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1、浅析钻井过程中钻头泥包原因及预防措施摘要：现阶段为了实现快速钻进，提升钻井效益，钻井过程中越来越多地使 用PDC钻头。由于各种因素的影响，经常发生PDC钻头泥包的现象，影响机械钻速， 给钻井安全造成影响，导致起钻次数增多。因此，加强对钻头泥包原因分析，采 取有效措施预防钻头泥包，对于安全高效钻井具有重要意义。关键词：钻头泥包；原因分析；技术对策1刖言为了实现快速钻进，钻井过程中越来越多地使用PDC钻头。由于各种因素的 影响，经常发生PDC钻头泥包的现象，导致起钻次数增多，甚至被迫使用牙轮钻 头。钻井中经常遇到钻头被泥包现象，主要表现在井下的软泥、泥饼、钻屑粘附 在钻头或扶正器周围，有的填塞在钻
2、头刀片或牙齿间隙中间，尤其是PDC钻头， 泥包表现更突出，严重影响机械钻速，在提下钻时增大阻力，容易发生井下抽吸 等负作用，造成了极大的不安全隐患。有必要对PDC钻头泥包的影响因素进行分 析，并制订相应的对策。2钻头泥包现象钻进过程中，PDC钻头使用没到期且所钻地层岩性没发生变化，如果出现以下 情况，就说明钻头被泥包了。钻头泥包是指钻头表面被泥团包裹着，发生钻头泥 包后，PDC钻头钻进困难，吃入地层难度增加，导致机械钻速下降，钻头泥包严 重时，会导致钻头包死，水眼堵住，使得泵压升高，钻进困难甚至无法正常钻进， 起下钻过程中发生泥包可能导致环空堵塞。钻头泥包可以从以下几个方面判断：（1）钻进中，
3、钻时明显增加，从每米几分钟上涨至几十分钟；（2）下钻或短起下后， 钻时较快，钻进几米后，钻时明显变慢；（3）钻进中，其它参数不变的情况下，泵压 上涨，扭矩变小；起出钻头后，切削齿、流道槽、保径部分有滤饼，说明在钻进过程 中发生了泥包。3钻头泥包原因分析造成PDC钻头泥包的原因主要有以下几个方面因素：（1）地质方面原因。上部地层不成岩的软泥易粘附于钻头表面，压实后易 造成钻头泥包；地层中的泥页岩虽成岩，但易于水化分散，吸附于钻头表面造成 钻头泥包；地层渗透率高，在压差作用下，吸附井筒内有害固相及未及时携带出 的岩屑，形成虚厚泥饼，起下钻时在PDC钻头下方堆积造成钻头泥包。（2）工程技术因素：钻进
4、中排量小，不能有效清洗井底及钻头，同时上返 速度不足，岩屑在井内滞留时间长，造成重复切削，尤其是中上部（4000m以上） 钻速高时尤为严重；在软泥岩地层，钻压过大，地层或钻屑与钻头表面形成直接 接触，造成钻头泥包；长裸眼下钻未进行中途循环，从井壁上刮下的泥饼或钻屑 则会泥包钻头。钻进中钻压不均匀使切削齿瞬间切入地层的深度不一致，特别 是钻时变慢后，盲目加压，造成泥包。（3）泥浆性能因素：泥浆抑制性差，无法控制泥页岩的水化分散；固含和 粘切过高，钻出的岩屑难于清除，易吸附在钻头表面；泥浆比重偏高，失水大， 易形成过厚的粗糙泥饼；润滑性能差、钻头表面无法形成有效的保护膜，钻井液 中的劣质固相易吸附
5、在钻头上；坂含高，形成过厚的粗糙泥饼，起下钻易造成钻 头泥包。钻井液性能方面：钻井液性能差，如失水大、滤饼厚、抑制性差、润滑 性能差等。（4）钻井设备影响。井队固控设备达不到快速钻井要求，尤其是除泥器和 除砂器，尽管钻进中开动率达100%，但除砂除泥效果差，由于固控问题导致钻 井液密度上升快，粘度增加，失水上升，不能有效的实现钻井液的低粘低切，减 弱了相同排量下钻井液对井壁的冲刷；同样，固相的增加和密度的升高为高渗透 性砂岩地层形成厚泥饼创造了条件。从而增加了泥包的可能。（5）钻头选型因素：水眼设计无法满足排屑要求；流道排屑角阻碍了钻屑 顺利脱离井底，防泥包技术不过关。（6）操作水平因素。下钻
