井漏机理及堵漏工艺研究.docx
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井漏机理及堵漏工艺研究
目录
一设计目的和意义••‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
二井漏的基本原理和预防措施‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
2.1井漏的类型及机理‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
2.1.1井漏的类型‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
2.1.2漏失机理‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
2.2漏层测试‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧2
2.2.1漏层位置的确定‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧2
2.2.1.1观察钻进情况‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧2
2.2.1.2观察岩芯和钻屑情况‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3
2.2.1.3观察钻井液性能的变化情况‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3
2.2.1.4综合分析钻进过程中的各种资料‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3
2.2.1.5水动力学测试‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3
2.2.1.6仪器测试法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3
2.2.2漏层压力的确定‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3
2.3常见的井漏预防和堵漏的方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
2.3.1常见井漏的预防‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
2.3.1.1设计合理的井身结构‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
2.3.1.2降低井筒中钻井液的动压力‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
2.3.1.3提高地层的承压能力‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
2.3.1.3.1调整钻井液性能‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5
2.3.1.3.2钻井液中预先加入随钻堵漏材料‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5
2.3.1.3.3先期堵漏‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5
2.3.2常见堵漏方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6
2.3.2.1堵漏原理‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6
2.3.2.2堵漏的处理规程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6
2.3.2.3常见堵漏方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7
2.3.2.3.1调整钻井液性能与钻井措施‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7
2.3.2.3.2静止堵漏‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7
2.3.2.3.3桥接堵漏‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8
