鉆井液完井液-第九章

第九章對付井下復(fù)雜情況的鉆井液技術(shù)井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策井壁不穩(wěn)定是指鉆井或完井過程中的井壁坍塌、縮徑、地層壓裂等三種基本類型(見圖9—1)；前兩者造成井徑擴(kuò)大或縮小，后者易造成井漏。井壁失穩(wěn)是鉆井工程中常遇到的井下復(fù)雜情況之一，嚴(yán)重影響地質(zhì)資料的錄取、鉆井速度、質(zhì)量及成本；部分新探區(qū)還會因井壁不穩(wěn)定而無法鉆達(dá)目的層，延誤勘探與開發(fā)的速度，影響其經(jīng)濟(jì)效益。為了保持井壁穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)安全鉆進(jìn)，必須搞清井壁失穩(wěn)地層的組構(gòu)特征，井壁失穩(wěn)發(fā)生的原因以及相關(guān)的鉆井工程與鉆井液技術(shù)措施。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策一、井壁不穩(wěn)定地層的類型與井壁不穩(wěn)定現(xiàn)象1井壁不穩(wěn)定地層的類型鉆井過程中所鉆遇的地層，如泥頁巖、砂質(zhì)或粉砂質(zhì)泥巖、流砂、砂巖、泥質(zhì)砂巖或粉砂巖、礫巖、煤層、巖漿巖、碳酸鹽巖等均可能發(fā)生井壁不穩(wěn)定。井塌可能發(fā)生在各種巖性、不同粘土礦物種類及含量的地層中；但嚴(yán)重井塌往往發(fā)生在下述地層中：

(1)層理裂隙發(fā)育或破碎的各種巖性地層。(2)孔隙壓力異常的泥頁巖。(3)處于強(qiáng)地應(yīng)力作用的地區(qū)。(4)厚度大的泥巖層。(5)生油層。(6)傾角大易發(fā)生井斜的地層等井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策(1)井塌的現(xiàn)象

鉆井或完井過程中如發(fā)生井塌會出現(xiàn)以下現(xiàn)象：①返出鉆屑尺寸增大，數(shù)量增多并混雜。②泵壓增高且不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)會出現(xiàn)憋泵現(xiàn)象，并可憋漏地層；②扭矩增大，憋鉆嚴(yán)重，停轉(zhuǎn)盤打倒車。④上提鉆具遇卡，下放鉆具遇阻；接單根、下鉆下不到井底;遇阻劃眼，嚴(yán)重時(shí)會發(fā)生卡鉆或無法劃至井底。⑤井徑擴(kuò)大，出現(xiàn)糖葫蘆井眼，測井遇阻卡。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策

(2)縮徑的現(xiàn)象當(dāng)鉆井過程中地層發(fā)生縮徑時(shí)，由于井徑小于鉆頭直徑，會出現(xiàn)扭矩增大、憋鉆等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)轉(zhuǎn)盤無法轉(zhuǎn)動(dòng)，甚至被卡死；上提鉆具或起鉆遇卡，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生卡鉆，下放鉆具或下鉆遇阻，如地層縮徑嚴(yán)重，可使井眼閉合，如勝利油田和南疆鉆含鹽軟泥時(shí)均出現(xiàn)過此現(xiàn)象。

(3)壓裂的現(xiàn)象

當(dāng)鉆井液的循環(huán)壓力大于地層的破裂壓力時(shí)，就會壓裂地層，使地層出現(xiàn)裂縫，從而導(dǎo)致泵壓下降．鉆井液漏入地層，井筒中液柱壓力下降。如液柱壓力降至上部易塌地層的坍塌壓力或孔隙壓力之下，就可能發(fā)生井塌或井噴等井下復(fù)雜情況。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策二、地層結(jié)構(gòu)特性、理化性能和井壁穩(wěn)定性的室內(nèi)評價(jià)方法1．地層組構(gòu)特性和理化性能的分析方法研究井壁失穩(wěn)的原因及技術(shù)對策必須搞清井壁不穩(wěn)定地層的組構(gòu)特性和理化性能，常用的分析方法有以下幾種：(I)肉眼觀察；(2)X光衍射分析法、紅外光譜吸收法和差熱分析等方法；(3)掃描電鏡分析；(4)薄片分析；(5)密度；(6)陽離子交換容量；(7)可溶性鹽的含量；(8)吸附等溫線試驗(yàn)；(9)比表面積；(10)ζ電位；井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策井底取出巖心薄片分析掃描電鏡分析油氣層室內(nèi)評價(jià)實(shí)驗(yàn)巖樣鉆取X-射線衍射分析井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策2．井壁穩(wěn)定性的室內(nèi)評價(jià)方法

