第三章溢流的原因、预防及显示.ppt

第三部分： 溢流的原因、预防与显示 一、溢流原因分析及预防 发生溢流时，地层流体大量进入井眼，为了保证井眼的安全，必须立即停止正常作业，采取关井的办法来控制地层流体的流动。在正常钻进或起下钻作业中，地层流体向井眼内流动必须具备下面两个条件： （1）井底压力小于地层流体压力； （2）地层具有允许流体流动的条件。 一、溢流原因分析及预防溢流的根本原因----井底压力小于地层压力 当井底压力比地层流体 压力小时，就存在着负压差值， 这种负压差值在遇到高孔隙度、 高渗透率或裂缝连通性好的地 层，就可能发生溢流。其中最 主要的原因是： （1）起钻时井内未灌满钻井液； （2）井眼漏失； （3）钻井液密度低； （4）抽汲； （5）地层压力异常。 一、溢流原因分析及预防 起钻前应检查井底压力能否平衡地层压力，判断是否会发生抽汲溢流。检查方法如下： (一）短程起下钻法 短程起下钻有两种基本作法： （1）一般情况下试起10柱～15柱钻具，再下入井底循环一周以上，观察并测量返出的钻井液，若钻井液无油气侵，或根据油气上窜时间判断，若满足起钻要求，则可正式起钻；否则，应循环排除油气侵，并适当提高钻井液密度，以达到起钻过程中不发生溢流的目的； （2）特殊情况时（需长时间停止循环或井下复杂时），将钻具起至套管鞋内或安全井段，停泵检查一个起下钻周期或需停泵工作时间，若井口无外溢，则再下入井底循环一周以上，正常后起钻。 一、溢流原因分析及预防 起钻前应检查井底压力能否平衡地层压力，判断是否会发生抽汲溢流。检查方法如下： （二）核对灌入井内的钻井液量 在整个起钻过程中，均要坚持座岗观察核对钻井液灌入量与起出钻具体积之间的关系。如果灌入井内的钻井液小于起出钻具的排替量时，则说明由于抽汲发生了溢流。这时应立即关井检查，排除溢流。 二、溢流显示 有溢流必定有溢流的显示，在钻井现场可观察到一些由井下反映到地面的信号，识别这些信号对及时发现溢流十分重要。有些显示并不能确切证明是溢流，但它却可警告可能发生了溢流。现根据一些现象信号对监测溢流的重要性和可靠性，分为告警信号（间接显示）和告急信号（直接显示）两类。 二、溢流显示 1、告警信号（间接显示） 1）钻速突然加快或放空 当钻遇高压地层或过渡带时，地层孔隙度增大，井底压差减小，钻速会突然加快。钻遇裂缝发育底层或溶洞时，往往会发生蹩跳钻或放空现象。但地层岩性变化时钻速也会突然加快，所以，钻速突然加快或放空只是一种告警信号（间接显示），是可能发生溢流的征兆，并不能肯定一定会发生溢流。 一般情况下，钻时比正常钻时快1/3时，即为钻速突快。钻遇到钻速突快地层，进尺不能超过1m，录井人员应及时通知司钻停钻观察，如放空到底后，停钻上提钻柱，检测是否发生溢流。 二、溢流显示 2）泵压下降，泵速增加 井内发生溢流后，若侵入流体密度小于钻井液密度，钻柱内液柱压力就会大于环空液柱压力，而产生了一个压差，由于压差的作用方向与流动阻力的方向相反，这就使钻柱内的钻井液会自动流向环形空间，故泵压下降。 钻井泵故障，钻具刺漏也会使泵压下降，泵速增加，所以也只是一种告警信号（间接显示）。 3）钻具悬重发生变化 地层流体进入井内，使环空钻井液平均密度变化，钻具所受浮力也变化，从而引起悬重变化。但指重表故障、断钻具时，悬重也会发生变化。所以也只是一种告警信号（间接显示）。 二、溢流显示 4）钻井液性能发生变化 油或气侵入井内，会使钻井液密度下降，粘度升高；地层水侵入井内，会使钻井液密度和粘度都下降。钻井液中还有油花、气泡、油味或硫化氢味等。但这些变化只能说明地层流体侵入钻井液中，对压力平衡关系影响不大。所以也只是一种告警信号（间接显示）。 5）气测烃类含量升高或氯根含量增高 在钻井过程中，气测烃类含量升高，说明有油气进入井内，如氯根含量增高，可能是地层水进入井筒。但这些变化只能说明地层流体侵入钻井液中，对压力平衡关系影响不大。所以也只是一种告警信号（间接显示）。 二、溢流显示 6）dc指数减小 正常情况下，随着井深的增加，dc指数越来越大。如果dc指数减小，预示着地层压力正在增加或静液压力正在减少，处于量变过程。所以也只是一种告警信号（间接显示）。 7）岩屑尺寸加大(岩屑快大无规则） 随着压差减少，大块页岩将开始坍塌，这些坍塌造成的岩屑比正常岩屑大一些，多呈长条状，带棱角。但也预示着地层压力正在增加或静液压力正在减少，处