打捞，或磨鞋磨铣后强磁加捞杯打捞。各种打捞工具的使用及钻具组合，必须严格按说明书的要求进行操作。打捞或磨铣工具接近钻头前，大排量冲洗井底。磨铣时，钻压、钻速、排量不宜过大，且每磨铣30分钟上提钻具，防卡钻。起钻时，不能钻盘卸扣，落物起出转盘面后，先放好钻头盒，盖好井口，才能卸落物和打捞工具。处理后，恢复钻钻进的第一只钻头应带随钻捞杯。钻头事故的预防：根据地层岩性和上只钻头使用情况，合理选型；钻头入井前认真检查，不合格钻头不入井，上卸扣使用装卸器。钻头上使用减震器；定向井或复杂井使用随减震器。保持井底清洁，新钻头入井，轻压慢转30分钟后，再加足钻压钻进。钻进中送钻均匀，不顿钻、溜钻，严禁加压启动转盘。1,钻进中，遇下列情况应起钻以防止钻头事故：a) 钻井参数、岩性不变，钻时超过上1米的1.5倍；且出现蹩跳，转盘扭矩增大。b) 砂样中有铁屑，又找不到其它原因；泵压降且地面未发现原因。c) 溜、顿钻吨数，超过该尺寸钻头最大允许钻压一倍，或严重卡钻。d) 因处理井漏、井喷，钻井液中有H2S，或在深井高温高压下侵泡23天以上。2、 钻头资料齐全、准确，出井钻头立即清洗干净，排列整齐、编号，当天生产会进行使用分析。钻头掉牙轮事故案例例1某井事 故 经 过2010年11月10日2:30钻进至井深5413.05米，扭矩由1422，泵压由1920Mpa，4:00上提划眼观察，划眼至井底扭矩逐步增大，泵压逐步上升，7:00循环起钻，10日20:00起钻完发现牙轮三个巴掌折断，三个牙轮掉井。目前井下钻具（落鱼）情况3只牙轮及部分巴掌事 故 处 理 经 过 2010，11，12第一次下入D200反循环捞篮，11月13日3:30起钻完（获碎铁块50克）。根据分析，落物未进入打捞工具，捞篮外壁有明显磨损；第二次下入D200钢丝捞筒加铣鞋，起钻未捞获，捞筒外壁和底端面均磨平；第三次下入D200磨鞋磨铣7小时，起钻完磨鞋中心有直径100mm深度23mm的磨痕，磨鞋底端外侧有台阶；16日第四次下入新牙轮钻头，通井划眼，井段5411.805413.05，起钻完，捞获碎块100克，出井钻头中部磨损严重，外排齿轻微磨损；19日第五次下入D200磨鞋磨铣22小时，磨铣过程中无明显扭矩，起钻完，捞获碎铁块1070克，主要是牙轮尖部，油杯；20日第六次下入D200磨鞋磨铣16小时，磨铣过程中无明显扭矩，起钻完，捞获碎铁250g，磨鞋底部无明显磨痕；21日下入牙轮钻头，恢复钻进。事故原因分析钻遇梁山组细粉砂岩并含纯度极高的黄铜矿（54015408细砂岩；5410泥岩；5413细砂岩），岩石研磨性极强，导致钻头早期磨损，钻头巴掌磨薄后折断，使三个牙轮连同部分巴掌落井。经验不足，对钻头早期磨损判断不准，处理不果断，没及时起钻。例2某井1、基本情况（1）构造：天成寺 （2）设计井深：5250m；层位：石炭系。（3）套管深度：339.7mm套管603.10m（4）事故时井深：308mmPDC3222.44m；层位：嘉四2。（5）泥浆性能：密度1.25gcm3，粘度47s，失水5.4ml，泥饼0.5mm，切力2.513.5，PH值10。（6）事故日期：2007.05.192007.06.032、事故发生经过 2007.05.1911:30换螺杆下308mmPDC钻头至井深2778.91m遇阻50KN，接方钻杆划眼至12:00无进展，21:00起钻完，发现PDC钻头落入井内，落鱼长0.56m，鱼顶井深为2778.91m，层位：雷一2，岩性：石膏、泥云岩。3、事故处理经过（1）下308mm钻头至井深2778.91m，开泵循环，下压100150KN，落鱼不下移，转动转盘，加压10KN拨动落鱼不下移，且扭矩波动较大，循环处理泥浆。（2）下273mm拨钩拨正落鱼无效。（3）下273mm铣筒（铣圈30524mm）至井深2779.66m探得鱼顶，套铣落鱼使PDC钻头向井底下行。（4）通过母锥、自制钢丝捞筒打捞未获。（5）273mm铣筒（铣圈303240）至井深2968.04m遇阻。2007.06.03套铣至井深3218.24m后，钻具蹩跳严重，转盘负荷大，起钻完，发现钻头卡在铣筒内被捞获，解除事故。4、事故原因（1）旧螺杆使用时间长，转子与钻头连接母扣磨损后，降低了与钻头连接的可靠性，且钻头上扣连接时未把好关。