簡(jiǎn)述套管跟進(jìn)解卡作業(yè)

徐可一，成 周，鄭清云

（四川華鋒鉆探工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610000）

在巖心鉆探生產(chǎn)過(guò)程中，鉆具、鉆桿（以下統(tǒng)稱鉆柱）會(huì)因?yàn)槎喾N原因卡在鉆孔中，活動(dòng)受到限制，這種情況即稱為卡鉆，是最常見的鉆探生產(chǎn)事故之一。限制鉆具或鉆桿活動(dòng)的位置稱為卡點(diǎn)。在一次卡鉆事故中，卡點(diǎn)可能有一個(gè)或多個(gè)。

1 卡鉆原因

在地質(zhì)巖心鉆探實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，常見的卡鉆原因主要有以下幾種：

（1）井塌卡鉆：破碎、遇水分散、膠結(jié)疏松的孔壁崩塌、掉塊造成卡鉆。

（2）縮徑卡鉆：流塑性地層或部分水敏膨脹性地層中的孔壁發(fā)生變形致使孔徑縮小造成的卡鉆。

（3）泥包卡鉆：近鉆頭部分由于地層黏土水化膨脹粘附在鉆頭上造成卡鉆。

（4）沉砂卡鉆：巖粉沉淀或沖洗液排粉不足造成的卡鉆。

（5）注漿卡鉆：灌注水泥漿、堵漏劑等材料時(shí)意外失去流動(dòng)性，致使鉆柱卡死。

（6）燒鉆卡鉆：使用金剛石鉆頭因?yàn)槔鋮s不足引起的鉆頭、鉆具與孔壁燒結(jié)為一體。

（7）壓差卡鉆：由于孔深和泥漿體系及應(yīng)用的原因，在地質(zhì)巖心鉆探中較少遇到。

2 套管跟進(jìn)解卡與其原理

處理卡鉆事故有多種解卡方法，每種方法都有其自身的適用范圍與限制。套管跟進(jìn)解卡（以下簡(jiǎn)稱跟管解卡）也是其中一種。

從卡鉆原因進(jìn)行分析后可知，卡鉆的根本原因都是由于鉆柱與外部物體發(fā)生擠壓摩擦、臺(tái)階限位、熔融固結(jié)等作用后，束縛力超過(guò)了鉆機(jī)能提供的最大提升力或扭矩，或是超過(guò)了鉆柱螺紋的抗扭、抗拉極限。因此最直接的解決辦法就是消除鉆柱與外部阻卡物的接觸，使得束縛力完全消除或減小到可克服范圍之內(nèi)。

跟管解卡就是在這種思路下形成的，其原理為：利用上層套管帶動(dòng)跟管鉆頭向下進(jìn)尺，消滅掉全部或部分限制鉆柱活動(dòng)的外部阻卡物體，使束縛力完全消失或減小到鉆機(jī)能力足夠克服的范圍內(nèi)。跟管解卡在實(shí)際生產(chǎn)中也常被簡(jiǎn)稱為“抱管”。

3 跟管解卡的適用范圍

從原理上可看出，跟管解卡是直接從本質(zhì)上解決卡鉆的手段，因此理論上適用于一切原因的卡鉆事故。但由于套管自身特性，還主要存在以下方面的因素，使得跟管解卡的實(shí)際應(yīng)用受到限制。

（1）套管應(yīng)該是經(jīng)正常程序主動(dòng)下管，而非因?yàn)榭ㄋ蓝斐傻谋粍?dòng)座管。

（2）套管隔絕的地層穩(wěn)定性較好，動(dòng)用套管不會(huì)造成上部地層的嚴(yán)重失穩(wěn)。因此套管隔離地層失穩(wěn)嚴(yán)重的情況下不適用，而特別適用于除此以外的泥包卡鉆、沉砂卡鉆、注漿卡鉆、燒鉆卡鉆、壓差卡鉆等。

（3）鉆機(jī)的扭矩、提升性能足以將套管跟進(jìn)到卡點(diǎn)。

（4）套管底部與關(guān)鍵卡點(diǎn)之間的距離不能過(guò)大，需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。時(shí)間、人工、物料等成本不能過(guò)高。

（5）一般來(lái)講，由于跟管解卡消耗時(shí)間長(zhǎng)、受限因素較多，因此往往是較為終極的解卡處理方案，應(yīng)該在確定其他相對(duì)容易、經(jīng)濟(jì)的解卡辦法無(wú)效后方才使用。

