卡钻事故原因分析及处理
冯宗伟
（长城钻探钻井液公司技术中心，北京）
摘要正确分析钻井过程中发生的卡钻事故原因，根据井下卡钻类型做好相关的防卡预案和解卡措施，是实现安全、快速和低成本钻井的关键。

本文分析了钻井过程中所出现卡钻
钻井成本。

1 卡钻事故类型及产生的原因
1.1 沉砂卡钻
用清水钻进或用粘度小、切力低的钻下放遇阻且钻具的上提或下放越来越困难，转动时阻力很大甚至不能转动。

1.2 压差卡钻（泥饼粘附卡钻）
凡是使用水基钻井液和有固相钻井液时，钻井液中的自由水在液柱压力大于地
层压力所产生的压差作用下，渗入地层，而钻井液的固相部分难以渗入地层，则糊在井壁上形成了一层泥饼。

当钻具接触井壁时，尤其是在钻井液密度较高时在压差的作用下形成一个推力，将钻具压在井壁并嵌入泥饼中。

如果钻具与井壁泥饼所产
1）钻井液因素
钻井液性能不好，失水量过大，钻井液净化差，固相含量高，加之地层渗透性好，便会在井壁上形成厚厚的泥饼。

如果含沙量高则形成一层“砂饼”，从而提高泥饼的摩阻系数。

若遇到漏失层，钻井液中加入了堵漏材料（如锯末、贝壳渣等），这样同样会提高泥饼的厚度和摩阻力；另外，为了平衡高压地层而采用加重钻井液时，高密的钻井液会在非高压层产生很大的压
层钻井液，使钻柱四周有液柱压力存在，可以避免卡钻事故的发生。

4）井身结构
井斜过大，会使钻具的大部分贴在井
壁上，增加了粘卡的机会。

实践证明，定向井发生粘卡的频率超过了直井。

1.3. 键槽卡钻
键槽卡钻多发生在硬地层中，井斜和方位变化大时，形成了急弯（狗腿）的地
造成钻头泥包，排量不足而引起的钻头泥包，钻井液性能差引起钻头泥包而产生的卡钻。

1.4.1 泥包卡钻原因
1）钻井液循环
在没有钻井液循环的情况下钻进，失去了润滑和冷却钻头的手段而造成钻头迅速泥包，甚至烧死牙轮钻头轴承。

在没有钻井液冲洗井壁的情况下，所钻的井眼与
液通过，20min左右即可把钻头烧坏，如此时再开泵是开不通的。

干钻引起钻头泥包卡钻的现象主要有：①转盘负荷增大，上提钻具有阻力；②开泵后泵压下降，甚至没有泵压；③钻井液
返出正常，钻屑没有返出或突然减少；④井口不返钻井液，此时恢复循环已晚。

出现钻头泥包的征兆后，应立即停止钻进，分析情况并设法恢复循环或起钻检查。

干钻卡钻后是开不通泵的，应套铣倒扣处理。

钻的现象称为井塌卡钻。

一般在严重井塌之前，先有大块泥饼和小块地层脱落，换钻头后下钻不能到底，有时在钻井液中携带出大块未切削的上部岩石，在钻进中突然发生憋泵、上提遇阻、泵压上升、憋泵甚至钻具不能转动等现象，都说明可能是井塌卡钻[3]。

1.5.1 井塌卡钻原因
1）地层原因
膨胀，改变井壁岩石应力状态，导致井眼不稳定，井壁出现掉块、垮塌，严重时容易造成卡钻。

3）钻井液密度
钻进时，在井眼的形成过程中，岩石的原始应力状态遭到破坏，当钻井液密度小于设计密度时，钻井液液柱压力小于地层坍塌应力，井壁地层压力得不到及时的平衡，在岩石应力作用下岩石原始结构发生改变，破坏井壁的稳定性，引起卡钻。

岩屑及加重剂，致使井径缩小。

主要表现是：遇阻的位置固定，循环时泵压增大，上提困难，下放容易，起出的钻杆接头的上部经常有松软泥饼。

1.7 落物卡钻
由于操作不小心，将卡瓦牙、吊钳牙或其他小工具掉落井内，卡于井壁与钻具之间而造成落物卡钻。

2 各种类型卡钻事故的预防措施。

高度，避免抽泣作用引起的井壁坍塌。

2.3 压差卡钻（泥饼粘附卡钻）的预防
压差卡钻的预防措施主要是调节好钻井液性能，尽可能降低钻井液密度，提高
钻井液的润滑性能，降低泥饼的粘滞系数；并要加强活动钻具或采用加扶正器的方法使钻具居中[7~8]。