（2）钻头掉井后处理不当，加压下压反而使PDC钻头发生了偏移，使事故复杂化。（3）操作人员在遇阻划眼操作不当，发生钻头倒扣掉井事故。卡钻事故 卡钻：就是钻具在井内不能自由活动的现象。卡钻事故多种多样，常见卡钻的类型 ：泥饼粘附卡钻（压差卡钻）、井塌卡钻、砂桥卡钻、沉砂卡钻、泥包卡钻、缩径（小井眼）卡钻、键槽卡钻、落物卡钻、干钻卡钻、水泥卡钻浆 第一节泥饼粘附（压差）卡钻一、 泥饼粘附（压差）卡钻的原因1、钻具长时间在裸眼井段静止。2、钻井液性能不好，失水量大、滤饼厚、固相含量高、润滑性差。3、钻井液柱压力大于地层孔隙压力，形成正压差。4、在漏失层或渗透性较好的地层滤饼较厚，堵漏材料增大滤饼厚度和摩阻力。5、钻遇盐水层或石膏层时，钻井液受到钙的侵污后性能变坏，失水和滤饼迅速增加。二、泥饼粘附（压差）卡钻的现象1、卡钻后循环正常，进出口流量平衡，泵压无变化。2、卡点位置在钻铤部位。3、卡钻活动钻柱不及时，卡点有可能上移，活动距离缩短。三、泥饼粘附（压差）卡钻的预防1、钻井液具有润滑性、减小滤失量、适当的粘度和切力。2、搞好固控工作，无用的固相颗粒还会造成循环系统的磨损。3、如没有高压层、坍塌层和特殊需要，采用近平衡压力钻井。当液柱压力超过地层孔隙压力3.5MPa以上时，易造成压差卡钻。4、钻具结构合理，使用螺旋钻铤、欠尺寸扶正器、加重钻杆、防卡接头等，以增加支撑点；在定向井中使用倒装钻具结构，钻柱中带上随钻震击器。5、钻具在裸眼井段，其静止时间不得超过3min。四、泥饼粘附（压差）卡钻的处理1、卡钻后始终保持循环，在设备和钻具的安全负荷以内大幅度活动钻具，在允许扭转圈数范围内反复扭动钻具（大钩捆绑牢固，加强对死活绳头检查）。2、停止活动下压钻柱，在井眼较规则的情况下可以把悬重的2/3或放完，使裸眼内钻柱弯曲，减少与井壁的接触面积，控制卡点上移。3、钻柱中带有随钻震击器，应立即进行震击，以求解卡(钻头在井底应上击，钻头不在井底可上下震击）。4、浴井解卡（1）使用低密度胶液或清水冲蚀泥饼解卡。（2）浸泡解卡剂确定卡点位置，计算解卡剂用量，要求环空浸泡高度一般高于卡点100m，钻杆水眼内留足顶替所需要的解卡剂用量。注入解卡剂时，司钻控制油门掌握好施工中的最高泵压。注入解卡剂后，应间断下击或强力活动钻柱，以求解卡，不活动时应压弯裸眼井段的钻柱。定时定量顶入钻井液，一般情况下1530分钟顶入0.5立方米。解卡后立即连续大排量循环，大幅度活动钻具（绞车和泥浆泵动力分开带），排完解卡剂后，无溢流时方可起钻。（3） 浴酸解卡卡点位置在石灰岩地层，井下无油气显示，无漏失层等复杂情况，在浸泡解卡剂无效时，可以选择泡盐酸解卡。盐酸的浓度一般在20%左右，浸泡高度高于卡点5080米，钻杆内预留一定顶替所需要盐酸量，5分钟顶入0.2立方米，浸泡时间一般不超过4小时。注入盐酸后，应及时大幅活动钻具，力求及时解卡；不活动时应施加一定的拉力或压力，并随时注意观察悬重有无变化。解卡后立即大排量循环排酸，连续大幅活动钻柱（绞车和泥浆泵动力分开带）。当出口流量增大，密度下降，有井涌现象时，应及时关井到分离器排酸完，无溢流时方可起钻。5、爆炸松扣。6、钻具长，可采取套铣倒扣。7、填井侧钻。压差卡钻案例分析一、基础数据1、井身结构：311.2mm钻头400m 244.5mm套管400m 215.9mm钻头2560m 造斜点：2010m2、层位：过渡层 岩性：泥岩3、钻具组合：215.9mm钻头+打捞杯+回压凡尔+214mm扶正器+无磁钻铤+213mm扶正器+7柱165mm钻铤+振击器+127mm钻杆。4、钻井液性能：密度1.77g/m3，粘度61s，失水4.4m l，泥饼0.3mm，初切5Pa，终切22Pa，PH值9.5。二、卡钻经过：某井钻至2560m时，上提方钻杆接单根后下放遇阻5t，上提遇卡120t，原悬重为80t。在80t160t之间活动钻具，未解卡。三、原因分析：该井段设计钻井液密度为1.15g/cm3。钻至沙一底部时有油气显示，密度由1.19g/cm3调至1.75g/cm3。钻至凉下时又发生井漏，说明凉下地层压力较低。2490m2510m井段为砂岩，此次卡钻可能是由于接单根时间较长，发生压差卡钻。且该段为斜井段，最大井斜35o，这也为压差卡钻创造条件。四、处理经过：1、注胶液。