砂橋卡鑽

砂橋卡鑽，又稱沉砂卡鑽，是指當井筒直徑大小不規則時，鑽井液往往在擴徑處產生渦流而使所攜帶的鑽屑下沉，在下面的縮徑處聚焦而形成的橋堵造成的卡鑽。

基本介紹

• 中文名：砂橋卡鑽
• 外文名： sand bridging
• 別名：沉砂卡鑽
• 學科：鑽井工程
• 預防：不用清水鑽進
• 處理：小排量進行循環

砂橋的特徵

1、下鑽時：

圖1

⑴鑽桿內噴漿，而井口內不返漿；

⑵下鑽時阻力逐漸增大，甚至遇阻；

⑶開泵循環，則泵壓升高，鑽具懸重下降。

2、正常鑽進時，一旦停泵則提不起鑽，而開泵循環則暢通無阻。

3、起鑽時，鑽桿環空液面下降，而鑽桿內孔的液面下降很快。

砂橋形成的原因

1、在軟地層鑽進，鑽速過快，鑽井液排量跟不上，岩屑濃度過大，一旦停泵就容易形成砂橋。

2、絮凝包被劑加量過大，岩屑絮凝成團，搭成砂橋。

3、表層套管未穿過鬆軟地層，鬆軟地層形成較大井徑，岩屑容易形成砂橋。

4、鑽井液比重，粘度降得太快破壞了井內原已形成的平衡，導致泥餅和岩屑滑落，形成砂橋。

5、長期停鑽，岩屑滑落，形成砂橋。

6、施工期長，泥岩剝落掉快形成超徑，岩屑在規則井徑處形成砂橋。

砂橋卡鑽的預防

1.最好不用清水鑽進。如用清水鑽進時,高壓循環系統(包括鑽井泵水龍頭在內)一定要進行高壓試運轉。試驗壓力不低於鑽進時的最高泵壓,運轉時間不少於兩小時。並要備用一根Φ50mm高壓水龍帶和與鑽桿配合的接頭,另一端與高壓管線上的2"高壓閘門相聯接,一旦水龍頭或水龍帶發生故障時,可用備用水龍帶循環。只要不停止循環,就不會發生大的問題,如果實在無法循環,就應立即起鑽,並注意連續向井內灌入鑽井液。

在清水鑽進時,雖能維持循環,但因其它設備或鑽頭髮生故障,不能繼續鑽進時,應將清水轉換成泥漿,使之符合設計要求,以鞏固井壁,並儘可能多的清除鑽屑,然後才能起鑽。否則,已鑽成的井眼將被鑽屑和垮塌的岩屑埋死。

2.最佳化鑽井液設計,鑽井液體系及其性能不僅要滿足高壓噴射鑽進的需要,還要滿足鞏固井壁、攜帶岩屑的需要,使鑽井液能形成堅韌低滲性的濾餅,藉以鞏固井壁。

3.鑽進時,要根據地層特性選用適當的泵量,既要能保持井眼清潔,又不能沖蝕井壁。起鑽前要徹底循環,清洗井眼。

4.在膠結不好的地層井段不要劃眼。當起下鑽、循環鑽井液而鑽頭或扶正器處於該井段時不要轉動鑽具,以保護已經形成的濾餅。

5.下鑽時,發現井口不返鑽井液或者鑽桿水眼內反噴,應停止下鑽。起鑽時,如發現環空液面不降,或者鑽桿水眼內反噴,應停止起鑽。應立即接方鑽桿開泵循環,開泵時套用小排量頂通,然後逐漸增加排量,待環形空間暢通,鑽柱內外壓力平衡後,方可繼續進行起下鑽作業。

如泵壓升高,恢復循環困難,應改變鑽頭位置後再開泵,可能會容易一些,因為此時鑽具是可以自由活動的,如在原地繼續憋壓,漏失的鑽井液越多,砂橋憋得越緊,就失去了活動鑽具的自由。如果改變位置後,仍然建立不起循環,那只有下決心往上起。

6.井徑擴大率控制在10～15%以內,因為井徑擴大是由於井壁坍塌造成的,井壁坍塌可以產生更多的岩屑。部分井徑擴大到一定程度,就成了岩屑最好的藏身所,一旦時機成熟,這些岩屑就會帶來不少的麻煩。只有最佳化鑽井技術,最佳化鑽井液技術,以快制勝,縮短鑽井周期,才有可能避免上述現象的發生。

