四、溢流的监测

四、溢流的监测井控技术的关键环节就是发现溢流。要想监测溢流，首先操作员要非常清楚的知道什么是溢流，在各种工况下发生溢流的显示是什么。另外，操作员还应该知道哪些异常的出现可能会发生溢流？哪些异常的出现说明已经发生了溢流？更进一步，操作员要了解发生溢流后会出现这些异常的原因。如果操作员能在脑海中建立起整个钻井系统的印象，知道在正常情况下录井参数的变化范围、趋势，能分析产生异常变化的原因；那么，在录井过程中，操作员不但能及时发现发生溢流险情，甚至可准确预报出将要发生溢流险情；知道检测溢流的重点在哪，会使我们的录井工作更具针对性。（一）、发生溢流的主要原因（1）起钻时井内未灌满钻井液，会导致井内的液柱压力减小，当液柱压力小于地层压力时，会发生溢流。（2）井眼漏失；发生井漏后，随着井内的液柱高度的降低液柱会压力减小，当液柱压力小于地层压力时，会发生溢流。（3）钻井液密度低；（4）抽吸；起钻产生的抽吸压力会使井底压力降低，当井内的液柱压力和地层压力相近时，会诱发溢流。（5）地层压力异常。（二）、发生溢流的显示

溢流的发生会有一些征兆，有些征兆的出现说明溢流一定会发生的或发生的可能性极大，我们称为主要显示；有些征兆的出现说明溢流可能会发生，我们称为次要显示。掌握发生溢流的显示对及时发现溢流并立即采取措施有很大帮助。（二）、发生溢流的显示1、主要显示1）、钻井液出口流量增加在泵排量不变的情况下，井口返出的钻井液流量增加，是溢流的主要显示之一。钻井液返出量增加，说明地层流体已经进入井筒内，从而帮助钻井液泵推动钻井液在环空加速上返。（二）、发生溢流的显示1、主要显示2）、钻井液量增加在没有人为地增加钻井液的情况下，钻井液量增加，说明溢流正在发生，由于地层出来的流体进入井筒后，排替了相同体积的钻井液，使钻井液罐的钻井液量增加。（二）、发生溢流的显示1、主要显示3）、停泵后井口钻井液外溢当泵已经停止往井内泵钻井液时，井内钻井液继续外溢，说明正在发生溢流。例外的情况是钻具内的钻井液密度比环空的钻井液密度高得多时，井内钻井液也会外溢。（二）、发生溢流的显示1、主要显示4）、起钻时应灌入的钻井液量减少在起钻过程中，灌入的钻井液量小于起出钻具的体积时，井内钻井液已满，说明地层流体已经进入井内，填补了起出钻具所占的空间，在进入量达到使液柱压力小于地层压力之前，不会发生溢流。通过坐岗记录检测。（二）、发生溢流的显示1、主要显示

5）、下钻过程中返出的钻井液量大于下入钻具的体积坐岗监测溢、漏的几方面工作：正确计算钻具体积；监测起钻过程中是否按规定灌注钻井液；按规定灌了吗？灌满了吗？计算溢、量，发现异常立即报警。特别注意：当井上条件不能满足起下钻坐岗要求时，一定要通知井上监督。最好以书面形式通知。（二）、发生溢流的显示（二）、发生溢流的显示1、主要显示6）、钻井液性能发生变化油浸入钻井液时，密度下降，粘度下降，槽面有油花，有油气味；气浸入钻井液时，密度下降，粘度上升，钻井液槽面气泡增多，有天然气味或H2S味；盐水浸入钻井液时，密度下降，粘度下降，氯根上升，流动性差。（二）、发生溢流的显示1、主要显示7）、气测值不断连续地增加如果全径上升，不能说明是气侵或溢流。全径上升后停泵后检查，出口管是否有钻井液流出：钻井液没有流出（断流），说明不是气侵，否则，判定为气侵；如果体积增加，同时钻井液性能发生变化，判定为溢流。（二）、发生溢流的显示2、次要显示1）、

泵压下降和泵冲数增加；泵压变化可以显示溢流，最初进入井筒的地层流体可使钻井液絮凝而使泵压暂时上升，地层流体继续进入井筒时，低密度流体将排替高密度的钻井液，泵压开始下降。当环空的钻井液密度下降时，钻具内的钻井液有下落的趋势，因而泵冲数可能增加。有时钻具刺漏、断钻具等也会出现泵压下降和泵冲数增加的现象。（二）、发生溢流的显示2、次要显示2）、