在60180t之间活动钻具，泵入15m3密度为1.10g/cm3，粘度33s的胶液，同时在80200t之间活动钻具，未解卡。在60200t之间活动钻具，未解卡。2、第二次注胶液。替密度1.10g/cm3，粘度30s的胶液45m3，并在60200t之间活动钻具；上提至200t解卡。3、第三次注胶液。解卡后，活动钻具上提方钻杆出转盘面，下放遇阻，悬重由80t下降至75t，上提遇卡。替密度为1.10g/cm3，粘度30s的胶液45m3，上提悬重190t解卡。第二节坍塌卡钻一、 坍塌卡钻原因1、钻井液密度偏低，不能稳定井壁，松软地层容易坍塌。2、起钻未灌足钻井液或钻头泥包产生的抽吸作用，液柱压力下降造成井壁垮塌。3、钻井液失水量较大，矿化度小，浸泡时间较长，使泥页岩水化膨胀发生坍塌。4、短路循环刺垮井壁。5、井漏造成液柱压力下降使井壁失稳垮塌。6、溢流或井喷使液柱压力下降造成井塌。井喷时油气流冲刷井壁，当被冲落的砂石增加到油气流无力将其举升到地面时，就堵塞了环空造成卡钻。7、其他人为因素，如破坏键槽、发生顿钻、卡钻后震击等，也会引起井塌。二、坍塌卡钻的现象1、转盘扭距突然增大甚至憋钻。2、泵压突然升高甚至憋泵，悬重突然下降。3、振动筛返出较大粒状或块状的上部已钻地层中的岩石。三、坍塌卡钻的预防1、合理的井身结构，在同一裸眼段不得有喷、漏层并存。2、起钻按要求灌足钻井液，在裸眼油气井段控制起升速度。3、调整钻井液性能使其适应钻进地层。对于砾石层或砂层，应适当提高密度、粘度和切力；控制PH值在8.59.5之间，以减弱高碱性对泥页岩的强水化作用。4、发现泵压下降，地面又查不出原因，应立即起钻。5、对易漏井段，提前做好堵漏准备；控制下钻速度，防止激动压力增高造成井漏；开泵尽可能避开漏层且不能过猛；井漏后停止钻进，吊罐观察液面高度，做好井控准备。四、坍塌卡钻处理1、想方设法地尽可能建立循环，在不会引起井漏等复杂情况的前提下试憋压。2、大幅度上下活动钻具，带有随钻震击器的可上下击。3、浅井可直接套铣倒扣。深井在靠近卡点位置上爆炸松扣，调整钻井液性能，下震击器震击解卡；套铣倒扣。坍塌卡钻案例分析一、基础数据1、井身结构：311.2mm钻头395.00m 244.5mm套管393.22m 215.9mm钻头1559.00m 2、层位：沙二； 岩性：暗紫红色泥岩3、钻具组合：215.9mm钻头0.25m+4304100.61m+165mm无磁钻铤9.19m+165mm钻铤9.17m+213mm扶正器1.09m+165mm钻铤9.07m+211mm扶正器1.08m+165mm钻铤170.56m+127mm钻杆4、钻井液性能：密度1.05g/cm3，粘度40s，体系：钾盐聚合物低固相。5、钻井参数：钻压18t、转数65rpm、排量28 l/S、泵压9MPa。二、卡钻经过：下钻至1550.4m时遇阻,悬重由68t64t,上提遇卡。三、原因分析：在通井循环出来的砂样中，有大量掉块，在遇阻4t的情况下，上提就遇卡；处理过程中，扶正器上部钻铤被卡严重，上扶正器以下并未卡死，套铣至扶正器后将扶正器以下钻具一起打捞了出来等现象分析，说明上部地层坍塌是造成此次卡钻的直接原因。四、处理经过：1、活动钻具。接方钻杆开泵不通，在悬重10t215t上下活动无效；转6圈无效；憋压最高至22MPa，未解卡。反憋压11.5MPa，未憋通；正憋压19MPa，在悬重44t186t上下活动钻具，未解卡。2、倒扣。分段紧扣，上提悬重至75t，反转7圈，扣倒开,悬重55t(原悬重68t)。起钻完，从第4柱与第5柱钻铤之间倒开。井下落鱼长140.65m，鱼顶井深1407.75m。3、震击器震击。考虑井内砂子较多，下钻头通井并搞短程起下钻；下安全接头+超级震击器，震击360次(20t160t)未解卡，从安全接头处倒扣。4、反扣公锥倒扣。两次下127mm反扣公锥倒扣，倒出落鱼98.73m，井下剩余落鱼长41.92m。5、204mm反扣铣筒套铣。下钻通井后，下 204mm反扣铣筒至1507.29探得鱼顶套铣，套铣至1514.22m循环起钻。6、反扣公锥倒扣，解卡。连续三次下127mm反扣公锥倒扣，第五次倒扣开,悬重由48.5t52.5t，倒划眼3m后起钻,捞获全部落鱼。第三节砂桥、沉砂卡钻在表层钻进易形成卡钻，砂桥卡钻的后果为沉砂卡钻。