2.4 键槽卡钻的预防
为了防止键槽卡钻的发生，必须首先
严格执行操作规程，加强责任心就可避免其发生。

2.7 其他预防
卡钻并非无法避免，只要做好以下几点，就可以避免卡钻事故的发生。

1）保持良好的联系。

要求井队成员定时通报井眼的情况，要确保不断记录井眼状况，并在交接班时把情况交接清楚。

统计数据表明大多数卡钻事故发生在交接班
液性能参数在指定的范围内，特别是密度、流变性、低密度固相以及失水等。

当钻井液性能发生变化时，要及时找出发生变化的原因，并对井下情况作适当的调整。

5）不断地活动钻具。

在裸眼井段中，
任何时候都要尽可能保持钻具的运动。

6）保持井眼干净。

钻进时要尽快把岩屑携带出来，以保证井眼干净。

一定要牢记，在大肚子井眼和定问井中,要用更高的环空返速来有效地净化井眼。

在起钻前必
3.1 上提、下放和转动钻具解卡
在循环钻井液洗井的同时配合活动钻具，若卡的不严重时可以得到解决，但活动钻具要针对不同的类型的卡钻来进行，如果是沉砂卡钻或井塌卡钻则不要上提钻具，以免卡得更死，那么可以下放和旋转钻具，并设法憋开循环，用倒划眼的方法慢慢上提解卡。

起钻遇卡（键槽、缩径或泥包卡钻）
在浴井之前，首先要弄清卡点的深度，这可以根据弹性材料受拉时的拉力与伸长量的关系实测出卡点的位置，先用大钩以一定的力上提钻具，测出钻具受此拉力时的伸长量，可根据下式计算出卡点的井深
[5]：
式中：
L——卡点以上钻杆长度，m
E——钢材弹性模量，取 20.6⨯104Ma
式中：
V
——泡油量，m3
K hD ——井径附加系数，一般取
1.2-1.5
d
p
——钻杆外径，m
d
b
——钻杆内径，m
H
1
——环空泡油高度，m
3.3 上击、下击解卡
在钻进中若遇上垮塌、粘性、膨胀性
等易卡地层，可在钻杆与钻铤之间或在钻
铤之间接上震击器，一旦遇卡，便立即下
击或上击解卡。

起钻中遇卡，如缩径、键
槽等引起的卡钻经活动不能解除时，可以在卡点处倒开钻具，再接下震击器，对扣后，下击解卡。

然后循环洗井，慢慢上提钻柱，如仍有卡的现象时，可以转动钻具倒划眼轻轻上提[9~10]。

较长。

其倒扣、套铣的步骤如下[10]：将卡点以上钻具重量全部提起，使卡点附近钻具不受拉力和压力，然后倒转转盘，将钻杆丝扣倒开，起出井外。

如果倒出的钻具还不到卡点处，可用反扣钻杆下接反扣公锥，下到井内钻具处造扣，然后上提，使卡点处钻具不受力，再反转转盘倒扣，如此反复进行直到将卡点以上钻具全部倒出，再进行套铣。

50m
扣处，在导爆索中部对准接头的同时，将钻具卡点以上的全部重量提起，并给钻具施加一定的倒扣力矩，点燃爆索爆炸时产生剧烈的冲击波及强大的震动力，足以使接头部分发生弹性变形，及时把扣倒开，
这与钻杆接头卸不开时用大锤敲打钻杆母接头后就可卸开的原理是一样的。

同时，由于导爆索爆炸产生大量的热，使钻杆接头处受热，熔化其中的丝扣油，并产生塑性变形，也有助于卸开丝扣。

这种方法具有安全、可靠、速度快、钻具一般不易破具顶上打水泥塞，再另侧钻一新井眼。

4 结论
坚持预防为主、安全第一的理念，在复杂的地质环境下对可能产生的卡钻事故做好提前预防,对现场钻井液工程师来说，。