溢流显示及监测方法

任何溢流发生前必定有溢流的显示，在钻井现场可观察到一些由井下反映到地面的信号，识别这些信号对及时发现溢流十分重要。有些显示并不能确切证明是溢流，但它却可警告可能发生了溢流。根据监测溢流的重要性和可靠性将信号分为告警信号（间接显示）和告急信号（直接显示）两类。

1.告警信号（间接显示）

（1）钻时突然加快或放空

当钻遇异常高压地层过渡带时，地层孔隙率增大，破碎单位体积岩石所需能量减小，同时井底正压差减小也有利于井底清岩，此时钻时会突然加快；钻遇碳酸盐岩裂缝发育层段或钻遇溶洞时，往往发生蹩跳钻或钻进“放空”现象。所以，钻时突然加快或放空是可能发生溢流的前奏，要引起足够注意。

一般情况下，钻时比正常钻时快1/3时，即为钻时突快。钻遇到钻时突快地层，进尺不能超过1m，地质录井人员应及时通知司钻停钻观察，停钻检测是否发生溢流。

（2）泵压下降，泵速增加

发生这种现象，应立即检查出口流量和泥浆泵，如泵无问题，出口流量增加则是溢流顶替井内钻井液上返。

井内发生溢流后，若侵入流体密度小于钻井液密度，钻柱内液柱压力就会大于环空液柱压力，由于“U”型管效应使钻具内的钻井液向环空流动，故泵压下降。气体沿环空上返时体积膨胀，使环空压耗减小，也会使泵压下降。泵压下降后，泵负荷减小，则泵速增加。

（3）钻具悬重发生变化

天然气侵入井内后，使环空钻井液平均密度下降，钻具所受浮力减小而悬重增加。若溢流为盐水时，其密度小于钻井液密度则悬重增加，其密度大于钻井液密度则悬重减小。地层的油气流体通常会使钻井液密度减小，因而悬重增加。

（4）钻井液性能发生变化

井口返出的钻井液性能发生变化，有可能发生了溢流。油或气侵入钻井液，会使钻井液密度下降，粘度升高；地层水侵入钻井液，会使钻井液密度和粘度都下降。钻井液中还有油花、气泡、油味或硫化氢味等，这些变化说明地层流体已侵入钻井液中。

（5）气测烃类含量升高或氯根含量增高

在钻井过程中，气测烃类含量升高，说明有油气进入井内，如氯根含量增高，可能是地层水进入井筒。

（6）dc（地层的可钻性指数）指数减小

正常情况下，随着井深的增加，dc指数越来越大。如果dc指数减小，则可能是钻遇到异常高压地层的显示。(www.xing528.com)

（7）岩屑尺寸加大

随着正压差减少，大块页岩将开始坍塌，这些坍塌造成的岩屑比正常岩屑大一些，多呈长条状，带棱角，预示着地层压力正在增加或静液压力正在减少，处于量变过程。

2.告急信号（直接显示）

（1）钻井液罐液面上升

钻井液罐液面升高是发现溢流的一个可靠信号。罐内钻井液的增量，就是井内已侵入的地层流体量，即溢流量，其大小取决于地层的渗透率、孔隙度和井底压差。地层渗透性高、孔隙度好，地层流体向井内流动快，反之流动慢。

（2）出口管线内钻井液流速增加，返出量增加

地层压力大于井底压力时，地层流体流入井内，增加了环空上返速度。天然气临近井口时因压力降低而快速膨胀，使出口管线内的钻井液流速加快，流量增加。

（3）停泵后井口钻井液外溢

停止循环后，井口钻井液外溢，说明发生了溢流。但应注意井筒中钻柱内外钻井液密度不一致，钻柱内钻井液密度比环空钻井液密度高时，停泵钻井液也会外溢。

（4）提钻时灌入的钻井液量小于提出钻具体积

起钻时，井内钻井液液面会随起出钻具而相应的下降。如果经计量发现应灌入量减小，说明地层流体也进入井筒，填补了部分起出钻具的空间，当进入井内的流体使全井液柱压力小于地层压力时就会出现溢流。

（5）下钻时返出的钻井液体积大于下入钻具的体积

进入井筒内的气体，在井眼深部时体积增加较小，或受钻井液性能等因素的影响，滑脱上升速度较慢，因此提钻时有可能并未注意到它的影响。到了下钻时，气体有可能已经逐渐上升到井眼上部，其体积膨胀得越来越快，导致溢流现象越来越明显。

对溢流显示的监测应贯穿在钻井的整个施工过程中。切记，判断溢流一个最明显的信号是：停泵的情况下井口钻井液自动外溢。