(1)分散性試驗(yàn)：國內(nèi)外分散性試驗(yàn)方法常用的有兩種：①頁巖滾動(dòng)試驗(yàn)；②CST(毛細(xì)管吸入時(shí)間)試驗(yàn)。(2)水化試驗(yàn)：按照膨潤土造漿率的測定方法測定泥頁巖的造漿率。

(3)膨脹性試驗(yàn)：通常采用測定巖樣線性膨脹百分?jǐn)?shù)(稱為膨脹率)或巖樣吸水量來表示地層的膨脹性能。

(4)介電常數(shù)：測定地層的介電常數(shù)可以了解地層的性質(zhì)，預(yù)測井壁穩(wěn)定性和巖石強(qiáng)度。該參數(shù)通常使用介電常數(shù)測定儀進(jìn)行測定。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策

(5)頁巖穩(wěn)定指數(shù)法：此方法是美國Baroid鉆井液公司建立的。頁巖穩(wěn)定指數(shù)表示地層在鉆井液等液體作用下，其強(qiáng)度、膨脹和分散侵蝕三方面綜合作用對井眼穩(wěn)定性的影響。

(6)三軸應(yīng)力頁巖穩(wěn)定性試驗(yàn)儀：使用該儀器，可進(jìn)行在徑向應(yīng)力、縱向應(yīng)力及試驗(yàn)液柱壓力作用下的頁巖穩(wěn)定性試驗(yàn)，用以研究鉆井液對以下三種不穩(wěn)定性的影響：①膨脹所致孔徑的變化，②脆性巖石孔徑的擴(kuò)大，③地應(yīng)力引起的井壁不穩(wěn)定。

(7)DSC井下模擬裝置：此儀器可模擬上覆壓力、圍壓及井下溫度，在直徑為165mm的頁巖樣品上鉆進(jìn)和循環(huán)鉆井液，用以評價(jià)在模擬的井底條件下，各種鉆井液抑制地層坍塌的效果。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策三、井壁不穩(wěn)定的原因分析

井壁不穩(wěn)定的實(shí)質(zhì)是力學(xué)不穩(wěn)定。當(dāng)井壁巖石所受的應(yīng)力超過其本身的強(qiáng)度就會發(fā)生井壁不穩(wěn)定。其原因十分復(fù)雜，就其主要原因可歸納為力學(xué)因素、物理化學(xué)因素和工程技術(shù)措施等三個(gè)方面，但后兩個(gè)因素最終均因影響井壁應(yīng)力分布和井壁巖石的力學(xué)性能而造成井壁不穩(wěn)定。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策I．力學(xué)因素原地應(yīng)力狀態(tài)下，即地層被鉆開之前，地下的巖石受到上覆壓力、水平方向地應(yīng)力和孔隙壓力的作用，井壁處的應(yīng)力狀態(tài)即為原地應(yīng)力狀態(tài)，且處于平衡狀態(tài)。地層被鉆開后所引起的井眼周圍巖應(yīng)力狀態(tài)的變化，地應(yīng)力被釋放，井內(nèi)鉆井液作用于井壁的壓力取代了所鉆巖層原先對井壁巖石的支撐，破壞了地層和原有應(yīng)力的平衡，引起井壁周圍應(yīng)力的重新分布。造成井壁力學(xué)不穩(wěn)定的原因：①鉆進(jìn)坍塌地層時(shí)鉆井液密度低于地層坍塌壓力的當(dāng)量鉆井液密度；②起鉆時(shí)的抽吸作用造成作用于井壁的鉆井液壓力低于地層坍塌壓力；③井噴或井漏導(dǎo)致井筒中液柱壓力低于地層坍塌壓力；④鉆井液密度過低不能控制巖鹽層、含鹽膏軟泥巖和高含水軟泥巖的塑性；⑤鉆井液密度過高。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策2．物理化學(xué)因素