钻具悬重增加；地层流体进入井筒以后，井内钻井液密度相对会减小，相应地浮力就会降低，在地面可以发现钻具悬重增加。请看一个发生溢流的显示实例悬重明显上升出口流量最先增大总池体积开始上涨总烃升高（二）、发生溢流的显示2、次要显示3）、

钻时加快；根据地层压实原理，凡是高压地层一般都是欠压实的，因此在接近高压地层或钻开高压地层时，钻时要加快，某些裂缝发育地层，还会发生跳钻或蹩钻现象。因此，在钻进过程中，遇到钻时加快、跳钻或蹩钻现象时，要注意观察是否会发生溢流。（二）、发生溢流的显示2、次要显示4）、

钻井液出口温度升高；根据地层压实原理，在超高压地层和欠压实地层中，地层温度也会不同于正常的地温，而地温又直接反映在钻井液出口温度上，因此在钻井液出口温度发生变化的情况下，地层的压力可能发生了变化。（二）、发生溢流的显示2、次要显示5）、

电阻率升高；在钻进过程中，当钻遇空隙度较大的异常地层时，破碎的岩石会将其内的流体释放到泥浆中去，如果地层水的矿化度和钻井液中的矿化度不同，释放出来的地层流体就会改变泥浆的电阻率和氯化物含量。（二）、发生溢流的显示2、次要显示6）、

井漏；钻遇低压地层时，会发生井漏，当钻井液液面降到一定高度，同层或其它层的井底压力小于地层压力时，会发生溢流，同一裸眼井段存在多套压力体系，往往出现又漏又喷的情况。（二）、发生溢流的显示2、次要显示7）、Dc指数减小；

Dc指数减小只能说明地层可钻性增强，存在溢流的可能。（二）、发生溢流的显示2、次要显示8）、

岩屑尺寸加大或方解石含量增加。压差减小，大块页岩开始坍塌，这些坍塌造成的岩屑比正常岩屑大一些，并呈长条状，带棱角。方解石含量增加说明地层存在裂缝，可能发生溢流。（三）、检测溢流险情

1、钻井时可能溢流的检测

发生溢流要有以下的条件：a、良好的渗透地层。b、有地层流体存在。c、有较高的地层压力。（三）、检测溢流险情

1、钻井时可能溢流的检测

钻井时对可能溢流的检测，实质上就是通过各种技术与设备对可能发生溢流的条件进行检测的过程。1）、通过机械钻速的变化（Dc指数法可有效的估算地层压力）。2）、岩屑的变化3）、钻井液性能的变化4）、钻井液柱高度的变化或井漏检测（三）、检测溢流险情2、钻井时已经发生溢流的检测

地层流体侵入井内，会在循环系统引起两种显著的变化。首先是侵入流体的体积增加了在用钻井液系统的钻井液量。第二，钻井液返出的排量超过钻井液的泵入量。（三）、检测溢流险情2、钻井时已经发生溢流的检测

可以利用以下方法对发生溢流后的两种变化进行检测：1）、钻井液出口相对流量的变化；2）、流动测试；所谓流动测试即为观察停泵后，井口续流。流动测试时一些假象的原因：a、钻柱内钻井液密度大于环空钻井液密度（起钻压水眼）；b、使用油基钻井液钻井停泵后会有较长时间的续流；c、钻井液中少量的气体膨胀；d、半潜式钻井船的升降运动。

（三）、检测溢流险情2、钻井时已经发生溢流的检测

3）、检测钻井液总量；通常引起钻井液量增加有如下几种因素：a、加钻井液处理剂；b、钻井液倒灌；c、钻井液固控设备的启动与停止；d、钻井液除气设备的启动与停止。（三）、检测溢流险情2、钻井时已经发生溢流的检测

4）、泵压下降；对气侵的反应尤为明显。

5）、起钻灌钻井液不正常。通过坐岗来观察应灌入量与实际灌入量a、每起3-5柱钻杆进行一次灌浆检查；b、每起1柱钻铤进行一次灌浆检查；c、起钻过程中井内钻井液面下降不得超过30m；d、操作员要正确计算钻具本体体积及环空容积。（三）、检测溢流险情3、运用综合录井技术检测溢流险情在钻井过程中，要会综合运用岩屑录井、钻井液录井、气测录井、工程录井等方法来进行检测溢流。在起下钻过程中，主要通过认真填写坐岗记录来监测溢流。合理配置显示参数曲线结合参数报警能迅速发现险情，及时对是否发生溢流作出正确的判断。