7.在地層鬆軟,機械鑽速較快的時候,鑽井液中的岩屑濃度必然增大,此時應適當地延長循環時間,待鑽屑舉升到一定高度並均勻分布後,再停泵接單根。接單根速度要快,開泵時應先小排量後大排量平穩開通。

8.要維持鑽井液體系和性能的穩定。除密度根據需要可以隨時調整外,其它性能的改變,要慎重從事。如要改變,必須制定詳細地安全保障措施,防止各種性能的大起大落。安全、優質、均勻、穩定是維護鑽井液應遵守的原則。

9.粘吸卡鑽,往往用解卡劑浸泡解卡,排解卡劑時要特別小心,宜先用小排量開通,經一定時間後,再逐步增加排量。在解卡劑未完全排出井口以前,不能隨意停泵、倒泵。因為失去循環的連續性,是形成砂橋的主要因素。

10.裸眼井段,鑽井液靜止的時間不能過長,特別是鬆軟地層未用套管封隔的情況下更要注意。因為井壁剝落現象是經常發生的,有時是周期性的出現。在正常循環時,剝落的岩屑同鑽屑一起被鑽井液帶出,同時鑽井液的流動阻力會給地層增加一定的回壓。停止循環後,這個回壓消失,井壁剝落速度會增加。同時長期積存於大井眼中的陳砂也可能滑移到鑽井液中。隨著時間的延長,這些岩屑越集越多,最終把井眼堵塞。

遇到這種情況, 處理起來比較麻煩,因下鑽時阻力很少,但開泵憋不通,只好起鑽到能正常循環的井段,劃眼下放。而劃眼下放稍快一點,就泵壓上升,懸重下降,司鑽必須立即上提鑽具,直到泵壓正常為止,否則,便會卡鑽。所以經常是前進一步,後退兩步,甚至要後退得更多, 這比正常鑽進要困難得多。同時在劃眼過程又極易劃出新眼,一旦出了新眼,要想用一般的辦法再找回老眼,那是難乎其難了。

11.含大量水的地層,不宜用氣體循環鑽進。

砂橋卡鑽的處理

砂橋卡鑽的性質和處理方法與坍塌卡鑽差不多,一旦發生就很難處理。不過砂橋比井壁坍塌的性質要輕微一些,有時還有可能用小排量進行循環,在這種情況下,就應維持小排量循環,逐步增加鑽井液的粘度、切力,待一切情況穩定之後,再逐步增加鑽井液的排量,力爭把循環通路打開,千萬不能貿然增加排量,增加泵壓,把砂橋擠死,斷了這一線希望。

圖2

如果開泵時,鑽井液只進不出,鑽具遇卡,無法活動,就應算準卡點位置,爭取時間從卡點附近倒開。此時絕不能等待觀望,貽誤時機,因為砂橋卡鑽有可能發展成粘吸卡鑽。下手越早,倒出的鑽具越多。

砂橋形成的位置,可能在上部,也可能在下部,但它的井段不會太長,不可能把井下鑽具全部埋死。如果砂橋在上部,最好先下炸彈把鑽頭炸掉或把鑽鋌炸裂，為以後恢復循環創造條件，第一次倒出的鑽具雖然不多,但有可能利用一次長筒套銑,即可把砂橋解除。然後將鑽具對扣,恢復循環,以後的事情就比較好辦了。如果砂橋在下部,應利用爆松倒扣的辦法,或用原鑽具直接倒扣，一次將未卡鑽具倒完,以下的鑽具只能用套銑倒扣或套銑切割的辦法來解卡了。 

砂橋卡鑽往往是在起下鑽過程中發生的,鑽頭不在井底,因此在套銑過程中,落魚有可能下沉。遇到這種情況,就應立即對扣,活動鑽具,有可能在活動中解卡。如果還能循環通鑽井液,一切問題可迎刃而解了。

如果鑽柱上帶有扶正器的話,砂橋往往在最上一個扶正器的上面,因此,套銑到扶正器以後,不必再擴眼去套銑扶正器,就可以接震擊器震擊解卡了。

砂橋卡鑽處理程式如圖2所示。