钻探技术毕业论文

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学位号 吉林大学毕业生论文 钻井过程中钻具吸附卡钻事故成因及处理技术

毕业专业： 钻探技术 导 师： 王 生 毕 业 生： 答辩日期： 附件二

任 务 书 指导教师： 年 月 日

目 录 概

述............................................................5 吸附卡钻成因与特征..............................................6 (一）客素（因（

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题.......................................................8 四．化学－物理处理方法原理及实例注意事项............................9 （一）化学

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理.................................................9 （二）化学－物理处理规程及注意事项...........................................9 结语...........................................................11 参考 献

...................................................12

致

谢...............................................................13

钻井过程中钻具吸附卡钻事故成因及处理技术 作者 摘 要 针对钻井过程中常遇的吸附卡钻事故，就其成因、产生条件及处理技术方法进行了较为详细的论述结合工程实例对新研制的ＸＳ－ １ 型解卡剂作用机理进行了分析、应用并提出了具体的操作规程和注意事项。 关键词：钻井 吸附卡钻 粘土层 套铣法 化学－ 物理法 ＸＳ－ １ 型解 卡剂 一．概述 石油、水文、地热、盐矿等所有的钻井工程钻遇常见的地层主要有：第四系、第三系松散层、粘土、泥岩、页岩等水敏性地层。在这类地层中由于岩层遇水极易出现膨胀、缩径和剥落等问题，从而严重威胁着钻具在井内的安全。 所以，在钻进过程中泥浆使用稍有不慎或者突遇停电、泥浆不循环的情况下，很容易导致吸附卡钻事故（也称粘钻）。 据统计，在河南郑州、新乡、开封、周口、漯河等地区每年平均建造６００ ～ １３００ ｍ 中深地热井约３０ 眼，其他１００ ～ ３００ ｍ井５０ ～ ８０ 眼，总投资８０００ ～ １２００ 万元。 而在这些地区钻井时，常见的问题则是吸附卡钻事故频繁，几乎每眼井都不同程度地遇到此类事故。 轻者，强拉或套铣则可在２ ～ ５ 天内处理完毕；重者，１０ ～ ３０天处理完毕，甚至造成钻具和水井报废，从而造成巨大的经济损失。 二．吸附卡钻成因与特征 吸附卡钻事故的形成有地层客观原因和人为主观原因两个方面，这两种原因同时出现时则容易发生此类事故。 (一）客观因素 主要是钻遇松散层、粘土层和泥页岩等地层，特别是钻遇较厚粘土地层时，最容易产生吸附卡钻事故。 这些地层的共同特点是： 1.地层岩性力学性能和稳定性差； 2.具有较强的亲水性，遇水极易产生膨胀、缩径和坍塌，为水敏性地层； 3.容易形成较厚的泥皮，最大泥皮厚度可达６ｍｍ； 4.其主要矿物成分为粘土矿物，原生矿物有石英、长石和云母；次生矿物主要有高岭石、水云母、蒙脱石、倍半

氧化物（Ａｌ２ Ｏ、Ｆｅ２ Ｏ３ ）、ＣａＣＯ３ 、ＭｇＣＯ３ 、腐殖质等。 （二）人为主观因 在钻井过程中当遇到上述地层时，若遇到下述人为情况时则很可能造成吸附卡钻事故。 1.泥浆失水量过大、井壁泥皮厚度＞２ ｍｍ； 2.不提钻维修泥浆泵时间＞５ ｍｉｎ； 3.突然停电或设备故障，而没有及时提钻； 4.当钻遇较厚水敏性地层时，没有经常上下提动井内钻具进行划眼； 5.钻具最大外径与钻井直径间隙过小； 6.井斜严重或使用弯曲钻杆。 这些都是造成吸附卡钻的人为因素，其中任何一项都可能导致该类事故的发生。 （三）吸附卡钻的特征 过钻具自身重力的３０％ ～１００％，经过强力提升最终可使钻具拉至地面。 严重的吸附卡钻特征是：钻具拉不动，反复强力提拔，仅出现钻具材料的拉伸量。 其拉伸量根据钻具的长短不同而不同，当拉伸量超过金属材料的极限值时，则钻具可能被拉断。 无论是轻微的吸附卡钻还是严重的吸附卡钻，其具有的共同特征是： 1.粗径钻具或钻铤被吸附； ２.泥浆都可以正常泵入和循环，这也是与埋钻事故最根本的区别。 三．传统处理方法及存在问题 吸附卡钻是钻井工程中常遇到的一种事故，特别是进行深层地热钻井时，由于井深和钻遇粘土层较多，更易发生吸附卡钻事故。 传统的处理技术方法主要有： １.采用反丝钻杆将井内事故钻具一一返出，最后再用大一级的岩心管将井内钻头或钻铤套出； ２.采用千斤顶配合强力提拔处理井内事故钻具； ３.采用套铣法人工转动逐步向下铲取吸附在钻具上的泥皮和水化后的粘土。 前２

种方法由于处理时间长、成本高、对设备和钻具的危害性大，逐步被淘汰。