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钻头泥包的预防与处理

时间:2019-11-09 11:12:12
 
一、钻头泥包的现象
1、钻进时进尺明显变慢,或者说钻时明显升高;
2、增大钻压或减小钻压对钻速无明显影响;
3、地层变化时对钻速影响不大;
4、泵压略有升高,有时会出现高泵压,甚至堵死钻头水眼,阻塞循环通道;
5、钻头牙齿不能有效吃入地层,扭矩变小或扭矩波动范围减小;
6、起下钻出现“拔活塞”现象;
7、短起下钻过后钻速明显变慢,继续钻进可能会逐渐恢复原钻速而泥包解除,或者继续变慢造成严重泥包致无法钻进;
8、钻进中发生钻具刺漏、循环出现短路,处理完后钻速明显变慢。
 
二、钻头泥包的原因
1、地质因素:所钻地层为软泥岩,极易粘贴于钻头表层,压实后造成钻头泥包;地层中的泥页岩,易于水化分散,使井眼内泥质或固相含量大增,吸附于钻头表面造成钻头泥包;地层中含有分散状石膏,造成钻井液污染后,钻井液中的有害固相难于清除,使钻头被泥包的机率大增;地层渗透率高,吸附井筒内有害固相及岩屑形成厚泥饼,起下钻时在钻头下方堆积造成钻头泥包。
2、钻井液因素:钻井液抑制性差,无法控制泥页岩的水化分散;固相含量和粘切过高,钻出的岩屑难于清除,易吸附在钻头表面;钻井液密度偏高,失水大,易形成过厚的粗糙泥饼;润滑性能差、钻头表面无法形成有效的保护膜,钻井液中的劣质固相易吸附在钻头上。
3、工程因素:钻进中排量小,不能有效清洗井底及钻头,上返速度不足,岩屑在井内滞留时间长,粘附于井壁形成厚泥饼,尤其是中上部钻速高时更为严重;在软泥岩地层,钻压过大,地层或钻屑与钻头表面形成直接接触,造成钻头泥包;长裸眼下钻未进行中途循环,从井壁上刮下的泥饼或钻屑则会泥包钻头。
4、钻头选型因素:水眼设计无法满足排屑要求;流道排屑角阻碍了钻屑顺利脱离井底。
5、操作因素:下钻速度过快,钻头不是在顺着螺旋型轨道向下滑行,而是在井壁上不断刮削泥饼或钻屑,极易造成钻头泥包;下钻时遇阻时下压或下冲,从井壁上刮下的泥饼或钻屑则会泥包钻头;下钻到底时操作方法有误,如果先启动转盘,后启动泵,也会造成钻头泥包;在软地层中钻进时,送钻不均匀。
 
三、钻头泥包的预防
1、钻井液技术措施
(1)混油或增加润滑剂投入量,使钻屑不易粘附到钻头上;
(2)加大钻井液中聚合物含量,控制失水,提高泥饼质量;
(3)加入大分子包被剂、聚合醇、页岩抑制剂等,提高钻井液抑制性,减少泥页岩的水化分散;
(4)降低钻井液粘度、切力,及时清除劣质固相;
(5)对高渗砂层,可使用屏蔽暂堵技术,减少渗透性漏失;
(6)对含膏岩层,应提前加碱,防止其污染钻井液。
(7)PDC入井后,配置一定量的清洁剂(表面活性剂),钻进前先对钻头加以清洗。
2、工程技术措施
(1)做好PDC钻头的选型工作,钻头水眼、流道设计应利于排屑;
(2)上趟起钻前,应充分循环钻井液,清洗井眼,防止起钻后滞留在井眼内的钻屑继续水化分散;短起下钻,对井壁泥饼进行刮削、挤压,将厚泥饼拉薄、压实,保证井眼畅通;在钻头泥包高发区,也可使用牙轮通一趟井。
 
(3)下钻前在钻头流道表面涂满黄油,形成一层保护膜,减少钻头与钻井液中的劣质固相直接接触的时间,或者把钻头包起来;
(4)下钻中途要进行循环,将钻头冲洗干净;下钻时钻头不断刮削井壁,井壁上的泥饼或滞留于井内的钻屑会在钻头下堆积,到一定程度便会压实在钻头上。
(5)下钻过程中适当控制速度,防止钻头突然冲入砂桥,钻进一堆烂泥中;如果速度恰当,PDC钻头会顺着上一只钻头所钻的螺旋形井眼轨道行进,而不是在井壁上划拉下大量泥饼。
(6)下钻到底时必须先开泵,尽量提高排量充分冲洗井底和钻头,等排量满足要求后再轻压旋转钻进0.5-1m。
(7)尽量采用低钻压、高转速、大排量钻进,保证PDC钻头的充分清洗与冷却;
(8)操作要精细,送钻加压一定要均匀,不能忽大忽小。
 
四、钻头泥包的处理
1、停止钻进,提高排量加强水力冲洗效果,上提钻头脱离井底,提高转速增大离心力使泥块易于甩出,并上下大幅度活动几次,然后下压至井底不开转盘循环5-10分钟,将上述过程反复操作;如果在2个循环周内无效,应考虑起钻。
2、发现钻头有泥包迹象,应立即停钻并配置清洁剂在第一时间打入井内对钻头进行清洗。