粘吸卡钻原因及处理对策.docx

粘吸卡钻也叫压差卡钻是钻井过程中最常见的卡钻事故。最容易卡住的是钻铤，由于钻柱失去了活动的自由，卡点可能逐渐上移。一、粘吸卡钻的原因  井壁上有滤饼的存在是造成粘吸卡钻的因在原因，因为大多数钻井液是固、液两相流体，其中的固相颗粒吸附在井壁上就形成了滤饼。有人认为滤饼是由于钻井液的滤失造成的，没有滤失量就不会有滤饼，基于这种思维，他们总认为钻井液在砂岩中的滤失量大，才会形成滤饼。其实不然，在裸眼井段内，泥页岩也有滤饼，而且要比砂岩井段的滤饼厚得多。这是因为滤饼的形成有三种原因：第一是吸：附钻井液中的固相颗粒吸附在岩石表面，无论砂岩泥岩都有这种特性。第二是沉积：钻井液在流动过程中，靠近井壁的流速几乎等于零，钻井液中的固相颗粒便沉积在井壁上。泥岩井段的井径要比砂岩井段的井径大得多，沉积作用更为显著，所以泥岩井段容易形成厚滤饼。第三是滤失作用：它加速了钻井液中因相颗粒在渗透性岩层表面的沉积。同时我们也注意到，泥岩也有滤失性，而且是亲水物质，可以被水浸润，只要是水基钻井液，即使滤失量等于零，这个浸润过程也无法停止。由于泥岩含有大量的微细裂纹，这些微细裂纹有些是地层应力造成的，有些是在钻头破碎岩石时造成的，一旦泥岩表面被水浸润之后，在这些微细裂纹中形成一层吸附膜，可以发生有效的分裂作用，降低泥岩的坚固度而使其破碎脱落，所以泥岩井段井径大多大于钻头直径。但在泥岩相对稳定之后由于水的浸润，泥岩表面的分子、原子或离子表现出极性，具有未平衡的自由的一部分力场，这部分力场的方向指向钻井液，能够吸附钻井液中的大量带异性电荷的粒子。在吸附平衡建立之前，吸附物在钻井液中的浓度逐渐变小，而在泥岩表面上的浓度逐渐加大。如果增大钻井液中某些粒子的浓度，也就增大它们在单位时间内吸附到泥岩表面的数目，这是一个累积的过程。加之，又在钻井液液柱压力和钻柱旋转动力的作用下，吸附层的一部分水分被挤回钻井液中，井壁上就形成了一层比较厚的成分比较复杂的滤饼，这些滤饼的性能比砂岩井段的滤饼更差。由此我们可以得出结论，只要滤饼存在，就有粘吸卡钻的可能，砂岩井段可以粘钻，泥岩井段也可以粘钻，不过泥岩井段的井径往往是不规则的，和钻柱的接触面积比较少，所以卡钻的机会比较少一些。    地层孔隙压力和钻井液液柱压力的压差存在，是形成粘吸卡钻的外在原因。在同一裸眼井段中，地层孔隙压力梯度不会是统一的，而钻井液液柱压力总是要平衡该井段中的最高地层孔隙压力，对那些地层压力梯度相对低的地层必然会形成一个正压差。当钻柱被井壁滤饼粘吸之后，紧靠井壁一边钻柱的一侧所受的是通过滤饼传来的地层孔隙压力，另一侧所受的是钻井液液柱压力，如果后者大于前者，即有正压差存在，可把钻柱压向井壁，进一步缩小吸附面之间的间隙，增强了吸附力，并进一步扩大了钻柱与井壁的接触面积。    钻柱在静止时，由于任何井都有一定的斜度，钻柱因其自身重量所产生的水平分力而压向井壁的下侧，驱走了中间的隔离层，使钻柱与滤饼之间的距离缩小，当缩小到二者之间的极性分子互相起作用的范围内时，便发生的吸附作用，这就是发生粘吸卡钻的主要原因。二、粘吸卡钻的预防  1、使用中性钻井液，或阳离子体系钻井液；2、目前使用的水基钻井液，绝大部分是阴离子体系钻井液，这种钻井液随着井斜的增加或钻井液密度的提高，粘吸卡钻的可能性越来越大，最好的办法就是不让钻柱静止；3、对于阴离子体系的钻井液来说，要求有好的润滑性、较小的滤失量、适当的粘度和切力，必要时加入润滑济以减少滤饼的摩阻系数；4、搞好固控工作，把无用的固相尽量清除干净；5、尽可能做到近平衡压力钻进；6、使用合理的钻柱结构，总的思路是增加支撑点，减少接触面；7、直井粘卡后为了防止卡点上移最好将钻柱总重量的三分之二下压，减少钻柱与井壁滤饼的接触面积，斜井则不能压，因为下部钻具靠井壁下限，越压越死；8、指重表必须灵敏可靠，以防做出错误的判断；9、要保持良好的井身质量；10、在钻柱中带上随钻震击器，因为在粘卡发生的最初阶段，震击解卡是很有效的。三、粘吸卡钻的处理1、强力活动：粘吸卡钻随着时间的延长会越来越严重，所以在发生粘吸卡钻的初期阶段，就应在设备和钻柱的安全负荷内用最大的力量进行活动。2、震击解卡：如果钻柱上带有随钻震击器，应立即启动震击器上击或者下击，以求解卡，这比单纯的上提下压的力量要集中，见效也快得多。若没有随钻震击器，应先测卡点位置，用爆破松扣法从卡点以上把钻具倒开，然后选择适当的震击器下钻对扣后震击以求解卡。如果震击不能解卡，可用注解卡剂边浸泡边震击，其效果会更好。3、降压解卡法：即泥浆液柱压力和地层孔隙压力之差别。