一、砂桥、沉砂卡钻的原因1、钻井液悬浮岩屑能力差，停泵后岩屑快速下沉，搭成砂桥，堵塞环空，埋住钻具造成卡钻。2、排量过小，岩屑不能及时上返，停泵后形成砂桥。3、短路循环造成井底排量小，井底岩屑不能返出，越积越多而引起卡钻。4、井身结构设计不合理，表层套管下得少，在易垮井段形成大井径（大肚子）堆积岩屑，停泵后岩屑下沉埋住钻具。二、砂桥、沉砂卡钻的现象1、振动筛返出岩屑较少。2、钻进时扭矩较大；开泵循环时，钻具能上下活动和转动，停泵则钻具提不起来，在使用无固相钻井液中情况较多。3、卸开方钻杆后从钻杆水眼内反喷钻井液；接上方钻杆开泵困难，甚至憋泵。4、上提遇卡，下放遇阻，不能转动钻柱或转动时憋劲很大。三、砂桥、沉砂卡钻的预防1、在表层钻进使用清水或无固相钻井液时，钻井泵完好，排量足够。2、做好各项准备工作，减少接单根时间，早开晚停泵（先小排量开通后再升至所需排量）。3、在清水钻进时，如因设备或钻头发生故障不能继续钻进时，应将清水转换成泥浆，尽可能循环出更多岩屑再起钻。4、钻进时，根据地层特性选用适当的排量，不能长时间定点循环破坏滤饼，同时使井壁坍塌造成更多的岩屑。5、下钻时，发现井口不返钻井液或钻具水眼内反喷，应停止下钻；起钻时，如环空液面不降或钻具水眼内反喷，应停止起钻。应接方钻杆循环，待内外压力平衡后再起下钻作业。6、浴井解卡时，不得随意停泵或倒泵，防止循环失去连续性形成砂桥。四、砂桥、沉砂卡钻的处理1、卡钻后，不得硬提（钻头不在井底可下压），先小排量循环。待粘度、切力增至稳定后，再逐步增大排量，再试活动钻具。2、卡钻后，若开泵钻井液只进不出，且所埋钻具较多，在靠近卡点位置上爆炸松扣，调整钻井液性能，再采取套铣倒扣。3、若卡钻位置在扶正器上，爆炸松扣倒出上部钻具，一次性铣筒套铣或直接下震击器震击解卡。沉砂卡钻案例分析一、基础数据1、井身结构660.4mm45.29m 508mm44.79m444.5mm700m 339.7mm699.08m311.2mm3712m 244.5mm3709.24m215.9mm5950m 177.8mm3035.425948m149.2 mm6730m2、层位：吴家坪 岩性：黑色页岩3、泥浆性能：密度：1.28g/cm3，粘度48s，聚磺钻井液体系。目 前：密度：1.55g/cm3；粘度65s；失水：2.4ml；泥饼0.5mm；初终切3/9；PH：10；聚磺钻井液体系。4、钻具组合：149.2mmPDC钻头0.28m+3303100.50m回压凡尔0.34m121mm钻铤2根18.31m145mm扶正器1.55m121mm钻铤4-1/3柱118.70m曲性长轴3.11m121mm随钻震击器6.40m121mm钻铤2柱54.70m89mm钻杆3114100.47m127mm钻杆5、钻井参数：钻压68t，转速6090rpm，排量16 l/s，泵压1921MPa。6、井斜：本井裸眼井段井身质量较好，最大井斜为20/6700 m，井眼轨迹比较平滑，狗腿度一般为1/ 25m左右，最大狗腿度为2/25m6650 m。二、卡钻发生经过下钻到底循环排后效。钻进至井深6713.00m，发现池体积上涨0.9m3，立即停泵，上提钻具。钻杆接头出转盘面，钻具上提了5.5 m（钻具根本没有提离井底），悬重190t250t。关井，套压0.0MPa。液面上涨1.8 m3。开泵压力不降，反复憋压至16MPa未憋通。经分离器排气，液面上涨2.1 m3，出口钻井液密度1.271.20g/cm3，粘度4562s，氯根25335mg/l，气测总烃4.6%16.66%，点火焰高0.52.0m，显示层位为龙潭组。开井，反灌泥浆3.7 m3灌满。 转盘施加扭矩15KN.m，泵憋压至25 MPa不降。在50200 t间反复活动，水眼未通，用随钻震击器下击80次未解卡。三、原因分析经过对卡钻发生过程的资料分析，发生卡钻之前，钻进一切正常。发现溢流后，停泵上提，悬重即从190 t250t，卡钻应是突然发生的。龙潭组是区域垮塌层，由于地层的压力降低，地层失稳，上部大段页岩地层易发生垮塌。又因上部井段有含黄铁矿的硅质灰岩，及密度较高的凝灰质粉砂岩；这些高密度的岩屑，在开泵循环时，悬浮于井底附近，但大颗粒的岩屑不能带出地面，而在井下发生异常情况突然停泵时，则迅速下沉，造成上提遇卡，开泵不通。