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溢流井涌、井漏的原因及征兆

3溢流/井涌、井漏的原因及征兆

3.1溢流/井涌原因及征兆

溢流是指所钻地层压力大于井内钻井液柱压力时，地层压力迫使

地层流体进入井内的现象称之为溢流。溢流的严重程度主要取决于地

层的孔隙度、渗透率和负压差值的大小。地层孔隙度、渗透率越高，

负压差值越大，则溢流就越严重。

3.1.1溢流的原因

溢流发生的原因很多，其最根本的原因是井内压力失去平衡、井

内压力小于地层压力。

（1）地层压力掌握不准确。这是新探区和开发区钻调整井时经常

遇到的情况。特别是裂缝性碳酸岩地层和其他硬地层压力更难准确掌

握。开发区注水使地层压力升高等原因，造成地层压力掌握不准确。

（2）起钻时井内未灌满钻井液。起钻过程中，由于起出钻柱，井

内钻井液液面下降，这就减小了静液压力。只要钻井液静液压力低于

地层压力，溢流就可能发生。在起钻过程中，向井内灌钻井液可保持

钻井液静液压力。起出钻柱的体积应等于新灌入钻井液的体积。如果

测得的灌浆体积小于计算的钻柱体积，地层中的流体就可能进入井内，

溢流就可能在发生。

（3）过大的抽吸压力。起钻的抽吸作用会降低井内的有效静液压

力，会使静液压力低于地层压力，从而造成溢流。起钻时井内钻井液

补充量没有上提钻具那样快，就可能产生抽吸作用。这实际上在钻头

的下方造成一个抽吸空间并产生压力降。无论起钻速度多慢抽吸作用

都会产生。应该记住的重要事情是，井内的有效压力始终应能平衡地

层压力，这样就可以防止发生溢流。除起钻速度外，抽吸过程也受环

形空间大小与钻井液性能的影响。在设计井身结构时，钻具（特别是

钻铤）与井眼间应考略有足够的间隙。钻井液性能特别是粘度和静切

力应维持在合理的水平。

（4）钻井液密度低。钻井密度低是溢流比例高的一个原因。这样

引起的溢流比较容易控制，并且很少导致井喷。钻井液密度低而产生

的溢流通常是突然钻遇到高压层，地层压力高于钻井液静液压力条件

下发生的，特别是为了获得高的机械钻速、降低钻井成本和保护油气

层而是用较低的钻井液密度。钻井液的油、气、水侵是密度降低的一

个重要原因。

（5）钻井液漏失。钻井液漏失是指井内钻井液漏入地层，这就引

起井内液

柱和静液压力下降。下降到一定程度时，溢流就可能发生。在压

力衰竭的砂岩、疏松的砂岩以及天然裂缝的碳酸盐岩中漏失是很普遍

的。由于钻井液密度过高和下钻时的压力激动，使得作用于底层上的

压力过大，而产生井漏。特别是在深井、小井眼里使用高粘度钻井液

钻进，环形空间摩擦压力损失可能高到足以引起井漏。

（6）地层压力异常。钻遇异常高压地层，由于钻井液密度不合理

而引起溢流。对于可能钻到的高压井，设计时应考略使用更好的设备

而且更加密切注意，可防止可能发生溢流。

（7）其它原因。在多数情况下，溢流可能是由于上述某种原因引

起。但还有其他一些情况，造成井内静液压力不足以平衡或超过地层

压力，如：中途测试控制不好；

钻到临井里去；

以过快的速度钻穿含气砂层；

射孔时控制不住；

固井时，水泥的失重。

井喷是地层流体无控制地涌入井筒并喷出地面的现象。它有一个

发展过程，即井侵—溢流—井涌—井喷—井喷失控。每个环节若处理

不好就会向下一个环节发展。环节的初始阶段都有预兆显示，早发现

并及时正确处理就不会向下一环节发展。

3.1.2各种钻井工况下溢流的预兆

（1）钻进中溢流发生的预兆

①钻井液返出量增加。在泵排量不变的情况下，井口返出钻井液

量增加，是发生溢流的主要显示之一。钻井液返出量增加，说明地层

压力大于井底压力，因而迫使地层流体进入井内，从而帮助钻井泵推

动钻井液在环形空间加速上返。如果溢流是气体，由于气体在环空上

升过程中所受压力不断减小，因此其体积不断增大，也造成钻井液返

速增加。

②钻井液池中钻井液量增加。在没有人为地增加钻井液量的情况

下，钻井液池中钻井液量增加，说明溢流正在发生。由于溢流发生时，

进入井内的地层流体代替了同体积的钻井液，使钻井液池中钻井液量

增加。

③停泵后，井内钻井液外溢。当停泵以后，井内钻井液继续外流，

说明井内正在发生溢流。此外，当钻柱内钻井液密度比环空钻井液密

度高得多时，井内钻井液也会外流。当发生这种情况时，司钻应仔细

分析原因，采取正确措施，必要时可关井。