（三）、检测溢流险情3、运用综合录井技术检测溢流险情（1）、根据工况正确设置参数报警

设置报警的目的是当参数发生异常时能及时引起操作人员的注意，提示起操作人员对异常作出判断。当出现溢流的显示后，无论是溢流的主要显示还是次要显示操作人员都应认真核实。（三）、检测溢流险情3、运用综合录井技术检测溢流险情（1）、根据工况正确设置参数报警例如：钻时加快，根据地层压实原理，高压地层上部一般都存在欠压实的盖层，因此在接近高压地层或钻开高压地层时，钻时会加快；某些裂缝发育地层，还会发生跳钻或蹩钻现象。因此，在钻进过程中，遇到钻时加快、跳钻或蹩钻现象时，操作人员要注意观察是否会发生溢流。（三）、检测溢流险情3、运用综合录井技术检测溢流险情（1）、根据工况正确设置参数报警再如：气测值持续增加，停泵峰明显，说明当前使用的钻井液密度过低，钻井液已经被气侵。遇到这种情况，操作人员要立即利用流动测试法观察是否会发生溢流，并及时向工程提供书面的溢流预报提示可能发生溢流。

（三）、检测溢流险情3、运用综合录井技术检测溢流险情（1）、根据工况正确设置参数报警钻进时设置的报警参数：总池体积、全烃、钻时、出口流量、钻井液密度、电导率、硫化氢；起下钻时设置的报警参数：总池体积、出口流量、硫化氢，大钩速度，抽吸压力，激动压力；空井时设置的报警参数：总池体积、出口流量、井口硫化氢；（三）、检测溢流险情3、运用综合录井技术检测溢流险情（2）、合理配置显示参数曲线虽然单一参数的曲线能够很好的反映出该参数变化的趋势，但却不能无法对变化的原因进行分析。例如：我们知道钻井液出口流量增加是溢流的主要显示之一。但是单纯的出口流量增减实际上是不能说明任何问题的。我们必须要将这个变化与泵排量这道参数变化相结合才可能得出结论。所以现场操作时，应该尽可能将能够相互影响的参数配置在一个屏幕上，在对参数异常进行分析时，我们考虑的因素会更全面，得出的结论会更正确。（三）、检测溢流险情4、发现溢流险情（1）、钻进时，在泵排量不变的情况下钻井液出口流量增加，钻井液池体积增加，停泵后钻井液自动外溢即出口流量不归“0”；确认发生溢流。（2）、起钻时，随着钻柱上行出口流量值增加（井口钻井液外溢），停止作业出口流量归“0”；确认发生起钻抽吸。灌入钻井液量小于起出钻具排替量，停灌后，出口流量不归“0”；确认发生溢流。（三）、检测溢流险情4、发现溢流险情（3）、下钻时，钻井液返出量大于下入钻具排替量（存在例外），流动测试发现出口流量不归“0”；确认发生溢流。（4）、空井时，出口流量不归“0”即井口有钻井液返出；总池体积增加；确认发生溢流。（三）、检测溢流险情5、有关溢流预防知识（1）、使用密度合理的钻井液必须使钻井液液柱压力略大于地层压力，这个略大于的压力要能够抵消起钻时的抽吸压力。

（2）、要做地层破裂压力实验一般在下表层或技术套管后，在钻开的第一个砂岩井段，要做地层破裂压力实验，测定砂岩层的破裂压力梯度，这样，在溢流关井时，作为控制井口压力的依据之一。（三）、检测溢流险情5、有关溢流预防知识（3)、打开油气层后，起钻前要测油气上窜速度，其值在安全值范围内，才可以起钻。(4)、打开油气层后，起钻速度不能太快，因为起钻时有抽吸压力，抽吸压力的大小和起钻速度有直接关系，对于处于临界压力的井，既井底压力和地层压力基本平衡的井，可能导致抽吸诱喷的情况发生。油气层300m内起下钻速度要小于0.5m/s。

（三）、检测溢流险情5、有关溢流预防知识（5）、打开油气层后，任何时候都不能降低井内液柱压力，为此必须做到：起钻或电测起电缆时，必须向井内灌泥浆，灌入量要和起出的体积相等，也就是说井口必须灌满泥浆，裸眼