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鑽頭泥包的預防與處理

時間:2019-11-09 11:12:12
 
一、鑽頭泥包的現象
1、鑽進時進尺明顯變慢,或者說鑽時明顯升高;
2、增大鑽壓或減小鑽壓對鑽速無明顯影響;
3、地層變化時對鑽速影響不大;
4、泵壓略有升高,有時會出現高泵壓,甚至堵死鑽頭水眼,阻塞循環通道;
5、鑽頭牙齒不能有效吃入地層,扭矩變小或扭矩波動範圍減小;
6、起下鑽出現“拔活塞”現象;
7、短起下鑽過後鑽速明顯變慢,繼續鑽進可能會逐漸恢複原鑽速而泥包解除,或者繼續變慢造成嚴重泥包致無法鑽進;
8、鑽進中發生鑽具刺漏、循環出現短路,處理完後鑽速明顯變慢。
 
二、鑽頭泥包的原因
1、地質因素:所鑽地層為軟泥岩,極易粘貼於鑽頭表層,壓實後造成鑽頭泥包;地層中的泥頁岩,易於水化分散,使井眼內泥質或固相含量大增,吸附於鑽頭表麵造成鑽頭泥包;地層中含有分散狀石膏,造成鑽井液汙染後,鑽井液中的有害固相難於清除,使鑽頭被泥包的機率大增;地層滲透率高,吸附井筒內有害固相及岩屑形成厚泥餅,起下鑽時在鑽頭下方堆積造成鑽頭泥包。
2、鑽井液因素:鑽井液抑製性差,無法控製泥頁岩的水化分散;固相含量和粘切過高,鑽出的岩屑難於清除,易吸附在鑽頭表麵;鑽井液密度偏高,失水大,易形成過厚的粗糙泥餅;潤滑性能差、鑽頭表麵無法形成有效的保護膜,鑽井液中的劣質固相易吸附在鑽頭上。
3、工程因素:鑽進中排量小,不能有效清洗井底及鑽頭,上返速度不足,岩屑在井內滯留時間長,粘附於井壁形成厚泥餅,尤其是中上部鑽速高時更為嚴重;在軟泥岩地層,鑽壓過大,地層或鑽屑與鑽頭表麵形成直接接觸,造成鑽頭泥包;長裸眼下鑽未進行中途循環,從井壁上刮下的泥餅或鑽屑則會泥包鑽頭。
4、鑽頭選型因素:水眼設計無法滿足排屑要求;流道排屑角阻礙了鑽屑順利脫離井底。
5、操作因素:下鑽速度過快,鑽頭不是在順著螺旋型軌道向下滑行,而是在井壁上不斷刮削泥餅或鑽屑,極易造成鑽頭泥包;下鑽時遇阻時下壓或下衝,從井壁上刮下的泥餅或鑽屑則會泥包鑽頭;下鑽到底時操作方法有誤,如果先啟動轉盤,後啟動泵,也會造成鑽頭泥包;在軟地層中鑽進時,送鑽不均勻。
 
三、鑽頭泥包的預防
1、鑽井液技術措施
(1)混油或增加潤滑劑投入量,使鑽屑不易粘附到鑽頭上;
(2)加大鑽井液中聚合物含量,控製失水,提高泥餅質量;
(3)加入大分子包被劑、聚合醇、頁岩抑製劑等,提高鑽井液抑製性,減少泥頁岩的水化分散;
(4)降低鑽井液粘度、切力,及時清除劣質固相;
(5)對高滲砂層,可使用屏蔽暫堵技術,減少滲透性漏失;
(6)對含膏岩層,應提前加堿,防止其汙染鑽井液。
(7)PDC入井後,配置一定量的清潔劑(表麵活性劑),鑽進前先對鑽頭加以清洗。
2、工程技術措施
(1)做好PDC鑽頭的選型工作,鑽頭水眼、流道設計應利於排屑;
(2)上趟起鑽前,應充分循環鑽井液,清洗井眼,防止起鑽後滯留在井眼內的鑽屑繼續水化分散;短起下鑽,對井壁泥餅進行刮削、擠壓,將厚泥餅拉薄、壓實,保證井眼暢通;在鑽頭泥包高發區,也可使用牙輪通一趟井。
 
(3)下鑽前在鑽頭流道表麵塗滿黃油,形成一層保護膜,減少鑽頭與鑽井液中的劣質固相直接接觸的時間,或者把鑽頭包起來;
(4)下鑽中途要進行循環,將鑽頭衝洗幹淨;下鑽時鑽頭不斷刮削井壁,井壁上的泥餅或滯留於井內的鑽屑會在鑽頭下堆積,到一定程度便會壓實在鑽頭上。
(5)下鑽過程中適當控製速度,防止鑽頭突然衝入砂橋,鑽進一堆爛泥中;如果速度恰當,PDC鑽頭會順著上一隻鑽頭所鑽的螺旋形井眼軌道行進,而不是在井壁上劃拉下大量泥餅。
(6)下鑽到底時必須先開泵,盡量提高排量充分衝洗井底和鑽頭,等排量滿足要求後再輕壓旋轉鑽進0.5-1m。
(7)盡量采用低鑽壓、高轉速、大排量鑽進,保證PDC鑽頭的充分清洗與冷卻;
(8)操作要精細,送鑽加壓一定要均勻,不能忽大忽小。
 
四、鑽頭泥包的處理
1、停止鑽進,提高排量加強水力衝洗效果,上提鑽頭脫離井底,提高轉速增大離心力使泥塊易於甩出,並上下大幅度活動幾次,然後下壓至井底不開轉盤循環5-10分鍾,將上述過程反複操作;如果在2個循環周內無效,應考慮起鑽。
2、發現鑽頭有泥包跡象,應立即停鑽並配置清潔劑在第一時間打入井內對鑽頭進行清洗。