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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。

（2）起下钻时溢流的预兆

起钻时，应灌入井内的钻井液量小于钻具的排替量，则表明地层流体已经进入井内，填补了起出钻柱所占据的空间。下钻时如果返出钻井液量大于钻具的排替量，则表明井内发生溢流。

3.2井漏原因

漏失原因可分为两大类：

一类是人为漏失通道，是由于井眼压力高于地层承受能力(地层破裂压力)时而在井眼周围地层中诱发出的裂缝漏失；

另一类是自然通道漏失。在接单根期间，为克服钻井液静切力需要相当高的压力，简单的钻井操作如起下钻或活动钻具会引起ECD的波动。特别是当在高剪切钻井液中即使钻具的微小运动也会引起严重的波动压力。

在正常施工期间，由于井眼的