井下复杂情况的钻井液技术

随着井深、超井深、丛式井及水平井等特殊井的增加和欠平衡钻井等新技术的应用，钻井

中遇到的井壁失稳、井漏、井喷及卡钻等井下复杂情况越来越突出，已经成为影响安全优质快
速钻井和经济效益的主要因素之一。因此，做好复杂情况下的钻井液工作尤为重要。

第

1节

井壁失稳机理及钻井液技术

井壁失稳是指钻井或完井过程中的井壁坍塌、缩径、地层压裂等三种基本类型。前两者造

成井径扩大或缩小，后者易造成井漏。井壁失稳是钻井工程中经常遇到的井下复杂情况之一，
严重影响钻井速度、质量及成本，甚至延误勘探与开发的速度。为了保持井壁稳定，实现优质
安全钻井，必须搞清井壁失稳地层的结构特征，井壁失稳发生的原因以及相关的钻井工程与
钻井液技术措施。本节主要介绍前两种井壁失稳类型、机理及相应的钻井液技术。

1、

井壁失稳地层类型与井壁失稳现象

1．

井壁失稳地层的类型

在钻井过程中，如果钻遇泥页岩、砂质或粉砂质泥岩、流岩、砂岩、泥质砂岩或粉砂岩、砾
岩、

煤层、岩浆岩、碳酸盐岩等地层，就可能发生井壁失稳问题。井塌可能发生在各种不同岩性、不
同粘土矿物种类及含量的地层中，但约占

﹪以上的井塌发生在泥页岩地层中，而严重井

塌往往发生在层理裂缝发育或破碎的各种岩性地层、孔隙压力异常的泥页岩层、处于强地应力
作用的层位、厚度大的泥岩层、生油层和倾角大易发生井斜的地层：缩径大多发生在蒙脱石含
量高、含水量大的浅层泥岩、盐膏层、含盐膏软泥岩、高渗透性砂岩或粉砂岩、沥青等类地层中：
压裂可发生在任何一类地层中。

2、井壁失稳现象
1）井塌的现象

（

1）返出钻屑尺寸增大，数量增多并混杂

（

2）钻井液的粘度、切力、密度、含砂量明显增高。泵压增高且失稳，严重时会出现憋泵现

象，并可憋漏地层。

（

3）扭矩增大，憋钻严重，停转转盘打倒车。

（

4）上提钻具遇卡，下放钻具遇阻：接单根、下钻下不到井底：划眼遇阻，严重时会发

生卡钻或无法划至井底。

（

5）井径扩大，出现糖葫芦井眼，测井遇阻卡。

2)缩径的现象

当钻井过程中发生缩径时，由于井径小于钻头直径，会出现扭矩增大、憋泵等现象，严

重时转盘无法转动，甚至被卡死：上提钻具或起钻遇卡，严重时发生卡钻

:下放钻具或下钻

遇阻，如地层缩径严重，可使井眼闭合。

3）压裂现象

当钻井液的循环压力大于地层破裂压力时，就会压裂地层，使地层出现裂缝，从而导致

泵压的下降。如果液注压力降到易塌地层的坍塌压力或孔隙压力之下，就可能发生井塌或井
喷等复杂情况。

2、

井壁失稳的原因

井壁失稳的实质是力学失稳。当井壁岩石所受的应力超过其本身的强度时就会发生井稳
定。