6、速度过快，在井壁上不断刮削泥饼或钻屑，极易 造成钻头泥包；下钻时遇阻不是接方钻杆循环划眼冲洗钻头，而是下压或下冲， 从井壁上刮下的泥饼或钻屑则会泥包钻头；下钻到底时操作方法有误，如果先启 动转盘，后启动泵，同样也会造成钻头泥包；在软地层中钻进时，送钻不均匀。（7）井身质量问题，由于井身质量控制不好，出现严重狗腿情况，造成下 钻中钻头在该段贴靠井壁，发生PDC钻头堵水眼，泥包。（8）其它因素：井内钻具被刺穿等造成循环短路，而未及时发现造成钻头 泥包；干钻，由于泵上水不好，甚至是不上水，停泵后还在钻进。钻头泥包除地 质因素不能避免外。其它因素都是可以避免的。4钻头泥包对策分析使用PDC钻头对钻井液
7、和工程措施都提出了比牙轮钻头更高的要求，不能将 适合牙轮钻头的参数用到PDC钻头使用上。根据对PDC钻头泥包原因的分析，除 地层原因是无法进行人为调整控制的外，其它几方面的因素都是人为可控的，主 要采取以下措施来预防PDC钻头泥包。4.1合理配置钻井液性能钻井液性能是否良好是防PDC钻头泥包的重要因素。可以想象两种极端情况， 一是PDC钻头放入泥浆罐中，一是PDC钻头放入淤泥罐中，前者肯定不会泥包， 而后者肯定会泥包。要达到不泥包的状态，应调整好钻井液性能。调整钻井液性 能又主要是控制钻井液的失水，提高钻井液的抑制性、润滑性。（1）钻进中，应降低钻井液失水，避免地层吸水后形成厚滤饼阻卡等。（2
8、）抑制性：加入大分子包被剂、聚合醇等，抑制泥岩地层造浆、分散。(3) 润滑性：做到粘性泥岩的钻屑在PDC钻头上粘不起，必须加足润滑剂、 清洁剂，加量与当时钻井液密度等有关系。清洁剂加足是以钻井液不起泡为准， 润滑剂加量一般为1%3%。(4) 钻进中，应加强固相控制，只有尽量清除劣质固相，才能实现优良的钻井液性能。4.2工程措施预防工程措施也是防PDC钻头泥包的重要因素。PDC钻头钻速快、钻屑多，必须 要有足够的排量，迅速带出钻屑；否则重复切削会形成淤泥而泥包钻头。同时， 对其它措施也有较高要求。(1) 排量：低排量只适于牙轮钻头，而不适应钻井速度较快的PDC钻头。 对于PDC钻头要加大钻井液排
9、量，降低钻头泥包风险。(2) 钻压：在不井斜的情况下，加大钻压有利于提高钻速，但在软泥岩地 层加大钻压易形成泥包，送钻均匀，避免送钻不均匀造成PDC钻头泥包。(3) 下PDC前进行短起下，消除厚滤饼、阻卡，有利于防泥包。(4) 适当地层下PDC，防止因地层原因造成的泥包。加强PDC钻头选型， 以适应新钻地层。(5) 钻进中，钻时变慢，怀疑PDC钻头泥包，应将PDC钻头上提，离井底 12m，增大排量，提高转速，争取将部分泥包的钻屑甩掉，便于继续钻进。(6) 下PDC钻头前应测量起出的牙轮钻头外径，防止PDC钻头下入小井眼 遇卡，同时预防PDC钻头下入井径变小的井眼段，减少钻头泥包。(7) 下入P
10、DC钻头，由于有保径部位接触井周，相当于一个小扶正器，改 变了钻具的结构，导致刚性增强。因此，在厚滤饼段、井斜率变化大的井段要用 牙轮钻头通井，应有耐心坚持划眼，待井眼畅通后再下PDC钻头。(8) 优选PDC钻头，在易泥包地层选用排水槽大的PDC，使钻屑能容易及 时地排出，减少发生泥包。5结束语因此，预防PDC钻头泥包总的来说，使用优质钻井液，大排量钻进，操作精 细。使用PDC钻头有利于快速钻进，但是必须考虑到使用PDC钻头的特殊性， 克服使用牙轮钻头操作PDC钻头的惯性思维，认真解决各种不利的影响因素，加 强工程、地质、泥浆等各方面的沟通与配合。参考文献：1 邓传光，朱明玉，黄焰，等.PDC钻头泥包原因分析及对策J.钻采工 艺，2006,29 (6)： 127-129.2 屈沅治，孙金声,苏义脑.快速钻进钻井液技术新进展J .钻井液与 完井液,2004,21 (3)： 68-70.
