定向井复杂情况及事故的预防和处理..doc

定向井复杂情况及事故的预防和处理 第一节?摩擦扭矩问题及解决办法 一、?高扭矩给定向井带来的危害 1、钻具公扣扭断 2、钻具母扣台肩损坏，甚至母扣胀大。 3、给井下复杂情况的判断和处理带来困难。 二、?形成的原因及影响因素 1、随井深的增加而增加。 2、井斜的增加而增大，随全角变化率的增加而增加。 3、随接触面积的增加而增加。 4、可钻性差的地层和不均匀的地层，会使扭矩增加。 5、随钻压的增加而增大。 6、随转速的增加而增大。 7、钻井液润滑性差，扭矩增大。 8、钻井液中含砂量大，扭矩增加。 9、随井眼尺寸的增加而增大。 10、稳定器越多，扭矩越大。 11、相同钻压下，PDC产生的扭矩较牙轮钻头大。 三、?降低扭矩的途径 1、设计合理的定向剖面，尽量采用三段制剖面，控制全角 变化率。 2、设计合理的井身结构，增加套管层次，控制定向井裸眼井段，降低井下复杂因素。 3、采用润滑性能良好，摩阻系数低的钻井液体系。 4、保证钻井液性能良好，控制钻井液含砂量。 但现实条件下，深定向井（水平井）的剖面设计、井身结够、地层因素、钻井参数、钻井液性能等是受到各方面制约的，并不能任意改变，因此，随着定向井（水平井）井深的增加，难度的增大，扭矩仍然在增加，这种情况下，只有使用大功率的钻机、高强度的钻具或高强度的合金铝钻杆及合理的井下动力钻具等，才能满足深定向井（水平井）的要求。 第二节?下钻遇阻及处理 一、?下钻遇阻是定向井最常见的井下复杂情况 下钻遇阻的主要原因有： 1、下井壁产生了岩屑床； 2、钻井液性能差，泥饼厚； 3、钻具组合中带稳定器或稳定器的数量多，带稳定器的钻具下到了没有带稳定器的井段； 4、停止钻进时间太长，井底沉砂多； 5、地层松软，或井壁水化膨胀，引起井眼缩径。 二、?处理方法： 1、不带井下马达时，可不启动转盘，以开泵冲洗为主，清 洗井眼； 2、不带井下马达时，开泵低转速间歇转动转盘，轻压下放，注意控制下放速度，严禁定点空转，避免划出台肩，以防划出新眼（必要时测斜）； 3、若下井下马达和弯接头时，可开泵（小排量）经常转动转盘，防止划出新眼； 4、若下钻或划眼不顺利，或有新井眼的危险，应立即起钻，采用该井段钻进时的原钻具组合通井，操作方法参照1、2，这是通井或划眼的常用方法； 5、划眼时应注意钻压、泵压、钻时、扭矩的变化，控制下放速度； 三、?避免下钻遇阻 1、调整钻井液性能，提高携砂能力； 2、优化定向井设计，减小全角变化率； 3、及时短起下，消除井眼下井壁产生的岩屑床； 4、降低钻井液失水，防止缩径和井壁产生厚的浮泥饼。 5、再次下钻时，在满足井眼轨迹控制的要求下，尽量降低钻具组合的刚系刚性。 第三节?卡钻的预防和处理 定向井钻井过程中，经常由于钻井液性能不良、全角变化率过大、钻井技术措施不当以及地层等方面的原因，将钻具卡住不能自由活动的现象称为卡钻。 卡钻对钻井工作的影响大，危害深，如果处理不当，会使事故进一步恶化或工程报废。为此，对于卡钻事故必须认真对待，确保安全生产。 一、?各种卡钻的现象及原因 1、粘附卡钻（压差卡钻） 在渗透性地层钻进，因为井内钻井液在压差的作用下，钻井液中的水渗透到地层中，在井壁上形成泥饼，由于定向井井眼不垂直，钻具在钟摆力的作用下紧贴井眼下井壁，当钻具在井眼中静止时间较长时，下井壁一面没有钻井液，没有液压，而另一面则受压很大，产生很大的横向力，将钻具挤向下井壁，下井壁和钻具间存在较大的摩擦系数，形成很大的摩擦力，钻具活动遇到很大的阻力，这就是形成泥饼粘附卡钻的原因。 这种类型的卡钻与泥饼的粘滞系数、泥饼与钻具的接触面积、井斜角、全角变化率、液柱压力和地层压力之间等项因素有关。泥饼的粘滞系数与钻井液的性能有密切关系，钻具与泥饼的接触面积是随钻具在井内的静止时间的增长而增大，泥饼的粘滞系数则与钻井液中的固相含量、钻具在井内静止时间有关。当钻井液中加入重晶石粉或含砂量大时，钻具在井内静止的时间越长，泥饼的粘滞系数就越大。实验表明：加重钻井液和加重不均匀的钻井液中，钻具在井内更容易形成卡钻，因此，要特别注意活动钻具。 泥饼粘附卡钻多发生在钻井液性能不好、井斜角大、地层渗透性好、钻具静止时间长的情况下。有时钻具静止，即使在循环钻井液，仍有卡钻的可能。 其现象是：钻具上提遇卡，下放遇阻，不能转动，能开泵循环且泵压稳定，没有井塌及岩屑沉淀现象，钻具活动间距不断减少。 预防粘附卡钻的措施：采用优质钻井液；使用高密度钻井液时采用混油、加石墨粉或表面活性剂、或塑料小球等方法，以降低泥饼的摩擦系数；勤活动钻具、且活动的范围尽量要大些；优化定向井设计，使井斜角适中，全角变化率尽量低；使用与井壁接触面积小螺旋钻