2.3.2.3.4高滤失浆堵漏‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8
2.3.2.3.5暂堵法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9
2.3.2.3.6化学堵漏法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9
2.3.2.3.7无机胶凝物质堵漏法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9
平衡堵漏法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9
降塞法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10
挤水泥浆法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10
2.3.2.3.8复合堵漏法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10
2.3.2.3.9强行钻进下套管封隔漏层‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧11
三根据油田井漏的实际,提出该油田预防和解除井漏的技术措施‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧11
3.1钻井施工构造区域‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧11
3.2解决新疆塔河油田盐下井地区井漏预防和处理的必要性‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧11
3.3钻井施工构造区域的勘探开发特点‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧12
3.4井漏的特点‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16
3.5主要防漏措施‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16
3.6主要治漏措施‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17
3.7沙117井堵漏实例‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧20
3.7.1沙117井井身和套管结构‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧20
3.7.2沙117井上部疏松地层堵漏情况‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧20
3.7.3沙117井膏盐层上部疏松岩层承压堵漏情况‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧21
四分析设计结果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24
参考文献‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24
井漏的机理、预防分析及研究
一、设计目的和意义
井漏是石油天然气钻井过程常见的现象,因井漏容易诱发井喷、井下垮塌、钻井液材料的损失、钻井处理时间的浪费等等,对钻井造成严重的经济和社会影响。
预防和治理井漏可以有效地避免井喷、井下垮塌和原材料的损失和钻井周期的延长,具有良好的经济和社会效益。
二、井漏的基本原理和预防措施
2.1井漏的类型及机理
2.1.1井漏的类型
按照井漏的速度分为:
微漏(漏失速度<10m3/h)、小漏(10~20m3/h)、中漏(20~50m3/h)、大漏(>50m3/h)、全部失返(严重漏失)。
按照漏失地层通道分为:
自然漏失通道、人为漏失通道。
按照漏失通道的形状分为:
孔喉、裂缝、洞穴及混合型。
2.1.2漏失机理
井筒内的工作流体的压力大于地层孔隙、裂缝或溶洞中流体的压力,同时地层中存在着漏失通道和较大的足够容纳液体的空间,此通道的开口尺寸应大于外来工作液中固相颗粒的粒径。
井漏的发生与地层漏失压力、地层破裂压力和钻井液动压力有关。
影响地层漏失压力(使钻井液进入地层漏失通道所需要的最低压力)的因素有:
地层空隙压力(漏失压力随着地层空隙压力的增大而增高)、地层天然漏失通道的大小、形态及漏层厚度(影响钻井液在漏失通道中的流动阻力)、钻井液的流变性能(钻井液进入漏失通道的阻力随着钻井液塑性粘度和动切力的增加而增大)、漏失层内外泥饼的质量(漏失压力随泥饼质量的改善而增高)。