(1)地層的巖性:井壁不穩(wěn)定可以發(fā)生在各種巖性的地層中。一般來講，巖石均由粘土礦物(如石英、長石、方解石、白云石、黃鐵礦等)、晶態(tài)粘土礦物(如蒙脫石、伊利石、伊蒙間層、綠泥石、綠蒙間層、高嶺石等)和非晶態(tài)粘土礦物(如蛋白石等)所組成，但不同巖性地層所含的礦物類型和含量不完全相同。對井壁穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的主要組分是地層中所含的粘土礦物。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策

(2)鉆井液濾液對地層的侵入當(dāng)?shù)貙颖汇@開后，在井筒中鉆井液與地層孔隙流體之間的壓差、化學(xué)勢差(取決于鉆井液與地層流體之間的活度差和地層的半透腹效率)和地層毛細(xì)管力(取決于巖石的表面性質(zhì))的驅(qū)動(dòng)下．鉆井液濾液進(jìn)入井壁地層，引起地層中粘土礦物水化膨脹，導(dǎo)致井壁不穩(wěn)定。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策

(3)粘土的水化地層中的粘土礦物與水接觸發(fā)生水化膨脹是由兩種水化所造成，即表面水化和滲透水化。

①影響水化的因素影響地層水化作用的主要因素有以下方面：

A．地層中鉆土礦物及其可交換陽離子的類型和含量

B．粘土晶體的部位

C、地層中所含無機(jī)鹽的類型及含量D．地層中層理裂紋發(fā)育程度E．溫度和壓力

F．時(shí)間②地層水化膨脹對并壁穩(wěn)定的影響

A．孔隙壓力升高B．近井壁地帶地層力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策3．鉆井工程措施鉆井工程措施也是影響井壁穩(wěn)定性一個(gè)重要因素，其影響可歸納為以下幾個(gè)方面：(1)井內(nèi)壓力激動(dòng)過大；(2)井內(nèi)液柱壓力大幅度降低；(3)鉆井液對井壁的沖蝕作用；(4)井身質(zhì)量不好；(5)對井壁過于嚴(yán)重的機(jī)械碰擊。綜上所述，在鉆井過程中，如果影響井壁穩(wěn)定性的一些工程措施不當(dāng)，有可能降低鉆井液作用在井壁上的壓力和巖石強(qiáng)度、導(dǎo)致井壁不穩(wěn)定。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策四、穩(wěn)定井壁的技術(shù)措施及其確定方法

1．穩(wěn)定井壁的技術(shù)措施：根據(jù)上面對井壁不穩(wěn)定的原因分析，目前已在實(shí)踐中總結(jié)出各種穩(wěn)定井壁的技術(shù)措施。這些措施可歸納為以下方面；(1)選用合理的鉆井液密度，保持井壁力學(xué)穩(wěn)定。

(2)優(yōu)選防塌鉆井液類型與配方，采用物理化學(xué)方法阻止或抑制地層的水化作用。主要技術(shù)措施有：①提高鉆井液的抑制性；②用物理化學(xué)方法封堵地層的層理和裂隙，阻止鉆井液濾液進(jìn)入地層；③提高鉆井液對地層的膜效率，降低鉆井液活度使其等于或小于地層水的活度；④提高鉆井液濾液的粘度，降低鉆井液高溫高壓濾失量和泥餅滲透率，盡量減少鉆井液濾液進(jìn)入地層的量等。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策四、穩(wěn)定井壁的技術(shù)措施及其確定方法

上述措施可通過優(yōu)選鉆井液類型和配方來實(shí)現(xiàn)。國內(nèi)外常用的防塌鉆井液有以下幾種類型：油基(或油包水)鉆井液、飽和鹽水鉆井液、KCl(或KCl聚合物)鉆井液、鈣處理鉆井液、聚合物(包括聚丙烯酰胺、鉀銨基聚合物、兩性離子聚合物、陽離子聚合物、聚磺等)鉆井液、硅基(或稀硅酸鹽)鉆井液和聚合醇(或多元醇)鉆井液等。上述大多數(shù)鉆井液的典型配方已在前面有關(guān)章節(jié)中介紹。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策2．穩(wěn)定井壁技術(shù)措施的確定方法

根據(jù)所鉆地層特點(diǎn)確定穩(wěn)定井壁技術(shù)措施的一般程序和方法如下：

(1)作為基礎(chǔ)工作，首先應(yīng)對所設(shè)計(jì)區(qū)塊易發(fā)生井壁不穩(wěn)定地層的礦物組分、理化和組構(gòu)特征、地層孔隙壓力、坍塌壓力、破裂壓力和漏失壓力等進(jìn)行比較系統(tǒng)的測試和分析。

