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热点新闻 PDC钻头泥包的现象及处理方法
2018-04-25 16:11
我公司生产的钻头主要有金刚石地质钻头、取芯钻头、不取芯钻头、金刚石薄壁钻头、PDC钻头、金刚石扩孔器等，其中PDC钻头在矿山、交通、水电等领域都有很好的应用。在使用PDC钻头进行钻进时，经常会造成钻头泥包现象，主要表现为：
一、PDC钻头泥包的常见现象
1、钻进时进尺明显变慢，或者说钻时明显升高；
2、增大钻压或减小钻压对钻速无明显影响；
3、地层变化时对钻速影响不大；
4、一般情况下泵压略有升高或无明显变化；但有时也会出现高泵压，甚至堵死钻头水眼，阻塞循环通道；
5、钻头牙齿不能有效吃入地层，表现出扭矩变小或扭矩波动范围减小；
6、起下钻出现“拔活塞”现象；
7、短起下钻过后钻速明显变慢，继续钻进可能会逐渐恢复原钻速而泥包解除,或者继续变慢造成严重泥包致无法钻进；
8、钻井中发生钻具刺漏、循环出现短路，处理完后钻速明显变慢。
二、造成钻头泥包的原因
1、地质因素：所钻地层为上部不成岩的软泥，极易粘帖于钻头表层，压实后造成钻头泥包；地层中的泥页岩虽成岩，但易于水化分散，使井眼内泥质或固相含量大增，吸附于钻头表面造成钻头泥包；或者地层中含有分散状石膏，造成泥浆污染后，泥浆中的有害固相难于清除，使钻头被泥包的机率大增；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，形成厚泥饼，起下钻时在PDC钻头下方堆积造成钻头泥包。
2、泥浆性能因素：泥浆抑制性差，无法控制泥页岩的水化分散；固相含量和粘切过高，钻出的岩屑难于清除，易吸附在钻头表面，如果使用的是无固相钻井液，钻头是绝对不会发生泥包的；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在钻头上。
3、工程技术因素：钻进中排量小，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，粘附于井壁形成厚泥饼，尤其是中上部钻速高时更为严重；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。
4、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。
5、操作水平因素：下钻速度过快，钻头不是在顺着螺旋型轨道向下滑行，而是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。
三、PDC钻头泥包的预防
1、泥浆性能的调整
1）、混油或增加润滑剂投入量，使钻屑不易粘附到钻头上；
2）、加大钻井液中聚合物含量，控制失水，提高泥饼质量；
3）、提高钻井液抑制性，减少泥页岩的水化分散；
4）、降低钻井液粘度、切力，及时清除劣质固相；
5）、对高渗砂层，可使用屏蔽暂堵技术，减少渗透性漏失；
6）、对含膏岩层，应提前加碱，防止其污染泥浆。
7）、维护处理好泥浆性能，在PDC钻头入井前后对预防钻头泥包都是有效的；PDC入井后，开泵前，配置一定量的清洁剂（表面活性剂）对钻头加以清洗也有一定效果。
2、工程技术措施钻井装备
1）、首先做好PDC钻头的选型工作，钻头水眼、流道设计应利于排屑；
2）、下入PDC钻头之前，应充分循环泥浆，清洗井眼，防止起钻后滞留在井眼内的钻屑继续水化分散；
3）、下入PDC前先短起下钻，对井壁泥饼进行刮削、挤压，将厚泥饼拉薄、压实，尽量保证井眼畅通、消除阻卡；在钻头泥包高发区，如果采用了所有方法也无法避免PDC钻头泥包，那么先使用牙轮通一趟井就成了必要手段
4）、下钻时在钻头流道表面涂满黄油，形成一层保护膜，减少钻头与泥浆中的劣质固相直接接触的时间，或者把钻头包起来，这样做既便在深井中也是有一定作用的；
5)、下钻时钻头不断刮削井壁，井壁上的泥饼或滞留于井内的钻屑会在钻头下堆积，到一定程度便会压实在钻头上，那么下钻中途进行循环，将钻头冲洗干净也是有其必要的；
6）、下钻过程中还应适当控制速度，防止钻头突然冲入砂桥，钻进一堆烂泥中；另外如果速度恰当，PDC钻头会顺着上一只钻头所钻的螺旋形井眼轨道行进，而不是在井壁上划拉下大量泥饼。
6）、每次下钻到底时必须先开泵，尽量提高排量充分冲洗井底和钻头，等排量满足要求后再轻压旋转钻进0.5-1m，这也是PDC钻头造型的要求。
7）、尽量采用大排量钻进，保证PDC钻头的充分清洗与冷却；
8）、在软泥岩中钻进，应尽量采用低钻压、高转速、大排量，没有必要盲目使用高钻压去追求那仅高一小点的钻速，那只是牙轮钻头的使用方式；
9）、操作要精细，送钻加压一定要均匀，不能忽大忽小。
四、PDC钻头泥包的处理
1、处理钻头泥包的第一条原则就是：不要急于打钻，因为越打包的越厉害；
2、停止钻进，提高排量加强水力冲洗效果，上提钻头脱离井底，提高转速增大离心力使泥块易于甩出，并上下大幅度活动几次，然后下压至井底不开转盘循环5-10分钟，将上述过程反复操作；如果在2个循环周内无效，就应当考虑起钻了。
3、无论预防或处理钻头泥包，调整泥浆性能都是必然的，发现钻头有泥包迹象，应立即停钻并配置清洁剂在第一时间打入井内对钻头进行清洗。