影响地层破裂压力的因素有:
地层破裂压力、地层空隙压力、有效上覆岩层的压力、地层抗拉强度、构造应力系数、地层的泊松比。
其关系符合下列公式:
pf=Pp+[(σz-Pp)+St]/{1-[(1-β)(1-2u)/(1-u)]
pf—破裂地层压力;
Pp—空隙地层压力;
σz—有效上覆地层压力;
St—地层抗拉强度;
β—构造应力系数;
u—地层的泊松比。
影响钻井液动压力的因素有:
钻井液的静液柱压力(其随钻井液的密度增加而增大p=ρgh)、钻井液的环空压降(其随钻井液环空压耗增加而增大)、钻井液的激动压力(其随钻井液的激动压力增加而增大,激动压力取决于开泵泵压、钻井液静切力及静止时间长短、起下钻因素)。
2.2漏层测试
2.2.1漏层位置的确定
石油天然气钻井中,漏层位置最难确定。
因为正常钻井条件下,如果钻井液性能没有改变,可以确定正在钻进的井底即是漏层。
在下钻过程的井漏不容易准确判断漏层位置,因为下钻可能由于激动压力增加使裸眼的薄弱位置发生井漏,而在长段裸眼中薄弱位置不容易判断。
在长裸眼中,提高钻井液密度或切力的条件下发生井漏,也不好判断井漏的确切位置。
在揭开油气水层前为提高上部地层的承压能力,而进行的长裸眼承压堵漏过程发生井漏,同样不好确定井漏的确切位置。
在下套管过程或下完套管后循环、注完水泥浆后替浆过程发生井漏,也不好确定井漏位置。
石油工作者在长期的实践中,总结出了以下几种确定漏层位置的方法:
2.2.1.1观察钻进情况
通过钻进凭经验观察,可以判断天然裂缝、空隙或洞穴位置。
如钻开天然裂缝性岩层时,钻井液通常会突然发生漏失,并伴随有扭矩增大和蹩跳钻现象,如果上部地层没有发生过漏失,钻井液性能没有发生改变,则井底漏失的可能性较大。
2.2.1.2观察岩芯和钻屑情况
通过对岩芯的观察,可以了解地层倾角、接触关系、孔隙、溶洞、裂缝及断层发育情况;通过岩芯收获率可以判断地层的破碎程度;通过以上结果的综合分析,可以了解漏失通道情况,判断漏层位置。
2.2.1.3观察钻井液性能的变化情况
钻井液性能的变化通常能了解井底岩石性质,以此来判断漏层的位置。
如钻遇盐水层,钻井液密度降低,粘度切力一般升高。
钻遇油气层,一般钻井液密度降低,粘度切力升高。
2.2.1.4综合分析钻进过程中的各种资料
一般综合分析钻井过程中的钻井参数、钻井液性能、地层压力、地层破碎压力、地质剖面、岩性、原来曾漏失过重漏的可能性、邻井同层段漏失情况等来判断漏层的位置。
2.2.1.5水动力学测试
采用反循环测试、从钻杆内外同时泵注钻井液测试、井漏前后泵压变化测试、立管压力变化测试、注轻钻井液等方法来确定漏失准确位置。
2.2.1.6仪器测试法
使用专门仪器,通过测试井温、声波、电阻、流量、放射性示踪原子等来判断漏层的位置。
2.2.2漏层压力的确定
现场对于井漏的压力确定主要依据是压力计算公式,确定漏层位置后就可以确定漏层的压力。
P=ρgh
P—漏层压力,Mpa;
ρ—井内钻井液密度,Kg/m3;
g—重力加速度,9.8N/m
h—漏层高度,m;
现场常采用的方法是下钻看钻井液在钻具上的痕迹确定漏层高度,或者在条件允许的情况下降低钻井液的密度建立循环后再确定漏层压力。
2.3常见的井漏预防和堵漏的方法
2.3.1常见井漏的预防
对付井漏的最好办法就是预防,尽可能地避免因为人为失误而引起的井漏,井漏的预防方法如下。
2.3.1.1设计合理的井身结构
由于现代一口油气水钻井所钻遇的各地层孔隙压力、漏失压力、破裂压力会有较大的差别。
如果同一裸眼段同一裸眼段中存在多个压力体系,并且一组地层的孔隙压力高于另一组地层的漏失压力或破裂压力,这是为了平衡高压层的孔隙压力,必须使用高密度钻井液钻进。
但这样就会在低漏失压力层或低破裂压力层发生井漏。
为了确保放喷和防漏,则必须设计合理的井身结构,用套管封隔高压层和漏失层。
同时一口井的套管层数有限,必须要优先确定各个地层的必封点,这样做到既对不同压力层位进行了封隔,又节约了套管。
2.3.1.2降低井筒中钻井液的动压力
由于钻井液的动切力过高,环空压耗高,根据作用力和反作用力,则钻井液作用在井底和井壁的压力高;同时钻井液的密度高则液柱对井底和井壁的压力高;开泵、下钻和下套管过程产生的激动压力也容易压漏地层。
以上几种情况都容易压漏地层,因此在安全的条件下降低钻井液的密度动切力有利于防止井漏。
2.3.1.3提高地层的承压能力
地层的漏失压力主要取决于地层特性,采用人工的方法来封堵井筒附近的漏失通道,提高钻井液进入漏失通道的流动阻力来提高地层的承压能力,以达到防漏的目的。
通常采用以下三种方法:
2.3.1.3.1调整钻井液性能
钻进孔隙型渗透性漏层前,可以适当增加钻井液中的膨润土含量或通过加入增粘剂来提高钻井液的动切力、静切力,增加钻井液进入漏失层的流动阻力来达到提高地层承压能力。
2.3.1.3.2钻井液中预先加入随钻堵漏材料
