卡钻事故的形成有地层客观原因和人为主观原因两个方面,这两种原因同时出现时则容易发生此类事故。
1. 客观因素
主要是钻遇松散层、粘土层和泥页岩等地层,特别是钻遇较厚粘土地层时,最容易产生吸附卡钻事故。这些地层的共同特点是:
(1) 地层岩性力学性能和稳定性差;
(2) 具有较强的亲水性,遇水极易产生膨胀、缩径和坍塌,为水敏性地层;
(3) 容易形成较厚的泥皮,最大泥皮厚度可达6mm;
(4) 其主要矿物成分为粘土矿物,原生矿物有石英、长石和云母;次生矿物主要有高岭石、水云母、蒙脱石、倍半氧化物(Al2O、Fe2O3) 、CaCO3 、MgCO3 、腐殖质等。
2 .人为主观因素
在钻进过程中当遇到上述地层时,若遇到下述人为情况时则很可能导致吸附卡钻事故:
(1) 泥浆失水量过大、井壁泥皮厚度> 2 mm;
(2) 不提钻维修泥浆泵时间> 5 min ;
(3) 突然停电或设备故障,而没有及时提钻;
(4) 当钻遇较厚水敏性地层时,没有经常上下提动井内钻具进行划眼;
(5) 钻具最大外径与钻井直径间隙过小;
(6) 井斜严重或使用弯曲钻杆。这些都是造成吸附卡钻的人为因素,其中任何一项都可能导致该类事故的发生。
吸附卡钻是钻井工程中常遇到的一种事故,特别是进行深层地热钻井时,由于井深和钻遇粘土层较多,更易发生吸附卡钻事故。传统的处理技术方法主要有:
(1) 采用反丝钻杆将井内事故钻具一一返出,最后再用大一级的岩心管将井内钻头或钻铤套出;
(2) 采用千斤顶配合强力提拔处理井内事故钻具;
(3) 采用套铣法人工转动逐步向下铲取吸附在钻具上的泥皮和水化后的粘土。前2 种方法由于处理时间长、成本高、对设备和钻具的危害性大,逐步被淘汰。目前常用的是“套铣法”,它是广大钻探工作者在长期的实际工作经验中总结出的一种简单的处理方法。