深孔岩心钻探事故处理给我们的启示

关于地质岩心钻探各类孔内事故的预防和处理方法前人已有诸多总结,不再赘述。我们通过处理深部钻探若干典型孔内事故的实践,可得出一系列经验与教训,概括起来,主要有以下几个方面。

1.要遵循孔内事故处理原则

钻探施工中钻孔事故是不可回避的,事故类型、原因各异,处理方法多种多样,但必须遵循事故处理基本原则。孔内情况复杂多变,事故的处理难以公式化,要因情况而异,现场应变能力要强。对具体孔内事故要认真分析、判断,以确定正确的处理方案,少走弯路,减少次生事故发生。

2.保持孔壁稳定和孔底干净是关键

深部钻探因钻孔通道长,套管护壁必定有限,大部分孔段都处于裸眼状态,保持钻孔孔壁稳定和孔底干净是前提。尤其要高度重视泥浆护壁性能及悬浮岩粉、岩屑的能力,否则就难以保证安全钻进,出了孔内事故也难以处理。例如,深部钻探一次提下钻耗时很长,往往一个简单的钻杆折断事故就有可能酿成岩粉沉淀埋钻或孔壁掉块卡钻等重大事故。

3.选择事故处理方案要慎重,杜绝盲目性

一旦发生孔内事故,尤其是较复杂的事故,要通过专门会议认真分析和论证,集思广益,用作图、理论分析及模拟试验等方法对选定处理方案进行综合分析,提出切实可行的技术措施。要充分考虑每一个处理方案的后果,即使因某种原因未能达到预期目的,但起码应做到不至于继续往孔内丢东西或给下一步处理造成不应有的障碍和困难,每走一步都必须留有余地。在走第一步时,要充分考虑第二步、甚至第三步。在按方案处理的过程中,还应根据情况的进展及变化随时修正方案,加工完善处理工具,保持处理事故的连续性,提高处理效果。

4.事故处理要速战速决,以防延误有利时机

无论孔内事故复杂程度如何,都要集中力量抓紧时间处理,避免因长时间停顿而使事故恶化。特别在不完整地层,孔壁的稳定与时间成反比,所以要创造各种有利条件,速战速决,以降低孔内事故处理风险。

5.钻孔事故预防与处理作业要点

1)发生任何孔内事故,只要冲洗液能循环,必须保持孔内冲洗液循环。必要时,可根据地层情况调整泥浆性能,加大泵量冲孔,以利于事故的处理。

2)在复杂地层提升事故头上部钻具时要及时回灌钻孔,以保证孔内压力平衡,防止地层坍塌、掉块。

3)复杂地层裸眼孔段泥浆由稠换稀或密度由大换小时,应从上部逐渐冲孔循环替换,不能从孔底直接顶换,以防泥皮大量脱落出现卡钻、埋钻。

4)深孔灌注水泥或固井后,扫、透孔内水泥浮灰或水泥塞时,务必采用较高黏度和密度的泥浆循环,以防水泥粉快速沉淀,抱死钻具。

5)深孔裸眼孔段泥浆静止时间较长的情况下,下钻冲孔时,不宜将钻具一次性下到孔底,以防孔内下部岩粉沉淀及泥浆黏度高,静切力大造成吸附卡钻或憋泵。应将钻具下到某一安全孔段,逐渐冲孔循环到底。

6)施工过程中,提钻遇阻或在钻孔弯曲段遇卡钻时,不能盲目强拉、硬顶,应上下活动,回转上扫,以防钻具卡死或折断;下钻遇阻时,不可强蹾或加压扫孔,以免扫出新孔或造成卡钻事故,应上下窜动钻具,轻压、慢转扫孔。

7)埋钻时不能强拉、硬顶,以防折断钻具,应采用套扩、油脂浸泡或反脱与套铣相结合的办法处理。

8)严禁在深部复杂地层、弯曲度大的孔段和造斜钻孔试下套管,必要时宜用刚性带扩孔器的长钻具扩孔或划孔。

9)尽量不选择劈扫孔内事故钻具的方法处理卡、埋钻事故,该方法处理后易使大块钻具碎块贴在孔壁上或超径处,易造成二次卡钻事故。若必须采用该方法处理时,劈扫钻具后,应灌注水泥固孔或下套管隔离,较为安全。

10)若孔内发生绳索取心钻杆卡、埋钻事故,需采用反丝钻杆反钻具时,尽量采用打捞矛工具,以提高反钻具效率和安全性。

11)采用捞钩打捞孔内大量电缆、钢丝绳落物事故时,应首先探明事故缆绳上部位置,不能盲目将捞钩插入太深,以免造成缆绳聚积卡钻次生事故。

12)需用反事故钻具处理深孔卡、埋钻事故时,有条件情况下尽量采用卡点爆破技术,避免使用反丝钻杆。