对于孔隙—裂缝性漏失层,在进入该层段之前,可以在循环钻井液中加入堵漏材料。
在压差作用下,进入漏层,封堵附近的漏失通道,提高地层的承压能力,起到防漏的作用。
实际现场有时可以加入随钻堵漏剂、单项封闭剂、裂缝性堵漏材料,以上材料可以经过振动筛正常钻进。
现场有时加入大颗粒的高效复合堵漏材料,强行钻进过程使钻井液不经过振动筛,使大颗粒堵漏材料和钻屑循环,在压差作用下直接堵漏,但是以上做法时间不能过长,如果长时间不经过振动筛则钻屑浓度的增加会导致钻井液密度的很快升高,会增大液柱压力从而压漏地层。
2.3.1.3.3先期堵漏
当所钻下部井段存在高压(高地层压力、高流体压力、高蠕变压力)地层、或需要使用高密度钻井液(使用高密度水泥浆固井)时,其孔隙压力或蠕变压力超过上部地层的漏失压力或破裂压力,并且又因受各种条件制约而无法采用下套管封隔上部地层时,为了安全钻进,进入高压层前必须按下部高压层孔隙压力所确定钻井液密度进行钻井,由此必然引起上部地层的漏失。
为了阻止地层漏失引起的井涌、井喷、卡钻等井下复杂情况的发生,可在进入高压层之前,对上部易漏地层进行先期堵漏,以提高上部地层的力。
以上情况主要存在于出于套管层级的限制,同一裸眼段存在上部低压地层下部高压(高流体压力、地层压力、坍塌压力)地层、上部低压地层下部有高蠕变压力的盐膏层、长裸眼钻完后为保证固井质量固井水泥浆密度高需要提高裸眼地层的承压能力。
以上先期承压堵漏操作工艺,如果上部裸眼短,则直接根据钻井过程地层岩性和漏失情况直接确定堵漏浆的配方,如果上部裸眼段长则要进行裸眼测井后根据地层物性和钻井过程漏失情况、地层岩性分段配置不同配方的堵漏浆注入地层,进行关井挤堵。
堵漏浆配制时必须根据地层岩性通道确定配方,配方中要考虑堵漏材料颗粒的粒径(粗中细)、硬度(软中硬)级配。
最大颗粒直径最好在岩层通道的三分之一,有合理的架桥粒子和填充粒子。
2.3.2常见堵漏方法
2.3.2.1堵漏原理
当钻井和完井过程中发生井漏时,为了堵住漏层,必须加入各种堵漏材料,使之在井筒附近范围的漏失通道建立一道堵塞隔墙,用以隔断钻井液的通道。
各种堵漏材料按下述步骤在漏层建立堵塞隔墙:
2.3.2.1.1当堵漏材料达到漏层时,其固相颗粒的形状、尺寸、堵漏浆的流变性能等都要适应漏失通道的复杂形态,这样才能按照设计的数量进入漏层。
2.3.2.1.2当堵漏材料进入漏层后,不能让其源源不断进入地层深处。
进入地层的堵漏材料必须能抵御各种流体充填物的干扰。
在各种流动阻力的作用下,使之在近井筒漏失通道的某处发生滞留、堆积而充满一定范围的漏失通道空间。
2.3.2.1.3当堵漏材料充满一定范围的漏失空间,在高温、压差或化学反应等作用下,以机械堆砌或化学生成物的堆积方式,建立具有一定机械强度的隔墙,并与漏失通道有比较牢固的粘结强度才能有效地封住漏层,不至于发生暂堵现象。
2.3.2.2堵漏的处理规程
处理井漏时应该按照以下规程进行操作:
2.3.2.2.1堵漏原理分析井漏发生的原因,确定漏层的位置、类型、漏失严重程度、漏失压力。
2.3.2.2.2施工前要进行科学的施工设计,精心施工。
2.3.2.2.3如果条件许可,应尽可能强钻一段,充分暴露漏层,确保漏层全部被钻穿,以免重复处理同样的问题,增加处理的时间。
2.3.2.2.4施工时如果能够起钻,应尽可能使用光钻杆,下至漏层顶部。
2.3.2.2.5使用正确的方法,确保2/3的堵漏材料进入漏层近井筒处。
2.3.2.2.6在不用关井蹩压的情况下,施工过程要不断活动钻具,避免卡钻。
2.3.2.2.7凡采用桥堵剂堵漏,要卸掉循环管线及泵中的滤清器和筛网等,以防止堵塞蹩泵伤人。
2.3.2.2.8施蹩压试漏时要缓慢进行,压力一般不能超过3Mpa,避免造成诱导裂缝。
2.3.2.2.9施工完成后,各种资料必须收集整理齐全、准确。
2.3.2.3常见堵漏方法
2.3.2.3.1调整钻井液性能与钻井措施
采用降低钻井液密度、调整流变参数和泵排量、改变开泵措施等方法,降低井筒液柱压力,减少激动压力和环空压耗,改变钻井液在漏失通道中的流动阻力,减少地层产生诱导裂缝的可能性。
此方法一般用于封堵渗透性孔隙地层的漏失。
2.3.2.3.2静止堵漏
静止堵漏发生在完全或部分漏失的情况下,将钻具起出漏失井段或起至技术套管内,静止一段时间后漏失现象就可以消除,此措施的适用范围是:
钻井过程操作不当,人为蹩漏地层而发生的诱导裂缝引起的井漏。
钻井液密度或粘度切力过高,超过地层破裂压力而产生的井漏。
深井井段发生的井漏。
钻井过程中突然发生的井漏。
无论什么原因发生的井漏,在组织堵漏实施准备阶段均可以采用静止堵漏。
静止堵漏的施工要点:
静止堵漏的首要前提条件的井内无高压油气水层存在,如果有高压油气水层则防止静止堵漏无效,井筒内钻井液柱高度降低,诱发井涌或井喷。
发生井漏时应立即停止钻井或循环钻井液,将钻具起至安全井段,静止一段时间,静止时间的长短应当合适,太短容易失败,太长容易发生井下负责情况,一般控制在8~24小时为宜。