(2)在深入調(diào)研該地區(qū)所發(fā)生過的各種井下復(fù)雜情況或事故、鉆井技術(shù)措施和鉆井液使用情況的基礎(chǔ)上，綜合分析該地層可能出現(xiàn)井壁不穩(wěn)定的原因及應(yīng)采取的對策。井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策

(3)利用坍塌層的巖心或巖屑進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，采用前面所介紹的各種方法評價(jià)鉆井液對井壁定地層的膨脹性、分散性、強(qiáng)度、封堵性能、HTHP濾失量和泥餅滲透率等性能的影響，在以上試驗(yàn)基礎(chǔ)上優(yōu)選穩(wěn)定井壁的鉆井液類型、配方和性能，綜合評價(jià)鉆井液穩(wěn)定井壁的效果

井壁不穩(wěn)定的機(jī)理及對策

(4)確定穩(wěn)定井壁的技術(shù)措施。首先依據(jù)坍塌壓力、破裂壓力和地應(yīng)力等三個(gè)壓力剖面確定合理的鉆井液密度，以保持地層處于力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)；然后再根據(jù)地層礦物組分、組構(gòu)特征、已鉆井情況、室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果等來確定與易坍塌地層特性相配伍的鉆井液類型、配方和相應(yīng)的工程技術(shù)措施。必須將優(yōu)選鉆井液類型、配方、性能與優(yōu)選裸眼鉆進(jìn)時(shí)間、套管程序、鉆井參數(shù)、工藝技術(shù)措施等因素結(jié)合起來綜合考慮。此外，還需考慮所選擇的技術(shù)措施的可行性和經(jīng)濟(jì)合理性、以及是否符合環(huán)保要求等。防漏與堵漏

井漏是在鉆井、固井、測試等各種井下作業(yè)中，各種工作液(包括鉆井液、水泥漿、完井液及其它流體等)在壓差作用下漏入地層的現(xiàn)象。一旦發(fā)生漏失，不僅延誤鉆井時(shí)間，損失鉆井液，損害油氣層，干擾地質(zhì)錄井工作，而且還可能引起井塌、卡鉆、井噴等一系列復(fù)雜情況與事故，甚至導(dǎo)致井眼報(bào)廢，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在鉆井過程中應(yīng)盡量避免井漏發(fā)生。井漏發(fā)生的原因及分類1、漏失地層的特征各類巖性的地層均可以發(fā)生井漏。研究漏失地層特征必須搞清漏失地層中漏失通道的形成原因、基本形態(tài)和分布規(guī)律。

(1)漏失通道的形成：漏失通道按其形成原因可分為兩類：一類是自然漏失通道，即因構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的裂縫、因風(fēng)化作用形成的溶孔及其它層間疏松的通道，易發(fā)生井漏。另一類是人為漏失通道。人為漏失通道主要是指誘導(dǎo)裂縫。誘導(dǎo)裂縫又分為兩種，一種是由于施加的外力大于地層巖石的破裂壓力，造成巖石破碎而形成的裂縫，另一種是外力使天然閉合裂縫開啟而形成的裂縫。井漏發(fā)生的原因及分類

(2)漏失通道的基本形態(tài)：漏失通道的基本形態(tài)主要有孔隙型、裂縫型、洞穴型、孔隙裂縫型和洞穴裂縫型等五種類型，后兩類是前三類的交叉，見圖9—42。井漏發(fā)生的原因及分類2．發(fā)生井漏的原因

井漏的發(fā)生一般應(yīng)具備以下必要條件：井筒對于地層存在正壓差，即井筒中工作液的壓力大于地層孔隙、裂縫或溶洞中液體的孔隙壓力。并且，地層中存在著漏失通道和較大的足夠容納液體的空間，此通道的開口尺寸應(yīng)大于外來工作液中固相的粒徑。因此，在鉆井和完井過程中，當(dāng)出現(xiàn)以下兩種情況時(shí)均會發(fā)生井漏。第一種情況，當(dāng)?shù)貙哟嬖谔烊宦┦ǖ罆r(shí)，井筒中鉆井液作用于井壁的動(dòng)壓力超過地層的漏失壓力，即發(fā)生井漏；另一種情況是，當(dāng)動(dòng)壓力大于地層的破裂壓力時(shí)，先壓裂地層，形成新的漏失通道，然后發(fā)生漏失。為了進(jìn)一步搞清井漏發(fā)生的原因，需分析影響地層漏失壓力、破裂壓力和動(dòng)壓力的各種因素。井漏發(fā)生的原因及分類

