基本介紹
- 中文名：砂橋
- 外文名：sand bridging
- 學科：鑽井工程
形成原因,出現表征,
形成原因
1.在軟地層中用清水鑽進時極易發生,因為軟地層機械鑽速快,鑽屑多,而清水的懸浮能力差,岩屑下沉快。尤其是用刮刀鑽頭鑽進時,形成的鑽屑粒徑大,大者如鵝卵,小者如核桃,一旦停止循環時間較長,極易形成砂橋。
2.表層套管下得太少,鬆軟地層暴露太多,套管鞋下部的井徑太大,在平時循環時即積存了不少的岩屑,如果井內壓力有波動,這些陳砂失去了支持力,就要下滑而形成砂橋。測井作業經常在套管鞋附近遇阻,就是這個道理。
3.在鑽井液中加入絮凝劑過量,細碎的砂粒和混入鑽井液中的粘土絮凝成團,停止循環三、五分鐘,即形成網狀結構,搭成砂橋。
4.有些井機械鑽速快,鑽井液排量跟不上,鑽井液中的岩屑濃度過大,一部分岩屑附於井壁,排不出來,一旦停泵,就容易形成砂橋。在推廣高壓噴射鑽井技術的過程中,有些人主張高泵壓低返速,在理論上是講得通的,但在實際施工中,卻吃了不少苦頭。在勝利油田,以現有的鑽井液技術,在東營組以上地層中鑽進,Φ215.9mm鑽頭,鑽井液排量小於28L/s,Φ220mm三刮刀鑽頭,鑽井液排量小於32L/s,要想起出鑽具來,是非常因難的。
5.改變井內原有的鑽井液體系,或急劇地改變鑽井液性能時,破壞井內原已形成的平衡關係,會導致井壁濾餅的剝落和原已粘附在井壁上的岩屑的滑移,而形成砂橋。
6.井內鑽井液長期靜止之後,由於切力太小,鑽屑向下滑落,有的滑落速度快,有的滑落速度慢,有某一特定井段,岩屑濃度變得極大,但尚未形成具有一定抗壓強度的砂橋,因此,鑽頭可以毫不費力的通過,但是,鑽井液卻返不上來。遇到這種情況,如果鑽具下入過多,開泵過猛,就幫助岩屑擠壓在一起。泵壓越高,擠壓得越緊,鑽具活動就越困難。
7.有些井,施工時間很長,鑽井液性能不足以抑制地層的坍塌,使泥頁岩井段的井徑變得很大,而砂岩井段卻保持鑽頭直徑。鑽井液上返至大直徑井段,返速變小,靠近井壁的返速接近於零,大量岩屑就在此處沉積下來,如圖1中(a)所示。但這些堆集起來的岩屑,沒有粘合性,在自然傾斜角以內,處於穩定狀態,對於鑽進和起下鑽毫無妨礙。可是此處的岩屑越集越多,當達到自然傾斜角以上時,稍有觸動,即可垮塌,像雪崩一樣,將下部井眼埋住,如圖1中(b)所示。這些岩屑和鑽井液混合在一起,結構很疏鬆,所以下鑽時可能遇阻,也可能不遇阻。但開泵循環時,把岩屑擠壓在一起,形成砂橋,鑽井液返不上來,憋漏地層。泵壓越高,形成的砂橋越結實,如圖1中(c)所示。
圖1
圖18.用解卡劑浸泡解除粘吸卡鑽時,容易把井壁濾餅泡松泡垮,增加了解卡劑中的固體含量。排解卡劑時,如開泵過猛,泵量過大,極易將岩屑與濾餅擠壓在一起,形成砂橋。
9.鑽井液被鹽水污染後,極易破壞井壁濾餅而形成砂橋。
10.氣體（空氣、氮氣、天然氣、廢氣）欠平衡鑽井時，遇到地層水，會發生鑽屑潤濕、泡包，當濕鑽屑填充了環空時，形成泥環，會切斷氣流，嚴重時會發生卡鑽。
出現表征
1.下鑽時,井口不返鑽井液,或者鑽桿內反噴鑽井液。鑽頭進入砂橋後,由於砂橋隔斷了循環通路,被鑽具體積排出的鑽井液不能從井口返出,而被迫進入鑽頭水眼從鑽桿內返出,或者被擠入鬆軟地層中。
2.在砂橋未完全形成以前,下鑽時可能不遇阻,或者阻力很小,而且隨著鑽具的繼續深入,阻力逐漸增加,所以鑽具的遇阻是軟遇阻,沒有固定的突發性遇阻點。有時發生鑽具下入而懸重不增加的現象,這是因為鑽具增加的重量被砂橋的阻力所抵銷的緣故。
3.起鑽時若發生砂橋,則環空液面不降,而鑽具水眼內的液面下降很快。
4.鑽具進入砂橋後,在未開泵以前,上下活動與轉動自如,如要開泵循環,則泵壓升高,懸重下降,井口不返鑽井液或返出很少。
5.在鑽進時,如鑽井液排量小,或攜砂能力不好,在開泵循環過程,鑽具上下活動轉動均無阻力,一旦停泵則鑽具提不起來,特別是無固相鑽井液,這種情況發生的較多。
6.氣體鑽井時發現返出鑽屑中有水濕泥團、泵壓上升、返出氣體量減少甚至不返。起下鑽具有阻力。