又因井底附近钻遇为裂缝较发育地层，钻时较快，井内钻屑相对较多；突然停泵使地层圈闭压力释放，在钻进过程中进入裂缝的钻屑和储层中既有的岩屑颗粒回吐，以及井底附近的钻屑回沉，使得钻具环空堵塞。综上所述，此次卡钻应属沉砂卡钻，卡钻部位应在钻头或扶正器部位。四、处理经过1、压力车憋水眼未通。用压力车正憋压35 MPa，反憋16 MPa两次，水眼均未通，在悬重150 t至270t活动未解卡。2、爆炸松扣。下爆炸工具拟从第一根与第二根钻铤之间松扣，考虑到水眼不通，不能建立循环，井控压力很大。所以决定加大爆炸药量，已期打通水眼，甚至不惜将炸断。上提悬重至205t（原悬重190 t），施加反扭拒倒转15圈，用黑索金725g炸药爆炸松扣。点火后回3圈。起电缆后，上提下放活动190270 t，又自动回7圈，扣未松开。下放至悬重190 t，缓慢开泵，憋压至15 MPa时出口见返，后水眼渐通，循环排后效。在150225t活动钻具未解卡。爆炸松扣后水眼通的原因，可能是爆炸震动后，使强行上提时被拉实的堵塞物松动，产生间隙，并逐渐形成比较正常的循环通道。3、泡解卡剂。用泥浆泵正注解卡液12m3，泡解卡液历时5：53，活动钻具范围105t260t未解卡。4、泡酸未解卡。用压力车正注浓度为20%的盐酸4m3，候酸反应4：17，活动钻具范围150t260t，未解卡。5、爆炸松扣。拟从第二根钻铤与扶正器公扣之间松扣未开。又拟从扶正器母扣与第三根钻铤之间松扣。上提悬重至205t，施加反扭拒倒转17圈，用黑索金464g炸药爆炸松扣。从爆炸松扣后，钻具经活动后才提出，说明环间垮塌比较严重。起钻完，钻具从扶正器母扣处倒开。井下落鱼：149.2mmPDC钻头0.28m+3303100.50m回压凡尔0.34m120.7mm钻铤2根18.31m145mm扶正器1.55m。落鱼长20.98 m，鱼顶井深：6692.02 m。6、铣圈+套铣筒套铣。因考虑到使用长铣筒套铣，风险大，决定用短铣筒套铣，下146116mm W2-C铣圈+146126mm铣筒套铣扶正器（扶正器上端本体1210.71 m，扶正部分1450.48 m，镶5mm336颗,总长1.55 m）。套铣参数：钻压：0.51.5 t，排量10 l/s，泵压12 MPa。由于铣圈流道窄，套入后泵压也有所上升，钻压很难准确确定，加压主要根据套铣时间来控制。扶正器本体部分，按平均0.1 m/6070分钟，扶正部分按0.1 m/100120分钟控制。套铣段长1.80m，历时45：20小时。起钻完，铣圈铣齿属正常磨损，尚有一定新度，无裂纹，本体有环状划痕。套铣筒也有环状划痕。7、下双铣筒套铣。为了能顺利通过121 mm钻铤，采用壁厚为7.72 mm的N80套管，内径为124. 3mm。由于套管较薄，为提高强度，公扣扣型为梯型扣，小端外径135mm，锥度1：32。两根套铣筒之间用特别加工的接箍连接，接箍外径为134 mm，如此接箍最薄弱处壁厚为：（134 mm-125）/2=4.5 mm。钻具组合：144mm124自焊林肯铣圈0.25m+140124.3mm铣筒10.66m+自制接箍144mm0.22 m+140124.3mm铣筒10.86m+变扣接头0.36m + 1柱钻铤。下钻未遇阻，进鱼头顺利，套铣至两根钻铤之间连接扣附近套铣比较困难，分析有可能是爆炸松扣时，接头涨大，有待证实。后采取上提下划和停转下压等措施，套铣速度加快。套铣至钻头胎体后，再上提划眼两次，后替入高粘泥浆38.5 m 3带砂，返出后带砂较正常循环时多，多为钻屑，未发现垮塌物。套铣段长：19.06 m，历时：17：30。起钻。8、安全接头+超级震击器对扣打捞。下121 mm安全接头+121 mm超级震击器121 mm钻铤2柱121 mm加速器+121 mm旁通阀（防止钻头水眼不通起钻喷泥浆）+88.9钻杆组合，三次对扣上提重至230 t扣滑脱。分析再继续对扣打捞已无意义，决定起钻。起钻完，发现公扣基本完好，仅在中下端有轻微挂痕。分析原因：由于爆炸松扣造成母扣胀大，因套铣母接头壁厚减薄，造成对扣不力。考虑到落鱼有卡的现象，决定再套铣后打捞。9、下双铣筒套铣。10、下127mm大头公锥造扣打捞。