浅谈钻孔施工卡钻
导读：
1、由于岩石本身膨胀形成的卡钻事故
所谓卡钻事故，理论上，是由于钻孔形成后，岩层中出现自由面，岩石本身失去压力平衡，加之冲洗液（泥浆）对岩层的渗透，使岩石产生膨胀，岩石便向压力小的方向凸出，使钻孔直径缩小，从而导致卡钻；推理上，似乎存在这种卡钻的可能性，但在钻探穿过的各类岩层中，因岩石膨胀引起卡钻为数极少。在煤田地质勘探中常见的岩石有硅藻土、膨润土、泥岩、砂岩、砾岩、石灰岩和火成岩等。其中，硅藻土、膨润土、泥岩具有遇水膨胀性。在同等条件下，膨润土膨胀率为10倍以上，其它的岩石膨胀率为3~5倍，在正常钻进中，不能突然膨胀，使孔径缩小卡住钻具。具有膨胀性岩层并不是无止境的向孔内膨胀，它们只能在钻孔周围2~3m的范围内产生微量膨胀。在该范围以外的岩石，因受围岩压力的控制，不可能在某段时间内，无止境的或突然向钻孔内凸出来，明显使孔径缩小，并且遇水膨胀的岩石又都比较松软，硬度只达到二至三级，极易受到外力的破坏。此类岩石在一定时间内膨胀凸起的部分，小于钻具摩擦而削去的部分。加之松软岩石极易被冲洗液（泥浆）冲刷破坏，只能使孔径扩大而不能缩小。纵观钻探工程，具有膨胀性岩层孔段的孔径都大于坚硬岩层孔径。由此可见，由于某种膨胀性的岩层产生膨胀缩径，危害钻孔或造成孔内事故的理由是不十分充足的，把一些挤夹事故分析判断为钻孔缩径造成，归结为自然现象是没有根据的。
2、岩层渗透率良好、岩石吸水性强，泥皮增厚而形成的卡钻事故
钻孔穿过的各类岩层中，性质各有不同，有的渗水，有的不渗水，也有的涌水。在渗水岩层中，渗透率也有差异，有的渗水率良好，也有的渗水率较差。渗透率良好的岩层，加上钻孔泥浆柱的压力作用，极易使泥浆中迅速失去水分。失去水分的泥浆变成胶体的粘泥吸附在井壁上，形成泥皮逐渐增厚或迅速增厚而产生缩颈，直至堵死某段钻孔。这种缩颈卡钻事故，慢者几十个小时，快者十几分钟，即可将某段钻孔部分或全部堵死而造成孔内卡钻事故。
在渗水岩层中，这种缩径形式在不断进行着，吸水岩石时刻都在吸附泥浆中的水分。正常钻进，泥浆正常循环时，泥皮也与时间成一定比例增厚的同时，也被钻具旋转或上下磨削而变薄，其被削去的泥皮又被冲洗液（泥浆）带走，加入冲洗液之中，而随冲洗液循环，从而不致于堵死钻孔。但是，泥浆中的水分子在不断减少，而泥浆的粘度在不断加大，迫使人们调整泥浆粘度。所以，在正常钻进中，很少发现泥皮增厚挤夹钻具。如果某种原因停钻，停止泥浆循环时间较长，渗水岩层就会很快将泥浆中的水分子吸走，使这一孔段的孔径缩小或堵死，致使不能下入钻具，这种现象不仅在某一地区发生，其他地区也发生过。
3、由于岩层渗透率良好而引起的钻孔卡钻事例
3.1长白5-1号孔，在孔深350m之前正常钻进，350-400m漏水，采用加大泥浆粘度堵漏后，进行钻进。当上余没有时，掰开立轴加单根钻具，停泵15min后，钻具提拉不动，用反丝钻具处理至350m时，往下再也反不动，反丝钻具扭断多次，而正丝钻具还是反不回来。后来采用粗径钻具套一根，反一根，在反上来的钻杆上，固结着圆柱形失去水分的固体粘泥，用手难取下。这说明，渗水性好的地层对泥浆中水分的吸收作用是很强的。该孔多次在这一孔段发生过夹钻事故，有时钻具下到350m被托住，象扫岩芯一样扫到孔底。这时，如果停泵十几分钟，钻具就有可能被卡住。主要是因为：泥浆固相含量多，失水量大，泥浆失水后迅速将钻具卡住，致使该钻孔未达到设计深度而终止。
3.2长白8-2号孔，孔深700m，在300-400m孔段，是渗透率好、吸水性强、泥浆粘度增加迅速，先后发生2次卡钻事故。参照长白8-2号孔处理办法，解除了卡钻事故后，加强了泥浆管理，加大泥浆处理剂费用的投入，使泥浆性能满足该钻孔地层要求，使该孔达到设计要求。 [page]
3.31992年，在某油田油井，其岩层为泥岩，具有很强的吸水性。当油井达到设计要求深度时，由于某种原因未能及时测井，等电测井时间过长，而且又没有经常循环泥浆，导致井径缩小，测井仪器不能下到应测井段，采用向泥浆中加入泥浆处理剂，调整泥浆性能，减少泥浆失水量。后经再次扫孔得知，油井多处孔段发生缩径。这说明，此种缩径形式在认识上确认了吸水良好岩层对泥浆的吸水作用，导致卡钻事故。
在分析上述事故原因时，曾产生过争论，部分人认为，是岩层本身的膨胀缩径造成的钻具挤夹事故，并列举了以往施工中钻孔发生的卡钻事例，认为岩层膨胀缩径造成多起卡钻事故，有的处理不了而将钻孔报废。而另一部分人认为，是由于钻孔穿过渗水地层，岩石吸水性强，使用了固相含量多、失水量大的泥浆，加上泥浆柱的压力，因岩石吸走了泥浆中的水分，使部分孔段泥浆由流体变成固体，使钻具牢牢固结住才是卡钻事故的根本原因，并提出相应的依据。最后，共同认识到，劣质泥浆受某种吸水性强的岩石的作用，使泥浆性能发生变化所导致结果。
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