溢流原因与检测

第六章、溢流的原因、预防与检测
一、溢流的定义是什么？
溢流钻井液自动流出井口的现象。
二、产生溢流的原因是什么？
产生溢流的根本原因是井底压力小 于地层孔隙压力。
常规法压井题例
某井用密度为1.40g/cm3的泥浆钻至井 深为3000m处发现溢流，马上关井，读的关 井立压为2MPa，关井套压为3.7MPa,溢流量 为1.7m3。井内表层套管下入深度为 2000m，
假设侵入井内的流体或混合后的流体的密度为 ρx，占据高度为h，井筒的深度为H，关井的 立压表的读值为Pa，关井的套压表的读值为Ps， 根据“U”的原理：管柱内外压力与地层压力 之间存在如下的关系：
• Pa＋0.00981.ρm.H＝地层压力＝Ps＋0.00981. ρm.(H－h)＋0.00981.ρx. h …………....(1)
4）保持良好的钻井液性能。
5）做好堵漏物质准备。
5、地层压力异常
可能钻遇异常高压油、气、 水层。
6、附近注水井影响。应认真做 好临井调研，了解注采情况，及 时联系停注泻压。
二、溢流显示现象
几百或几千米的的井底发生了溢流（井底表现为地层流 体进入井筒内，地面表现为钻井液自动流出）远在几百 或几千米的地面会有种种迹象显示出来，这些现象是我 们判断是否是溢流的证据，我们把这些现象分成两类：
答：由两种或两种以上的现象，才能够判断出 井下发生了溢流，我们把这一类现象称为间接 溢流显示现象。 比如：钻进工况下钻速加快、放空等。间接溢 流显示现象只有在钻进工况下才有，静止、提 下钻杆（铤）工矿是没有的，《细则》规定对 于间接溢流显示现象处理措施是停止作业进行 观察。对于直接溢流显示现象处理措施是停止 作业进行关井。
产生溢流的间接原因是：
（1）起钻时井内未灌满钻井液；
（2）过大的抽吸压力； （3）钻井液密度不够；
（4）井漏； （5）地层压力异常； （6）注水井影响。
1、起钻时未灌满钻井液
起钻时，灌入钻井液体积小于起出 钻柱体积，会使井内液柱高度下降， 从而引起井底压力降低，严重时导 致溢流与井喷。
灌浆注意事项：
（4）根据井下情况，经甲方监督同意后， 及时调整钻井液密度。
4、井漏
• 井漏引起井内液面下降、造成井 底压力降低，降到一定成度时， 就有可能形成井涌井喷。
防漏的一般原则是：
1）根据地层压力和地层破裂压力，合理确 定下套管深度。
2）进行破裂压力试验，采用随钻预堵漏技 术，提高地层抗破强度。
3）控制下钻速度，分段循环，缓慢开泵， 将压力激动减小到最低程度。
1)灌入井内的钻井液体积 小于起出钻柱的体积。
2)停止起钻时，出口管外 溢钻井液。
3)钻井液灌不进井内，钻井 液 池液面不减少反而升高。
（4）空井时的溢流显示（直接） A、出口管外溢钻井液 B、泥浆池液面升高 C、井口外溢钻井液
溢流显示顺口溜
比降粘升气泡多 ，蹩跳放 空泵压落。
液面上升间隙涌，味浓起满 下长流。
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思考题： 1、导致溢流的根本原因是什么？ 2、掌握灌钻井液的原则； 3、下钻时溢流的显示是什么？ 4、钻进时发生溢流有什么直接显示？ 5、起钻时溢流的显示是什么？ 6、空井时溢流的显示是什么？
三、溢流类型的判断
发生溢流关井后，通过地面的关井套压 和关井立压表的读值，经过计算可以较准 确地判断出侵入井内的溢流体性质。
（5）转盘转动扭矩变化。 （6）憋跳钻，放空，悬重增加。 （7）循环泵压下降，泵冲数增加。
㈡直接显示:
（1）出口管钻井液流速增加。 （2）钻井液池面上升。 （3）停泵后出口管钻井液外溢。
（4）钻井液的变化
a、返出的钻井液中有油迹、气泡、 硫化氢味。
b、钻井液密度下降。 c、 钻井液粘度变化
3、起钻时 的溢流显示 （直接）
㈠ 间接溢流显示现象
㈡ 直接溢流显示现象
1、什么是直接溢流显示现象？
答：由一种或看到一种现象，立
刻就能判断出井下发生了溢流，我
们把这一类现象称为直接溢流显示
现象。
比如：钻进工况下的出口泥浆流速
增加等，最有代表性、最典型 的溢流现象是钻井液从井口自动 流出，也是溢流的定义。
2、什么是间接溢流显示现象？
1)起钻速度越大,随同钻柱上行的钻井液越 多,抽吸压力越大.
2)钻井液粘度、切力越大，钻井液向下流动 阻力越大 ，抽吸压力越 大。 3)井径越不规则，摩擦系数越大，钻井液向 下流动阻力越 大， 抽吸压力越大。
4）井眼环行空间尺寸越小，胶皮护箍尺 寸越大，钻头泥包程度越大，抽吸 压力越大。
5）井越深，钻柱越长，随同钻柱一同上 行的钻井液就越多，钻具中间和环行 中间的钻井液就不能及时充填空出的 井眼空间，因此，抽吸压力就越大。
• 对式(1)整理则得:式(2)
• ρx＝ρm－ 102( ps pa)
• 式中:
h
…………. (2)
• ρx: 表示溢流体的密度
• ρm: 表示溢流时钻井液的密度
a
Pa：表示关井时立压表的读值 Mpa Ps：表示关井时套压表的读值 Mpa h：表示溢流体占据井筒的高度 m
2、对上述公式中的102 (s a) 的物理意义讨论如下：
1)每起出3—5柱钻 杆或一柱钻铤必灌满 一次
2）通过灌钻井液管线向井内灌钻井液， 不能用压井管线灌钻井液，防止压井管 线和阀门腐蚀. 3）灌钻井液管线不能与井口防溢管同 一高度。如果两管高度相同则经过钻井 液管线灌入可能直接从出口管流出，从 而误认为井筒已灌满。
2.过大的抽吸压力
(1)抽吸压力的影响因素
3、钻井常见工矿下溢流显示现 象介绍
1） 、下钻 时的溢流显示
（直接）
1）返出的 钻井液体积大于 下入钻具的体积.
2）下放停止，接立柱时井 眼仍外溢钻井液.
2）、钻进时的溢流显示
㈠ 间接显示:
（1）机械钻速增加。
（2）dc指数减小。
（3）页岩密度减小。
（4）岩屑尺寸加大,多为长条 带棱角， 岩屑数量增加。
(2)减少起钻时抽吸作用的原则:
1）控制起钻速度。 2)调整好钻井液性能。 3）防止钻头泥包。 4)环空间隙要适当。
3.钻井液密度过低
(1)地质设计应尽量准确的预告地 层压力; （2）严格按设计的钻井液密度施工。
(3)分析临近井资料,；