下121 mm安全接头 +121 mm超级震击器121 mm钻铤2柱121 mm加速器 +121 mm旁通阀+88.9钻杆组合。先冲洗鱼头，造24圈，回10圈，开泵通，排量10/，泵压12 MPa，经分析钻头水眼通。上提悬重至250t，震击，滑脱。又造扣，上提悬重至250 t，震击，滑脱。又造扣，上提悬重至250 t震击，未脱。下放至原悬重180t反复造扣，三次上提至230 t，震击，解卡。后下放至原悬重，再造扣，发现钻具能转动，但上提钻具遇卡，倒划眼0.5m后才转入正常，起钻完捞获全部落鱼。第四节缩径卡钻一、缩径卡钻的原因1、泥页岩、石膏、盐岩等膨胀性地层，因吸水后膨胀而缩径。2、渗透性、孔隙度较好的砂岩、砾岩、灰岩等，因钻井液失水量较大，在井壁形成泥饼而缩径。二、缩径卡钻的现象1、缩径卡钻通常发生在起钻过程中，卡点是钻头或大直径钻具部位。2、单向遇卡，位置相对固定，上提遇卡时，下放较容易。3、遇卡后泵压升高或憋泵。三、缩径卡钻的预防1、控制起钻速度，遇卡不得超过100KN，再采取倒划眼处理。2、在渗透性较好、易膨胀性地层，其失水、粘度控制相对较小。3、控制钻井液固相含量和滤失量，减少滤饼造成缩径。4、钻具组合中接上随钻震击器。5、在蠕变地层或使用PDC钻头时，每钻进100200m搞短程起下钻。四、缩径卡钻的处理1、先期处理（1）、遇阻卡后，立即接方钻杆循环并调整钻井液性能。（2）、起钻遇卡，应向下强力活动钻具，有随钻震击器，应及时启动震击器向下震击，或及时接地面下击器震击。（3）根据井下情况和岩性采用清水洗井或泡酸等方法解卡。2、钻具卡死后期处理（1）测卡、爆炸松扣，下入震击器对扣进行上击或下击。（2）若震击无效，起出震击器，采用套铣解卡的方法。（3）若套铣困难，或处理时间长不经济时，可考虑填井侧钻。缩径卡钻案例分析一、基础数据1、井身结构：311.2mm304m 224.5mm303.37215.9mm1408.85m2、层位：凉下 钻头位置：1384.00m 3、钻具组合：215.9mm钻头+430410接头+4114A0接头+165mm钻铤8柱+4A1410接头+127.00mm钻杆4、钻井液性能密度1.09g/cm3、粘度52s、失水5.0 ml、泥饼0.5mm、初切1Pa、终切5Pa、PH9二、发生经过该井215.9mm钻头下钻到底，用密度1.09g/cm3的钻井液钻进，在钻进过程中持续有井漏发生。钻至井深1408.85m，累计漏失钻井液342.7m3，最大漏速：42.0m3/h，最小漏速：17.6m3/h，平均漏速：30.2m3/h。正注密度1.06g/cm3，浓度15桥浆15.0m3，漏失钻井液8.5m3。正替钻井液10m3，漏失钻井液6.3m3。起钻至井深1384.00m遇卡10t(第一柱中单根出转盘面4.5m)，下放遇阻，经上下活动无效，悬重6570t15t，钻具被卡。三、原因分析该井钻至井深1329.00m发生井漏后，一直采取浓度8%的桥浆进行钻进，桥浆未过震动筛，含砂量偏大，井筒内岩屑未有效清理干净，增大了钻柱摩阻力；又因堵漏钻井液在漏失段大量失水，井壁形成厚泥饼，井眼缩径，起钻时钻头拉刮作用在钻头处造成堆积，发生卡钻。四、处理经过1、活动钻具。用排量30 l/s循环，活动钻具，悬重65t15t65t无效。2、清水循环。注清水15.0 m3循环，活动钻具，悬重65t15t65t，无效。再注清水20.0m3循环，活动钻具，悬重65t15t65t，无效。3、地面震击器震击。循环活动钻具，震击器震击二次，解卡成功。小井眼卡钻一、小井眼卡钻的原因1、钻头外径磨小后，所钻井段形成小井眼。2、连续长段取心钻进形成小井眼。3、在钻具结构中增加稳定器，下钻遇阻发生卡钻。4、井眼曲率变化较大，钻具刚性增强后，下钻遇阻被卡。二、小井眼卡钻的现象1、卡钻通常发生在下钻过程中。2、卡点是钻头或稳定器。3、开泵循环，泵压无明显变化。三、小井眼卡钻的预防1、起出钻头或钻具应测量外径，如外径磨小，下钻至该只钻头所钻井段应进行划眼。2、搞清井段摩阻力，对于钻具组合发生改变，更要引起重视，下钻遇阻50KN不得硬压，应以划眼处理。四、小井眼卡钻的处理1、下钻遇阻，则在钻具安全范围内，及时向上强力活动钻具或上击，力争解卡。2、根据井下情况和岩性采用泡酸等方法解卡。