海洋钻井卡钻问题分析与预防处理措施邓涛

海洋钻井卡钻问题分析与预防处理措施邓涛

邓涛

中海油田服务股份有限公司钻井事业部广东深圳518000

摘要：随着我国经济实力的快速发展，对于能源的需求量在不断的增加，而我国具有丰富的海洋资源，其中海洋石油资源具有良好的开发前景。海上石油钻井是开发海洋石油资源时最关键的开采手段，其不仅能够完成海洋石油开采任务，还能为后期海洋资源的开发奠定建设基础。但是海上石油钻井实际运行中，经常会出现卡钻等问题，影响海上石油钻井工作质量。针对此类情况，本文主要深入分析海洋钻井卡钻问题，找到其中存在的问题并提出针对性预防处理措施，从而提高海上石油钻井工作质量，促进我国经济的可持续发展。

关键词：海洋石油；卡钻；钻井；防治措施

前言：

海上石油钻井是一项极其复杂的工作，其在实际的开展中，经常会受到外界因素的影响导致工作质量达不到预期的效果。在实际工作中，海洋石油钻井技术是影响海上石油钻井工作质量的关键因素，但是在其应用过程中经常会出现卡钻等问题，进而影响海洋石油开采工作效率。为了能够提高海洋石油钻井工作效率，采取针对性预防处理措施，解决以往存在的问题，从而大幅度提高工作质量，确保海洋石油钻井工作的安全开展。

一、海洋石油钻井技术应用中卡钻问题的重要性

海洋石油钻井技术应用中卡钻主要指的是在石油钻井工作中，内部钻柱受到外界因素的影响，出现不能上下提放的情况，其会直接降低钻井工作质量。当在海洋石油钻井工作中发现卡钻情况，工作单位需要立即停止整体的钻井工作，并且要投入大量的资金和人力去维修出现故障的区域，提高企业的开采成本，降低企业经济效益。因此针对卡钻问题，工作单位需要严格的做好海洋石油钻井工作卡钻的预防措施，并做好后期的维护工作，避免再次出现同类的问题，因此海洋石油开采企业需要重视海洋石油钻井技术应用中卡钻的问题。【1】

二、海洋石油钻井技术应用中卡钻问题产生的原因

（一）吸附卡钻

通常情况下，吸附卡钻也被工作人员称为压差卡钻，其主要形成的原因为在海洋石油钻井过程中，钻柱需要停止循环和转动以便从地面位置增加配长，在钻柱重新工作时，其转动过程中会产生大量的压强，导致其周围出现液压膜。在海洋钻井工作开展中，需要明确钻眼的位置，然后钻柱向着指定的位置进行前进，其钻进方向会受到地质因素、温度因素、石油层等因素的影响出现较大的位置偏差，使得钻井内部的钻柱转动产生的液压膜出现破坏，导致内外部出现不同的压强，钻具设施在巨大压力差的作用下吸附在钻井壁上，而钻具不能工作后，会导致钻柱不能正常的进行上下提放操作，进而产生卡钻问题。【2】

（二）坍塌卡钻

坍塌卡钻主要指的是在海洋石油钻井工作中，其在剧烈外力变化的情况下出现区域性的坍塌或沉降等问题，导致钻具不能正常工作，钻柱卡死，出现卡钻情况。在海洋石油钻井卡钻问题出现的概率中，坍塌卡钻是其主要的因素之一。产生坍塌卡钻的因素主要由地质和物力化学两个因素构成。由于海洋石油钻井工作在海面上，其内部的钻井壁会根据钻井的深度出现不同程度的应力变化，导致钻具在工作中出现不同的应力场，影响钻具与钻井壁的动态平衡，如果这时，外界因素变化过快，将会直接出现钻井坍塌问题，进而出现海洋钻井卡钻问题。地质因素是造成坍塌卡钻的关键因素之一，在海洋钻井作业中，钻井液的压力会在海洋内代替作业区域的地质压力，这种情况下，会打乱钻井周围区域的应力场，不同区域的应力会有不同的钻井压力，尤其是在钻柱进行斜向前进时，其钻井壁内会存在一定程度的压力，在多方向压力的作用下，井壁内部压力失去动态平衡，进而会出现坍塌卡钻问题。物理化学因素是造成坍塌卡钻的另一个关键因素，其出现的主要原因为在钻井工作中，由于不同地质具有不同的毛细管作用和流体静压力等性质，在钻柱前进的过程中，该钻井区域的地质会遇到钻井液，出现地质膨胀情况，这种地质膨胀会降低钻井井壁的稳定性，从而造成坍塌卡钻的问题。【3】