（6）在堅(jiān)硬致密地層中跟管難度較大，容易造成崩鉆，對(duì)操作者的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)水平和責(zé)任心有較高要求。

（7）套管解卡可能由于擴(kuò)孔段的地層穩(wěn)定性變化，或地層過(guò)于致密堅(jiān)硬而失敗。

4 跟管解卡的處理要點(diǎn)

（1）套管中間有事故鉆柱，若鉆柱高度不合適，則需要卸開超過(guò)地面的部分，以方便操作。同時(shí)為方便后續(xù)處理，可用短節(jié)將事故鉆柱接至高出地表20cm～30cm的位置。

（2）若事故鉆柱下部通水且大量漏失，則必須將鉆柱內(nèi)架橋堵塞，否則沖洗液將從鉆柱內(nèi)流出泄壓，跟管鉆頭（也稱套管靴）得不到充分冷卻容易燒鉆。

（3）套管容易沿著鉆柱一側(cè)進(jìn)尺，形成側(cè)靠現(xiàn)象。由于鉆孔軌跡通常呈現(xiàn)為大螺旋形態(tài)，側(cè)靠方位也會(huì)出現(xiàn)變化。但不論如何變化，事故鉆柱都很難位于套管內(nèi)正中，因此套管內(nèi)壁和事故鉆柱外壁常在一側(cè)相切，環(huán)空間隙表現(xiàn)為月牙形，地層巖石在其中形成管間殘留。

如果地層巖石致密堅(jiān)硬，這些殘塊得以部分完整保存，可能將套管卡停，嚴(yán)重時(shí)令跟管鉆頭損壞，而損壞的鉆頭殘?bào)w遺留在孔內(nèi)會(huì)加大處理難度。因此必須注意仔細(xì)操作，嚴(yán)防鉆頭損壞。

（4）套管跟進(jìn)到一定深度后，事故鉆柱將產(chǎn)生松動(dòng)解卡。因此如果事故鉆柱處于懸空狀態(tài)，尤其是鉆具距離孔底較高時(shí)，不能將套管一次跟進(jìn)到位全部解卡，而要預(yù)留一定卡位，遵循“試拔事故鉆柱——跟管解卡——再度試拔”的程序反復(fù)進(jìn)行，直到安全將事故鉆柱提離卡點(diǎn)為止。

5 跟管解卡的操作要點(diǎn)

在實(shí)際操作中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

（1）先泵送沖洗液建立起循環(huán)后再開車。

（2）觸底后以50rpm～130rpm轉(zhuǎn)速對(duì)套管底部地層造型3分鐘左右后再加速，但轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過(guò)400rpm。

（3）有時(shí)跟管進(jìn)程會(huì)受到阻礙，表現(xiàn)為光轉(zhuǎn)動(dòng)不進(jìn)尺，扭矩平穩(wěn)，泵壓也基本正常，這時(shí)同樣需要退刀10cm～20cm重新進(jìn)尺。

（4）在完整堅(jiān)硬巖層，每進(jìn)尺5cm～20cm就倒桿上行同樣距離，并來(lái)回劃眼2-3次，確保管間殘留巖塊被消滅，具體進(jìn)尺距離根據(jù)地層實(shí)際情況而定。

（5）當(dāng)出現(xiàn)套管柱被管間殘留巖塊卡停時(shí)，直接上提、上頂鉆柱，不能開車，否則也容易造成崩鉆。

（6）如果未能避免崩鉆，則在更換鉆頭后需要磨耗崩落胎體，需特別注意輕鉆壓低轉(zhuǎn)速，接觸孔底前最后5cm的下行速度放緩，以防接觸崩落胎體后突然受力過(guò)大造成再次崩鉆，加大處理難度。完全接觸崩落胎體后，必須在套管柱轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩平穩(wěn)后才能增加鉆壓和轉(zhuǎn)速。

綜上所述，套管解卡是一種行之有效的解卡手段，在適用范圍內(nèi)，對(duì)各種原因?qū)е碌目ㄋ蓝寄軓母旧辖鉀Q問(wèn)題。當(dāng)鉆柱卡死時(shí)，采取各種手段都處理無(wú)效后，可以考慮采用套管解卡方法來(lái)進(jìn)行解卡作業(yè)。