第五节泥包卡钻一、泥包卡钻的原因1、在松软地层或高粘性的泥岩中钻时，排量不足，钻头水功率不足，钻屑易结成泥团包住钻头或扶正器。2、钻井液性能不好，粘度过大，滤失量过高，固相含量过大，在井壁上结成厚泥饼，在起下钻过程中扶正器或钻头刮井壁，岩屑和固相掺混在一起形成的厚泥饼越积越多，包住扶正器或钻头。3、钻具刺漏未及时发现造成短路循环，钻屑粘附在钻头上。二、泥包卡钻的现象1、钻进时，钻速减慢，钻盘扭距逐渐增大，有蹩钻现象，泵压升高，上提一直有挂卡现象。2、起钻时，有拔活塞现象，摩阻越来越大，环空液面不降或下降很慢，钻井液随钻柱上提而外溢，钻杆水眼内液面下降。3、下放过程中，遇阻吨位越来越高，环空返出泥浆减少，钻杆内倒返泥浆（未带止回阀）。三、泥包卡钻的预防1、钻进时，保证有足够的钻进液排量。2、在松软地层钻进时，钻井液维持低粘度、低切力性能。3、在松软地层钻进时，选用高效能自洁式钻头。4、在松软地层钻进时，控制机械钻速或增加循环时间，降低钻井液中的岩屑浓度。5、钻进中，注意泵压和出口流量的变化，发现有泥包现象，应立即停止钻进，提离井底高速旋转、快速下放，清除钻头上的泥包物。6、起钻有挂卡不能连续起钻，防抽吸引起井喷和抽垮地层，应边循环钻井液边起钻。四、泥包卡钻的处理1、在井底开大排量，降低粘切，同时在安全范围内上提或向上震击。2、在起钻中途遇卡则下压，或利用井内震击器或地面震击器向下震击，无规则转动甩掉泥饼，并大排量开泵冲洗泥包物。3、若震击无效，可注解卡剂。4、若环空堵塞失去循环，应立即倒扣或爆炸松扣，再套铣解卡。泥包卡钻案例分析一、基础数据1、井身结构：311.2mm500m 224.5mm498 m215.9mm1580m 177.8mm1596.5 m 152.4mm2428.52m2、层位：须三 3、钻具组合：152.4mm钻头+330310接头+回压凡尔+121mm钻铤7柱+88.9mm钻杆二、发生经过使用f152.4mm钻头，气体钻进至井深2428.52m，钻井参数：钻压8t、转速60rpm/min、注气压力3.7MPa、排量45m3/min，转盘负荷增加，停转盘倒转7圈。上提原悬重68t83t，立压3.75MPa，压风机憋压12 MPa，未降，上下活动钻具（5090t）无效，正转13圈，回13圈卡死。三、原因分析该井在氮气钻进中，氮气供气量在4045m3/min时，能够满足井下带砂的需要。由于未及时发现井下出水，出现岩屑结团，导至钻头以及钻铤被岩屑包裹卡钻。四、处理经过1、活动钻具。上下活动钻具(悬重65t) 60140t无效，泵替钻井液4.9M3（密度1.15g/cm3、粘度43s的），憋压20MPa无效。 2、爆炸松扣。下f38mm爆炸杆至井深2417.55m，上提至70t，反转9圈引爆，转盘无反扭矩，悬重7063t，松扣成功。上提电缆遇卡，用游车上提电缆从与爆炸杆连接处约0.10m处断开。同时注密度1.15g/cm3、粘度40s的钻井液42m3。钻具起出后，井下鱼顶2416.55m，落鱼总长10.97m，落鱼为：152.4mm牙轮钻头*0.18m+121mm打捞杯*0.83 m+接头*0.52m+强制回压凡尔2只*0.38m+121mm钻铤1根* 9.06m 。及爆炸杆、磁性定位仪38mmm2.85m。下f141mm3.53m打捞筒至2413.55m循环，间断旋转逐渐下放打捞筒至落鱼钻挺顶部2416.55m打捞。起钻，未捞获爆炸杆。3、铣筒套铣。下f146mm套铣筒至2384.36m遇阻4t， 间断划眼至2416.55m， 5小时套铣至井深2426.71m ，起钻完。4、对扣打捞。下121mm安全接头+120mm超级震击器+120mm加速器+f88.9mm钻杆，至鱼顶2416.55m对扣成功。上提至80多次未解卡, 在悬重30100t震击60次，未解卡，震击器坏。活动钻具由30146t ,多次无效，倒扣。起钻完，钻具从对扣处脱开。5、铣筒套铣。下150mm铣筒至2418.5m套铣，套铣参数钻压：2-4t；转数：30-35r/min；泵压：11MPa；排量：13L/s。经过9小时套铣至井深2428.06m，发现落鱼下行0.72m， 循环后起套铣筒完。6、对扣打捞。下入安全接头+光钻杆至2417.27m(鱼顶) ，对扣5圈成功，开泵憋压10MPa未通；上提悬重47t (原悬重)58t48t解卡。