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常见的钻井事故处理与预防

;前言;造成井下事故与复杂情况因素;造成井下事故与复杂情况因素;处理井下事故与复杂情况原则：;处理井下事故与复杂情况原则;处理井下事故与复杂情况原则：;处理井下事故与复杂情况原则;卡钻事故;卡钻事故发生之后应注意的事项，;粘吸卡钻;粘吸卡钻的原因;粘卡的发生过程;卡钻后不能提起钻具原因;粘吸卡钻的特征;粘吸卡钻的预防;粘吸卡钻的预防;粘吸卡钻的预防;粘吸卡钻的处理;粘吸卡钻的处理;注入解卡液的施工步骤;注入解卡液的施工步骤;注入解卡液的施工步骤;解卡剂解卡基本原理;解卡剂应满足以下要求;井液密钻度（g/cm3）;解卡液配制步骤;密度

(g/cm3);处理粘吸卡钻应注意的问题;处理粘吸卡钻应注意的问题;处理粘吸卡钻应注意的问题;;处理粘吸卡钻应注意的问题;粘吸卡钻实例;粘吸卡钻实例;粘吸卡钻实例;南疆油田KSh-1井粘吸卡钻实例;南疆油田KSh-1井粘吸卡钻实例;南疆油田KSh-1井粘吸卡钻实例;井壁失稳与坍塌卡钻;井壁失稳与坍塌卡钻的原因;;地层的构造状态

处于水平位置的地层其稳定性较好，但由于构造运动，发生局部的或区域的断裂、摺皱、滑动和崩塌、上升或下降，使得本来水平的沉积岩变得错综复杂起来，大多数地层都保持一定的倾角，随着倾角的增大，地层的稳定性变差，60°左右的倾角，地层的稳定性最差。

;岩石本身的性质

沉积岩中最常见的是砂岩、砾岩、泥页岩、石灰岩等，还有火成岩如凝灰岩、玄武岩等。由于沉积环境、矿物组分、埋藏时间、胶结程度、压实程度不同而各具特性，以下的这些岩石是容易坍塌的:a末胶结或胶结不好的砂岩砾岩或砂砾岩;b破碎的凝灰岩、玄武岩。因岩浆侵入地层后，在冷却的过程中，温度下降，体积收缩，形成大量的裂纹，其性质和未胶结的砾石差不多;c节理发育的泥页岩，泥页岩在沉积过程中，横向的连续性很好，但成岩之后，由于构造应力的拉伸、挤压、剪切作用，会形成许多纵向裂纹，失去了它的完整性;d不成岩的地层:如流砂、淤泥、煤炭层等;e断层形成的破碎带;f伊蒙混层的泥页岩，这是一种最难对付的垮塌，??北油田的留西就属于这一类性的垮塌。

;2·物理化学方面的原因

石油天然气钻井常常是在沉积岩中进行，而沉积岩的70%以上是泥页岩，泥页岩都是亲水物质，一般都含有蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石等粘土矿物，此外还含有石英、长石、方解石、石灰石等，不同的泥页岩其水化程度及吸水后的表现有很大的不同，据此把泥页岩分为易坍泥页岩、膨胀泥页岩、胶质泥页岩、塑性泥页岩、剥落泥页岩、脆碎泥页岩。经大量研究发现，泥页岩中的粘土含量、粘土成分、含水量及水份中的含盐量对泥页岩的吸水及吸水后的表现有密切关系，泥页岩粘土含量越高，含盐量越高，含水量越少则越易吸水水化。蒙脱石含量高的泥页岩易吸水膨胀，绿泥石含量高的泥页岩易吸水裂解、剥落。值得注意的是井眼钻开之后，不仅引起原始地应力的重新分配，而且由于钻井液滤液的浸入，粘土内部又发生新的变化，产生新的应力如孔隙压力、膨胀压力等，削弱了粘土的结构。有人做过实验，某种页岩的原始剪切强度为12.375MPa，用自来水浸泡0.5h，剪切强度下降为0.0l2MPa,用钻井液浸泡3h，剪切强度下降为0.066Mpa。泥页岩吸水后强度将直线下降，这是造成坍塌的主要原因。;水化膨胀

①表面水化。粘土表面带有负电荷，可吸收水分子，首先水以单分子层吸附在粘土表面上，降低了粘土体系的表面能，并把单层分开使其间距增大，当水进入蒙脱石的晶层间时，其体积可增加一倍，这样就减少了颗粒间的引力，使粘土的抗剪强度下降，含水量越多，粒子间的引力越小。同时水分子上所粘结的氢原子与粘土硅层表面的氧原子化合成为水分子，更增强了粘土的表面水化作用。粘土的水化能力和粘土颗粒的表面积成正比，不同矿物的表面积差别很大，如纯蒙脱石为810m2／g，干净的石英砂为0．01m2／g，表面积越大，水化程度越高。这样，就使泥页岩膨胀系数增大，而抗压强度降低。

;②离子水化。粘土中的阳离子可与钻井液中的阳离子进行交换，这种可交换的阳离子表面形成水化膜而引起离子水化。离子交换能力与可交换阳离子（AI+3、Fe+2与Si+4交换，Mg+2、Fe+2与Al+3交换）的含量与其所处位置以及可发生交换的补偿离子的类型有关。伊利石中含有的补偿阳离子为蒙脱石的3～6倍，且靠得比较近，与晶格中心的负电荷有较大的吸引力，使之难以发生交换。而交换能力大的钠蒙脱石才能同时发生表面水化和离子水化。

;滤液中的OH一会促使粘土表面层中的H十解离，也可靠H+直接吸附于粘土表面，使粘???表面负电荷增多，水化能