(1)影響地層漏失壓力的因素：該因素與①地層孔隙壓力；②地層天然漏失通道的大小、形態(tài)及漏層厚度；③鉆井液流變性能；④漏失層內(nèi)外泥餅的質(zhì)量。

(2)影響地層破裂壓力的因素：地層的破裂壓力主要取決于地層的巖石力學(xué)性質(zhì)和所受地應(yīng)力的大小。

(3)影響鉆井液動(dòng)壓力的因素：鉆井液動(dòng)壓力與以下因素有關(guān)：①鉆井液靜液柱壓力。②鉆井液的環(huán)空壓耗。③鉆井液的激動(dòng)壓力。發(fā)生井漏的原因井漏發(fā)生的原因及分類3．漏失的分類漏層的分類方法很多，這些方法分別從不同的側(cè)面反映漏失的規(guī)律。下面僅介紹現(xiàn)場常用的按漏速和漏失地層通道的分類法。(1)按漏速分類：按漏速可將漏失分為五類．見表9－9。

(2)按漏失地層通道分類：按漏失通道形成的原因可將其分為自然漏失通道和人為漏失通道兩大類。按漏失通道的形狀又可將其分為孔喉、裂縫、洞穴及混合型。確定漏層的方法確定漏層的位置是堵漏措施中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，確定漏層的方法有以下幾種：

(1)觀察鉆進(jìn)情況通過鉆進(jìn)時(shí)憑經(jīng)驗(yàn)觀察，可以判斷天然裂縫、孔隙或洞穴地層一類漏層的位置。例如，當(dāng)鉆開天然裂縫性巖層時(shí)，鉆井液通常會突然漏失，并伴隨有扭矩增大和憋跳鉆現(xiàn)象。如上部地層沒有發(fā)生過漏失，則此現(xiàn)象便是漏層在井底的可靠顯示。

(2)觀察巖心和鉆屑情況通過對巖心的觀察，可以了解地層的傾角、接觸關(guān)系、孔隙、溶洞、裂隙及斷層等的發(fā)育情況；通過巖心收獲率可以判斷地層的破碎程度；通過對這些觀察結(jié)果的綜合分析，可以了解漏失通道情況，判斷漏層層位。

確定漏層的方法

(3)觀察鉆井液性能的變化情況鉆井液性能的變化通常能反應(yīng)井底巖石性質(zhì)、以此來判斷漏層位置。除上述幾種方法外還有，綜合分析鉆井過程中的各種資料、水動(dòng)力學(xué)測試、儀器測試法等。

井漏的預(yù)防對付井漏應(yīng)堅(jiān)持以預(yù)防為主的原則，盡可能避免因人為失誤而引起的井漏。需要指出，對于存在天然漏失通道的地層，可以通過預(yù)先進(jìn)行循環(huán)堵漏或先期堵漏來提高地層的承壓能力；但對于天然漏失通道不發(fā)育的漏失層，采用上述方法卻難以奏效。為了防止壓漏此類地層，必須嚴(yán)格控制鉆井液的動(dòng)壓力，使其始終低于地層的破裂壓力，或通過改變套管程序防漏。井漏的預(yù)防主要有以下幾種方法:

3．提高地層的承壓能力2．降低井筒中鉆井液的動(dòng)壓力；1．設(shè)計(jì)合理的井身結(jié)構(gòu)；井漏的處理當(dāng)鉆井和完井過程中發(fā)生井漏時(shí)，為了堵住漏層，必須加入各種堵漏材料(簡稱堵劑)，使之在距井筒很近范圍的漏失通道里建立一道堵塞隔墻，用以隔斷鉆井液的通道。各種堵漏材料按下述步驟在漏層建立堵塞隔堵：

(1)當(dāng)堵漏材料到達(dá)漏層時(shí)，其固相顆粒的形狀、尺寸、漿液的流變性能等都要適應(yīng)漏失通道的復(fù)雜形態(tài)，這樣才能按設(shè)計(jì)的數(shù)量進(jìn)入漏層。