获全部落鱼，钻头泥包。第六节键槽卡钻一、键槽卡钻的原因1、井眼轨迹差，在弯曲部位形成“狗腿”井段。2、井斜或方位变化率较大，钻井周期较长， 起下钻次数较多。3、措施不当，在已经形成键槽的情况下未采取防卡措施，钻具结构不防卡。4、起钻操作不当，上提钻具遇卡吨位过多或硬提。二、键槽卡钻的现象1、卡钻发生在起钻过程中，遇卡位置固定，下钻不遇阻。2、卡钻前，起钻至键槽井段有遇卡现象；遇卡后，在提力稍大的情况下启动转盘很困难，但只要下放钻柱使被卡的钻具脱离键槽，悬重恢复则转动正常。3、卡钻后，开泵循环正常，泵压无变化，钻井液性能无变化。三、键槽卡钻的预防1、严格按钻井参数执行，按钻井设计要求测斜。2、定向井中，控制好井眼轨迹，尽可能都选用机械钻速高的钻头，减少起下钻次数。3、缩短套管鞋以下的口袋长度。4、起下钻准确掌握各井段的摩阻力，遇阻卡便于分析。5、起钻遇卡不能强提，以下砸活动钻具，转动不同方向试上提，否则采取倒划眼起出钻具。6、若键槽井深小于总井深一半时，可在钻具组合中接上键槽扩大器破坏键槽。划眼顺利时，要控制下行速度，不能大于该井段机械钻速的1/3；划眼困难时，要有耐心不可超之过急。7、在钻具中接上随钻震击器，一旦遇卡立即启动下击解卡。四、键槽卡钻的处理1、上提遇卡，应首先强力下砸，如有随钻震击器，应启动随钻震击下击解卡。2、无随钻震击器时，在井眼较规则，无“大肚子”的条件下，接地面下击器下击，若解卡，就采用倒划眼的方法起出钻具。3、在石灰岩、白云岩地层形成的键槽卡钻，可以采用泡酸的方法解卡。4、若卡点较深，可在卡点以上爆炸松扣，然后用井内下击器下击。5、爆炸松扣和倒出卡点以上的钻具以后，采用套铣、倒扣的方法解除。案例 某井 1、基本情况（1）构造：渡口河构造（2）套管井深：339.7mm套管477.00m。（3）事故时井深：311.20mm2462.77m；层位：须家河；岩性：砂岩。. .0 （4）钻井液性能：密度1.22 gcm3 ，粘度41s，泥饼0.5mm，失水7ml，切力14，PH值9.5。 （5）事故日期：1998.04.26。（6）事故解除日期：1998.06.30。（7）井下异常情况：在起钻作业过程中，井段15001200m经常挂卡；下钻作业过程中井段12001570m常遇阻，游车发生自转现象。1998.04.2618:25用311.20mm钻头钻进至井深2462.77m（其中15：30泵压由9.59.0MPa，岩屑中有铁屑，机械钻速下降）转盘负荷上升，摘转盘严重倒转，19：00上提钻具接单根，发现悬重由860KN610KN钻具断。落鱼结构（一）：311.20mm钻头0.30630730接头0.61m228.60mm钻铤6根51.17m731630接头0.71m+203.2mm钻铤6根52.45m+631410接头0.48m+177.80mm钻铤4根34.51m。鱼长140.23m，鱼顶井深2322.54m。3、事故处理经过（1）98.04.27.下114.3mm公锥打捞，捞获落鱼起钻至井深1437.00m遇卡，至倒划眼至井深1386.49m后无进展，钻具水眼堵，蹩压15MPa无效，下放落鱼至井底退出158.8mm安全接头，鱼长141.30m，鱼顶井深2321.47m。（2）98.04.30.下311.2mm钻头通井划眼，下钻至井深1249.00m遇阻，划眼至井深1356.34m转盘负荷上升，摘转盘严重倒转，上提遇卡，上下活动解卡。在井段1350.181353.85m反复划眼，19：32倒划眼过程中钻具脱扣，悬重由450KN370KN。落鱼结构（二）：311.2mm钻头0.30m630730接头0.61m228.6mm钻铤3根25.30m731630接头0.73m203.2mm钻铤25.79m631410接头0.79m177.8mm钻铤2根17.59m，鱼长71.11m，鱼顶井深不清。（3）98.05.05.下158.8mm安全接头上接头177.8mm液压上击器127mm钻铤5根177.8mm加速器对扣打捞第二条落鱼，下至井深2018.00m遇阻，起钻至井深1312.29m遇卡，地面下击解卡，倒划眼至井深1290.00m钻具脱扣，悬重由440KN400KN。落鱼结构（三）：158.8mm安全接头0.62m411520