钻井施工过程中常见故障的成因及分析

陈辉

摘 要：钻井施工中的主要对象是地层岩石，在实际的钻井过程中，由于对岩层的认识不足或操作者的失误等情况，往往会造成设备故障或井下事故。

关键词：钻井工程；常见事故；成因；分析

1 钻井施工过程中的卡钻故障及分析处理

钻井施工过程中的卡钻，主要是指在钻进过程中，钻柱在井中的某段被卡住，从而导致整个钻柱无法自由转动。

1.1 钻井施工过程中的坍塌卡钻和沉沙卡钻处理

一是坍塌卡钻。由于井壁坍塌而将钻具埋住卡死。这类卡钻危害很大如果当时不能建立循环的话往往只能套铣了处理起来很麻烦。有的井队在钻具被埋了后套铣了几个月也未能把钻具全部套铣出来最后只好填井侧钻。

二是故障分析，首先起钻灌好泥浆，尤其是二开钻进一开套管又不长时必须连续灌浆。若发现有坍塌现象应立即停止起钻，待循环处理好井下情况在起钻。起钻过程中遇阻切勿强拉硬拔，遇见沙土层很容易拔垮地层造成卡钻。其次下钻过程中在裸眼井段要控制下放速度以防止激动压力过大压漏地层造成井壁垮塌。

三是沉沙卡钻。钻井中由于钻井液性能不好悬浮能力差造成岩屑下沉堵塞环空将钻头及部分钻柱掩埋造成卡钻。这类卡钻多发生在钻上部松软地层，钻速快、泥浆粘切低、操作不当很容易发生此类事故。

四是故障分析，首先钻进过程中要早开泵晚停泵，小排量开泵顶水眼。其次接单根前套划眼要上提下放无遇阻显示后才能接，接单根的速度要尽量的快要提前做好准备工作。其三吊测前应观察振动筛返出沙子是否正常，不正常绝不能吊测。其四下钻时若发现反流槽不流泥浆，并有间隔遇阻也应考虑是否有沙桥遇阻，可接方钻杆用小排量开通循环待环空畅通，钻杆内外压力平衡再下钻。

1.2 钻井施工过程中的粘吸卡钻处理

一是在钻井施工过程中，因井壁上的泥饼对井下钻具产生很大的吸附力，随着钻具的加长，吸附力不断增大，此时，如果钻井液的性能不好、钻井措施或施工操作不当则可能发生黏吸卡钻事故。钻井黏吸卡钻事故的一般规律是：钻井的裸眼（钻柱与井壁直接接触时）井段越长，钻井液的性能不好或泥饼质量差，泥浆柱的压力大于地层压力的值越大，或长时间不活动钻具时都易发生钻井的黏吸卡钻事故。

二是预防措施，首先活动钻具时要大幅度的上下活动尽量保持不停，特殊情况下静止时间也不应超过2分钟。在吊测时吊卡必须提离钻盘面2米以上，以防止静止测斜完后发生粘卡好有下放的距离。

三是要将钻具提至最高限位，根据当时修理设备所需时间的长短，合理的下放钻具每次不少于1.5米左右并保证钻具活动后呈自由状态。每次活动完钻具刹住刹把将指重表灵敏针对准0吨位，并观察灵敏针的移动，一般2分钟内指向2吨左右说明井下粘附情况正常，反之过大则应缩小下一次活动钻具的时间。其三若钻头在井底时突发传动链条断掉等一些不可抗拒的原因而无法活动钻具的时候，在抢修的同时应将钻具悬重的三分之二压上使下部钻柱弯曲与井壁形成点对点接触减少粘吸卡钻发生的可能性。

四是当发生卡钻故障后，最先应考虑的问题是为排除故障创造最有利的条件。在处理卡钻故障时需注意以下几点：

首先，应保持钻井液循环，使井筒畅通。当卡钻事故发生后，若水眼或环空堵塞，则会造成循环丧失，从而失去浸泡、爆炸松扣的可能，致使诱发井塌，使卡钻事故的处理難度加大，因此，必须保持钻井液循环及井筒畅通。

其次，需尽可能保持钻柱的完整性。卡钻后，在对钻柱进行提拉、扭转时，尽量不要超过钻杆的最大拉伸负荷及允许扭转圈数，如果钻杆被扭断或拉断，则会导致打捞工具困难。目前对于卡钻事故常用的处理方法是采用震击解卡工具或倒扣切割工具来完成。一般根据正常程序有3个层次的解决方法：

其四，应先考虑的是逐步提高刹把上提力度，尽力活动方钻杆，充分循环。若无效，或无法开泵循环，配置接洽液打入井底侵泡4h以上，同时接震击器，开始震击，逐步加大震击力度，并根据震击器的承受力度适当的扭动钻盘，当然了，这要根据你所用的钻杆的钢级、内外径计算最大扭转圈数，防止扭断钻具而陷入被动局面；

其五，在以上方法都无效时，只能测卡点、爆炸松口了。卡钻后还要根据井深，层位，钻井液性能，是如何卡死的（比如上提遇卡，不能下放掉；下放遇阻，上提不能解卡或者是取芯过程中忽然泵压上升，直至憋泵上提下放无效等等）。看能否正常的循环，处理好泥浆防止在发生上部钻具粘卡使井下更加复杂。上提下放钻具，并使上所有能组织到的设备进行提拉。

2 钻井施工过程中发生井漏和井喷的分析处理

一是井漏的分析处理。井漏主要是指在钻井过程中，钻井液或水泥浆液渗入地层的现象。产生井漏的主要原因为：井内的钻井液压力过大，致使地层破裂便会形成井漏。一旦发生井漏会造成钻井液池面降低，返回的钻井液量减少，井漏严重时也导致钻井液失去循环，进而引发井喷。常用的井漏处理方法有：起钻静置、改善钻井液性能、水泥浆堵漏、凝胶堵漏和复合堵漏等。

二是井喷的分析处理。井喷是指在钻井过程中由于各种原因，致使地层流体进入井筒，使井内钻井液间断或连续地喷出的现象，当这一现象失去控制时，则会引起井喷。井喷会造成十分严重的后果，轻则导致资源浪费、污染环境，重则会损坏设备、造成人员伤亡、全井报废。井喷形成的主要原因是：对地层压力情况掌握不准以及井内钻井液的压力降低等。一旦发生井喷事故时，必须做好处理工作，如在地面灭火压井或是打定向救援井压井等。

3 钻井施工过程中钻具断落和落物的处理

一是钻具的断落。产生的主要原因是钻具质量不合格、钻进过程违章操作等。若钻具断落事故处置不当或处理时间过长，则有可能导致事故进一步恶化，从而加大事故处理的难度。常见的钻具事故包括：钻铤、钻杆折断以及钻杆脱扣、滑扣等。

二是落物事故的处理。较为常见的落物事故主要包括：测斜仪落井、掉牙轮、段刀片以及钻台工具掉落井下，如扳手、电缆等。

对于钻具断落和落物事故的处理方法通常是采用相应的打捞工具进行打捞，较为常见的工具有：打捞杯、打捞筒、一把抓和磁力打捞器等。上诉各种打捞工具的使用可根据实际情况而定。

钻具断落和落物事故。属于钻井过程中较为常见的事故之一。通常是采用相应的打捞工具进行打捞。

参考文献

[1] 屈正斌.浅析钻井工程常见事故及机理分析[J].中国石油和化工标准与质量，2011年第01期

[2] 李俊波，赵胜英，任红英.侧钻小眼井常见复杂情况与事故的预防[J].石油钻探技术，2008年第02期