(2)堵劑進(jìn)入漏層后，不能讓其源源不斷進(jìn)人地層深處。進(jìn)入地層的堵劑必須能抵御各種流體充填物的干擾。在各種流動(dòng)阻力的作用下，使之在近井筒漏失通道某處發(fā)生滯流、堆集而充滿一定范圍的漏失通道空間。1．堵漏原理井漏的處理

(3)充滿一定范圍漏失空間的堵劑，在高溫、壓差或化學(xué)反應(yīng)等作用下，以機(jī)械堆砌或化學(xué)生成物的堆集方式，建立具有一定機(jī)械強(qiáng)度的隔墻，并與漏失通道有比較牢固的粘結(jié)強(qiáng)度才能有效地封堵住漏層，不致于發(fā)生暫堵現(xiàn)象。2．堵漏方法常用的堵漏方法有以下幾種：(1)調(diào)整鉆井液性能與鉆井措施；(2)靜止堵漏；(3)橋接材料堵漏法；(4)高濾失漿液堵漏法；5)暫堵法；(6)化學(xué)堵漏法；(7)無機(jī)膠凝物質(zhì)堵漏法；(8)復(fù)合堵漏法井噴的預(yù)防與處理

井噴是指地層流體失去控制，噴到地面，或是竄至其它地層里的現(xiàn)象。它是鉆井工程較為常見的惡性事故。輕則使油氣層受到破壞，影響鉆井工期；重則使油氣井報(bào)廢，延誤油氣田的勘探開發(fā)工作。一、井噴發(fā)生的原因鉆井過程中，井內(nèi)的液柱壓力不是一個(gè)固定不變的恒定值，而是隨鉆井作業(yè)條件改變而不斷發(fā)生變化。作用于井底的壓力可用以下通式來表示；鉆井作業(yè)過程中，發(fā)生井噴的原因亦不完全相同。下面分別對鉆井的四個(gè)主要作業(yè)過程中發(fā)生井噴的原因進(jìn)行分析。井噴的預(yù)防與處理1．鉆進(jìn)過程中井噴發(fā)生的原因一、井噴發(fā)生的原因油氣井在鉆進(jìn)過程中常有以下原因會導(dǎo)致井噴事故發(fā)生：(1)鉆到油、氣、水層時(shí)，鉆井液當(dāng)量密度低于地層的壓力系數(shù)就會發(fā)生井噴。(2)如鉆井液氣侵嚴(yán)重，沒有及時(shí)采取措施，一旦液柱壓力降低到小于地層孔隙壓力，就會發(fā)生井噴。鉆井過程中鉆井液氣侵的嚴(yán)重程度與鉆井液密度、地層中的含氣量、鉆速以及環(huán)空返速等因素有關(guān)。(3)如果鉆進(jìn)過程中發(fā)生井漏，井筒內(nèi)鉆井液液面下降，液柱壓力降低。當(dāng)液柱的靜液壓力降至低于高壓油、氣、水層壓力時(shí)，就會引起井噴。井噴的預(yù)防與處理2．起鉆過程中井噴發(fā)生的原因起鉆過程中，有下述原因可引起井筒中鉆井液作用在油氣水層的壓力下降。當(dāng)壓力一旦降至低于地層孔隙壓力時(shí)就會引起井噴。

(1)起鉆時(shí)未及時(shí)灌鉆井液，造成井內(nèi)液柱壓力下降。

(2)起鉆時(shí)鉆井液停止循環(huán)，失去循環(huán)壓力，使鉆井液作用在地層的壓力下降。

(3)起鉆過程中，因鉆頭或鉆鋌泥包、地層縮徑。鉆井液粘度和切力過大、起鉆速度過快等原因，使上提鉆具時(shí)產(chǎn)生很高的抓吸壓力，因而造成并內(nèi)液柱壓力下降。井噴的預(yù)防與處理