（三）缩径卡钻

缩颈是造成海洋钻井卡钻问题的关键因素之一，其产生的主要原因是在钻柱前进的过程中，地表出现吸水膨胀进而造成钻井的井眼的直径缩小，导致钻柱停止工作出现缩颈卡钻的问题。由于海洋钻井地质状况过于复杂，其含有的某些岩层（例如泥页岩）具有遇水膨胀等特性或具有高吸水性的地层在遇到钻井液后，出现地质变化情况导致钻井直径缩小。尤其在地层倾角较大的钻井区域，其会受到压强的影响，易造成整层钻井地质位移，导致钻井井眼出现变形问题，进而造成缩颈卡钻问题，降低海洋石油钻井工作的质量。【2】

三、海洋石油钻井作预防处理卡钻的措施

（一）吸附卡钻的预防处理措施

在遇到吸附卡钻问题后，相关工作人员可以采取加大排量的方法，提高钻具的振幅强度，使得钻井液与钻井壁之间形成较小的缝隙，去除内外部存在的压强，从而彻底的解决吸附卡钻问题。通过分析以往海洋钻井吸附卡钻出现的原因，压差是其主要的原因之一，因此在选择预防吸附卡钻措施时，工作人员应当重视压力差问题，需要重新配置钻井液的密度，通过降低钻井液的密度起到降低钻柱内外部压强的作用。在实际的应用中，工作人员可以采用优质的钻井泥浆液，并尽可能的缩短钻柱在井内的停滞时间，并避免因长时间工作导致钻井液固相含量过大，导致井内静液柱压力和地层孔隙压力压差过大，影响钻井质量。除此之外，优质钻井液还能在井壁附近形成薄而致密的泥饼，不仅能够提高钻柱上下活动的速率，还能控制钻柱内外部的压强差，降低吸附卡钻问题出现的概率，提高海洋钻井工作质量。【2】

（二）坍塌卡钻的预防处理措施

出现坍塌卡钻后，可以采用震击解卡的方式来解决坍塌卡钻问题，通过在易出线坍塌事故的区域进行安装随钻震击器，在出现卡钻问题后，可以通过震击钻柱，解决卡钻问题。对于海洋石油钻井工作中坍塌卡钻的预防措施，工作人员需要严格的分析所要钻井区域的地质信息，并采用加固措施来提高地质层次的稳定性，避免出现坍塌问题，进而保障海洋钻井工作取得良好的效果。【3】

（三）缩径卡钻问题的预防处理措施

海洋石油钻井工作中遇到缩颈卡钻问题后，工作人员可以在缩颈初期，通过适时进行短起下划顺井壁、调整钻井液参数等对应的措施来提高钻井设备的活动率，根据当地的钻井地质情况，选择合适的处理措施。另外，在缩颈井段起下钻、划眼或倒划眼等作业时要合理调整作业参数，控制速度，防止卡钻。在制定预防缩颈卡钻问题措施时，工作人员需要提高钻井液的性能，使钻柱在工作中降低泥浆沉积量，从而预防出现缩颈卡钻问题。【4】

结论：

综上所述，为了能够提高海洋石油资源开发力度，需要重视海洋石油钻井工作。在海洋石油钻井工作开展中，海洋钻井卡钻问题是影响海洋石油资源开采量的关键因素。本文通过分析常见的产生海洋钻井卡钻的原因，并提出针对性的解决措施，从而降低出现海洋钻井卡钻的概率，提高海洋石油资源工作质量，促进我国经济的可持续发展。

参考文献：

[1]帅世伟.浅谈海洋石油钻井平台安全风险以及风险管控分析[J].中国石油和化工标准与质量，2019（10）：74-75.

[2]杨亮.加强海洋石油钻井平台防爆电气设备安全性的方法[J].中国石油和化工标准与质量，2019（08）：26-27.

[3]汪彬.海洋钻井平台吊机立柱冷裂纹预防及返修[J].金属加工（热加工），2018（11）：33-35.

[4]解永超.海底泥浆举升水合物钻井系统设计与配置研究[D].中国石油大学（华东），2016.