在雨季,由于大量雨水侵入山体,常会造成岩石失稳而发生山体滑坡或泥石流,给人民的生命财产造成重大损失,这种现象和钻井井壁坍塌的机理是很相似的。在钻井过程中,由于泥浆侵入井筒地层中的岩石,令造成井壁失稳并极易发生井壁坍塌卡钻。它是钻井的卡钻事故中最恶劣的一种,因为处理这种事故的工序最复杂、耗费的时间最多、风险性最大,处理不好时该井有报废的可能,所以,在钻井中应尽量避免这种事故的发生。
造成井壁坍塌的原因很多,有地质原因、物理化学原因和钻井工艺方面的原因。对某一地区或某一口井来说,可能是以其中的一个原因为主,但对大多数井来说,多是综合原因所造成的。地质方面的原因主要有:原始地应力引发的地层破裂,地层倾角造成的地层不稳定,岩石本身由于沉积环境、矿物组分、埋藏时间、胶结压实程度不同等原因造成的井壁失稳等。物理化学方面的原因是:油气钻井钻进的地层多为沉积岩,而沉积岩70%以上是亲水的泥页岩,其中,蒙皂石含量高的泥页岩极易吸水膨胀,绿泥石含量高的泥页岩易吸水裂解、剥落,这是造成钻井时井壁坍塌的主要原因。工艺方面的原因主要是:井筒的液柱压力低于地层坍塌压力,钻井液的性能和地层的岩性不配伍,钻井液液面下降或压力激动造成地层不稳定等。
为防止钻井过程中井壁坍塌,一般要选择好与地层岩性相匹配的钻井液,最好使用具有防塌性能的钻井液;要科学合理的设计井身结构;调整好钻井液的各项性能指标;要保持泥浆液柱的压力略高于地层孔隙压力;下钻时钻具下放的速度不要太快,避免产生过大的压力激动;因故停止钻井施工时,一定要保持井筒内的泥浆液面高度,不要因地层的渗漏使井筒液面下降过多,而且钻井液在井内静止的时间也不要过长。一般,在我国东部各油田的上部地层(如明化镇组、馆陶组等)钻井时,钻井液在井内静止的时间若超过三天,十之八九会出现不同程度的井壁坍塌,严重时则会发生钻井井壁坍塌的卡钻事故。