3．下鉆過程中井噴發(fā)生的原因鉆井過程中如鉆井液切力過大，下鉆時(shí)下放速度過快，就會形成過大的激動(dòng)壓力。如裸眼井段存在易漏地層，當(dāng)井筒液柱壓力加上激動(dòng)壓力超過地層漏失壓力或破裂壓力時(shí)，就會發(fā)生井漏。井漏的發(fā)生導(dǎo)致鉆井液液面下降引起井噴。此外，油氣層被鉆穿后，如起鉆后鉆井液在井下靜止時(shí)間過長，地層中氣體不斷擴(kuò)散至井中，油氣上竄，引起液柱壓力下降，當(dāng)下鉆過程中此壓力降到低于地層壓力時(shí)，也會引起并噴。井噴的預(yù)防與處理4．下鉆后循環(huán)過程中井噴發(fā)生的原因油、氣、水層被鉆穿后，由于起鉆上提鉆具所發(fā)生的抽吸作用，會將地層中的油氣抽至井中，再加上起鉆后鉆井液在井中靜止，地層中的氣體會通過井壁擴(kuò)散到井筒內(nèi)，因而下鉆至油、氣、水層等部位循環(huán)鉆井液時(shí)，隨著鉆井液不斷上返，鉆井液中的氣體便不斷膨脹。當(dāng)氣體膨脹所產(chǎn)生的壓力大于上部液柱壓力時(shí)、鉆井液就會送出井口，井內(nèi)液柱壓力不斷下降。如果該壓力降至低于油氣層壓力時(shí)，油氣就會大量侵入井中造成井噴。井噴的預(yù)防與處理二、預(yù)防井噴的鉆井液技術(shù)措施為了預(yù)防井噴，應(yīng)采取的措施包括工程措施和鉆井液技術(shù)措施兩個(gè)方面。主要的工程措施包括：控制在油氣層鉆進(jìn)時(shí)的機(jī)械鉆速，以防因鉆速過快而造成油氣進(jìn)入井筒；依據(jù)三個(gè)地層壓力剖面設(shè)計(jì)合理的井身結(jié)構(gòu)，防止上噴下漏或下噴上漏造成液柱壓力下降而引起井噴；按井的類別正確選用井控裝置，發(fā)現(xiàn)溢流應(yīng)及時(shí)使用井控裝備，以防止井噴的發(fā)生等。預(yù)防井噴的鉆井液技術(shù)措施：選用合理的鉆井液密度；進(jìn)入油、氣、水層前，調(diào)整好鉆井液性能；嚴(yán)防井漏；及時(shí)排除氣侵氣體；注意觀測鉆井液的體積；儲備一定數(shù)量的加重鉆井液；分段循環(huán)鉆井液。卡鉆的預(yù)防與解除

鉆井過程中，鉆具在井下既不能轉(zhuǎn)動(dòng)又不能上下活動(dòng)而被卡死的現(xiàn)象稱為卡鉆。如果對前面所介紹的井塌、井漏和井噴等各種井下復(fù)雜情況和事故處理不當(dāng)，最后都可能導(dǎo)致卡鉆。在正常鉆進(jìn)過程中，若采用的工程或鉆井液措施不當(dāng)也會發(fā)生卡鉆。如果油氣井發(fā)生卡鉆，必須立即停鉆進(jìn)行處理，輕則延誤鉆井時(shí)間，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致井的報(bào)廢，給鉆井工程帶來極大損失?？ㄣ@的預(yù)防與解除一、壓差卡鉆

壓差卡鉆是指鉆具在井中靜止時(shí)，在鉆井液與地層孔隙壓力之間的壓差作用下，緊壓在井壁泥餅上而導(dǎo)致的卡鉆。防止壓差卡鉆的措施：鉆井實(shí)踐證明，在大多數(shù)情況下，壓差卡鉆是可以防止的。其防止措施可歸納為以下幾點(diǎn)：(1)降低鉆井液密度；(2)減少鉆具與井壁的接觸面積；(3)降低泥餅?zāi)Σ料禂?shù)，采用優(yōu)質(zhì)鉆井液；(4)減少巖屑床的厚度。解除壓差卡鉆的方法：(1)用油或解卡液浸泡；(2)用稀鹽酸浸泡；(3)降低鉆井液密度以減小壓差。卡鉆的預(yù)防與解除二、沉砂卡鉆1．沉砂卡鉆發(fā)生的原因

沉砂卡鉆是由于鉆井液懸浮性能不好，或處理鉆井液過程中由于粘度和切力下降幅度過大，導(dǎo)致鉆井液中所懸浮的鉆屑和重晶石沉淀，埋住井底一段井眼而造成的卡鉆。沉砂卡鉆亦可能發(fā)生在上部極軟地層的鉆進(jìn)過程中，由于鉆