如果起至技术套管内静止,静止时间可以不灌钻井液。
但是如果在裸眼井段内静止,则应定时灌钻井液,保持液面在套管了,防止裸眼井段发生坍塌。
在发生部分漏失的情况下,如果循环堵漏无效,最好在起钻前先泵入堵漏钻井液并替到覆盖于漏失井段,然后再起钻,以增强静止堵漏的效果。
再次下钻时,应控制下钻速度,尽量避开在漏失井段开泵循环。
如必须在此井段循环,则应先用低泵压、小排量开泵循环观察。
若不发生漏失,则可降低排量恢复钻进,待漏失消除后可逐步提高排量正常钻进。
恢复钻进后,钻井液密度、粘度和切力不宜立即作大幅度调整。
若需要调整,则逐步进行,并注意控制家中速度,防止再次发生井漏。
2.3.2.3.3桥接堵漏
桥接堵漏是将不同形状(颗粒状、片状、纤维状)和不同尺寸(粗、中、细)和硬度(软、中、硬)的惰性材料,以不同的配方混合与钻井液中,直接注入漏层的一种堵漏方法。
采用桥接堵漏时应当根据不同的漏层性质,选择堵漏材料的级配和质量分数,否则会在漏失通道中形不成“架桥”,或是在井壁处“封门”,使堵漏失败,通常桥浆的质量分数为5%~20%,随基浆的密度增高而减少。
桥接材料的级配一般是:
粒状:
片状:
纤维状=6:
3:
2。
采用桥浆堵漏的施工方法有两种:
挤压法和循环法。
一般漏失轻微可以用低浓度的桥浆循环堵漏;如果漏失严重,则采用高浓度且总量大的桥浆关井挤堵,控制每次挤入量和挤入压力,卸压时要适当控制,不得卸压过猛。
2.3.2.3.4高滤失浆堵漏
高滤失浆堵漏是采用DTR,Z-DTR等高滤失堵漏浆,用清水配制成浆液,将浆液泵入井筒内进行堵漏的一种方法。
此浆液在压差作用下迅速滤失,形成具有一定强度的泥饼,封堵漏失通道。
此方法可用于渗透性漏失、部分漏失及某些完全漏失的情况。
此方法可用于漏层比较明确的井漏,采用此方法要防止堵漏材料下沉和卡钻,在配制过程要保持不断地搅拌,在注浆和替浆过程要活动钻具。
2.3.2.3.5暂堵法
暂堵法是指应用暂堵材料对油气层进行封堵,油气井投产后采用相应的解堵剂进行解堵的一种堵漏方法。
此法主要用于封堵渗透性和微裂缝性地层漏失,并能有效地减少因井漏引起的油气层损害。
堵漏剂主要有单向压力封堵剂、易酸溶、油溶、水溶的堵漏剂进行堵漏,如当向压力封堵剂、石灰乳钻井液、PCC暂堵剂、盐粒、油溶性树脂等。
2.3.2.3.6化学堵漏法
化学堵漏法是将讲过筛选的化学堵剂(如PMN化学胶凝、脲醛树脂、ND-1堵漏浆、水解聚丙烯氰稠浆、硅酸盐和合成乳胶等)注入漏层,形成凝胶,以封堵漏失通道。
该堵漏浆密度较低,凝固时间调节范围大,浆液的渗滤能力较强,滤液也能固化,可以封堵微孔缝漏失通道。
该法对于含水漏失层具有特殊的效果。
但因其价格昂贵,使用范围受到一定的限制。
2.3.2.3.7无机胶凝物质堵漏法
无机胶凝堵漏物质主要以水泥浆及各种水泥混合稠浆为基础,此法一般用于较为严重的漏失。
采用水泥浆堵漏一般均要求漏层位置比较确定,大多用来封堵裂缝性和破碎性碳酸盐岩砾岩层的漏失。
堵漏要点是必须清楚地知道漏层的漏失位置和漏失压力,使用平衡法原理进行准确的计算,才能确保施工质量和安全。
施工时一般必须在井筒中留一段水泥塞,水泥塞的体积约等于水泥浆总体积的1/3左右。
为防止水泥浆和钻井液混合,所以在注入水泥浆之前先注入一段隔离液。
采用无机胶凝堵漏发的施工方法有:
平衡堵漏法。
将堵漏水泥经钻杆泵送至井内,并顶替至钻杆内外水泥面相等为止。
然后慢慢上提钻具到安全位置,并关井将井内2/3体积的水泥浆挤入漏层。
此法用于漏层性质单一,有一定液面,漏速不大的情况,在深井和浅井中都可以使用。
降塞法。
利用水泥柱超过所替换钻井液的重量,使水泥塞在停泵后降低至漏层,大约有1/6~1/3的水泥浆留在井筒内,而其余2/3~5/6的水泥浆进入漏层即达到平衡。
此法不适用于井径大于311.14mm,钻井液密度大于1.32g/cm3以上及水泥量少于4t等情况。
挤水泥浆法
对于完全漏失井,可采用降塞法使2/3的水泥浆进入漏层,但对于部分漏失的井,水泥浆达到漏层后,仅有一小部分进入漏层,其余部分则靠外界压力才能被挤入漏层。
即用光钻杆将水泥浆替入到漏层后,起钻到安全位置(钻杆在套管内并且离开水泥浆面),关井用泵挤压,将水泥浆按照设计挤入漏层。
2.3.2.3.8复合堵漏法
由于地层复杂,井下情况的不可预见和非直观性,尤其是水层、气层、长裸眼段和大溶洞的漏失,采用单一的堵漏方法往往成效不大,而采用复合堵漏可以提高堵漏的成功率。
下表为处理各种严重漏失的复合堵漏方法。
表1:
各种严重漏失的复合堵漏方法
序号
复合堵漏方法
适用范围
1
化学凝胶+水泥浆
水层漏失、严重井漏
2
桥接堵漏+水泥浆
大裂缝漏失
3
水泥浆+桥接剂
大裂缝漏失
4
高失水堵漏浆液+桥接剂
大裂缝漏失
5
暂堵剂浆液+桥接剂
油气层、大裂缝
6
化学凝胶+桥接剂
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