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中江水平井水平段卡钻原因分析及预防措施摘要：中江XX井是川西中江地区的一口长水平段水平井，设计井深3830m，水平段长990m。中江地区地层裂缝发育，普遍存在井壁失稳现象，极易产生掉块，本井二开裸眼段长，更恶化了井壁失稳，导致产生大量掉块，因掉块在井眼局部堆积形成砂桥造成水平段卡钻。卡钻发生后，仔细分析了卡钻原因，总结出一套预防措施，通过优化钻井液性能，优选钻井工具、钻具组合，加强井眼净化，以及出现复杂时正确的处理，顺利完成了该井的施工。为川西中江地区水平井的施工提供了宝贵经验。关键词：中江地区；井壁失稳；掉块；卡钻；预防措施 1中江XX井概况及事故发生、处理经过中江XX井是四川盆地川西坳陷中江构造南东翼的一口长水平段双靶点水平井，以下沙溪庙组JS33-2砂组为主要目的层，设计井深3830m，水平段长990m。井身结构为：导眼Ф444.5mm×102m，套管Φ339.7mm×100m；一开井眼Ф311.15mm×2202m，套管Φ244.5mm×2200m；二开井眼Ф215.9mm×3830m，套管Φ139.7mm×（2100-3828）m。二开钻进至井深2300m，由于实钻录井资料显示地层与设计预告层位相差较大，增加斜导眼设计，先钻斜导眼，对主要目的层取心、测井，探明地层情况，再实施水平井施工。水平井主井眼于2290m处开始侧钻，依井眼轨道设计钻进至2842.48m顺利中A靶，进入水平段稳斜钻进，水平段钻具组合：Ф215.9mmPDC钻头+Ф172mm1.5°单弯螺杆（扶正器外径Ф212mm）+Ф210mm扶正器+回压阀+Ф127mm无磁承压钻杆+MWD悬挂短节+Ф127mm加重钻杆6根+Ф127mm钻杆60根+旁通阀+Ф127mm钻杆45根+Ф127mm加重54根+Ф127mm钻杆42根+411*520+Ф139.7mm钻杆。稳斜钻进至井深3015.59m，钻完一单根，准备上提钻柱测斜。上提钻具摩阻较大，旋转上提钻柱倒划井眼（转速40RPM），顶驱扭矩波动较大（10-19Kn.m）。为防止钻柱在转动上提过程中卡钻，未继续倒划眼，立即采取下划的方式处理，并重新划至井底，扭矩正常。之后，停顶驱带泵上提钻柱，原悬重1200KN、正常上提1300-1400KN，上提至井深3011.7m时遇阻，最大上提吨位1500KN。随即向下窜动钻柱，最小下放至1000KN（正常下放1100-1200KN）无法放脱。钻井液循环正常，但无法正常上提下放钻柱，判断发生卡钻事故。卡钻后，先后使用了多种处理办法，分别有大力上下活动钻具；上下窜动、旋转钻柱并扭转下放活动；打稠浆携砂，并配合活动钻柱；地面震击器震击；泡油；重锤震击；泡解卡剂；憋压解卡；降压解卡。均未能解卡，决定倒扣，填井侧钻。倒扣成功后，落鱼长度621.46m，鱼顶深度2390.24m，回填至井深2260m，侧钻继续施工。2卡钻原因分析根据卡钻前摩阻增加，卡钻后开泵泵压正常，卡钻后调整泥浆循环期间返出大量掉块等现象，以及根据返出掉块岩性、目的层取心情况，分析认为，卡钻是由于井眼井壁失稳，井壁大量掉块剥落形成砂桥造成砂桥卡钻，不排除卡钻未能及时解卡，转化成砂桥卡钻和粘附卡钻的复合卡钻。2.1地层原因中江XX井二开裸眼段地层为沙溪庙地层，主要岩性为泥岩、砂岩不等厚互层。地层岩性详见下表：表2-1 二开裸眼段地层岩性情况地层垂深起止井段(m)垂厚(m)岩 性 简 述上沙溪庙组1969-2569600暗棕、棕、棕紫色泥岩、粉砂质泥岩与灰褐色粉砂岩、泥质粉砂岩及绿灰色细～中砂岩略等厚～不等厚互层。下沙溪庙组2569-2665（未穿）96紫褐、灰绿色泥岩、含粉砂质泥岩与灰绿色粉砂岩、浅灰色细粒岩屑砂岩、长石岩屑砂岩略等厚。上部夹厚层-块状浅灰色中-粗粒岩屑长石、长石岩屑砂岩。与下伏地层呈整合接触。表2-2 斜导眼主目的层取心情况取心井段（m）心长（m）层位岩性裂缝情况井深：2660-2668垂深：2642.73-2650.288下沙溪庙组上部为浅褐灰色中粒岩屑砂岩，下部为浅绿灰色中粒岩屑砂岩，下部夹含泥砾共发育平缝10条、斜缝2条，绕心体1/3周至3/4周，均为中缝，缝长10-25cm，缝宽0.1-0.5mm，未充填 图2-1 斜导眼取芯情况 图2-2 水平井眼掉块情况沙溪庙组的地层岩性以泥岩、砂岩为主。根据取心情况以及掉块岩性分析，泥岩层理性强且存在微裂缝，层理及微裂缝为泥岩的水敏效应提供了通道, 泥岩水化后产生的膨胀压超过其胶结强度时又产生新的裂缝, 促进了钻井液滤液的进一步侵入；砂岩结构疏松，裂缝发育，且多为平缝, 一方面为渗透水化提供了渗流通道, 另一方面增强了毛细管力作用,进一步促进了渗透水化, 降低了井壁岩石强度。这种恶性循环极易导致井壁周围岩石发生掉块、坍塌，更加大了地层失稳的