防漏堵漏技术规范[1]

目 录 1 塔里木油田所钻区域的井漏类型及分布 2 井漏控制原则 3 防漏技术措施 4 塔里木油田常用桥堵材料技术规范 5 钻开可能漏层前的准备工作 5 1 桥浆堵漏材料准备 5 2 技术方案准备 5 3 设备准备 6 不同漏层 不同漏速下的井漏处理措施 7 桥浆堵漏技术 7 1 桥堵配方选用原则 7 2 桥堵配方 7 3 桥浆配制工艺 7 4 桥浆堵漏施工 8 随钻堵漏 1 1 塔里木油田所钻区域的井漏类型及分布塔里木油田所钻区域的井漏类型及分布 复杂的地质条件决定了塔里木油田漏失地层具有多变 复杂等 特性 根据研究 塔里木油田井漏类型主要有以下几种 1 浅表层欠压实粗砾岩 粗砂岩等地层的大裂隙贯通性漏失大裂隙贯通性漏失 在 库车坳陷 塔北隆起 塔西南坳陷地表粗砾岩 粗砂岩发育的 区块 导管施工或导管下深不足的钻进过程中 常发生表层贯 通性漏失 表层贯通性漏失程度往往较为严重 2 砾岩 粗中砂岩地层的渗透性漏失渗透性漏失 在同一裸眼段存在多套压 力系统 井筒超过砾岩 粗中砂岩地层的孔隙压力时 常发生 渗透性漏失 砾岩 粗中砂岩地层的渗透性漏失遍布塔里木油 田各区域 此类漏失程度相对较轻 井漏易处理 3 深井段砂岩 泥砂岩 泥岩地层的地质构造天然裂缝性漏失天然裂缝性漏失 山前构造带及塔西南凹陷采用中低密度钻井液钻进时发生的漏 失多属此类型 少部分井采用高密度钻井液钻进时发生的漏失 也属此类型 发生砂 泥岩天然裂缝性漏失时 漏失量一般不 大 漏失易处理 有时漏失量达到一定程度会自动停止漏失 4 多压力系统下 采用高密度钻井液钻进时 深井段砂岩 泥砂 岩 泥岩地层诱导压裂性漏失或天然裂缝受迫延伸性漏失诱导压裂性漏失或天然裂缝受迫延伸性漏失 山 前构造带采用高密度钻井液钻进复合盐膏层及高压水层 高压 油气层时发生的井漏多属诱导裂缝或受迫延伸裂缝性漏失 此 类井漏发生几率高 相对不易处理 5 低压潜山灰岩地层的天然 或诱导 裂缝和 或 天然溶洞性灰岩地层的天然 或诱导 裂缝和 或 天然溶洞性 2 漏失漏失 塔中 轮古 羊塔克等区域外 或区块 石炭系 奥 陶系灰岩 或泥灰岩 地层发生的漏失多属于此类井漏 灰岩 漏失对井筒压力 尤其是钻井液密度 敏感性强 相对不易处 理 6 二叠系火成岩低压地层的裂缝或空隙性漏失 哈德等存在二叠 系火成岩地层的区块 普遍存在类火成岩裂缝或空隙性漏失 火成岩漏失对井筒压力 或钻井液密度 敏感性强 2 井漏控制原则 井漏控制原则 2 1 井漏控制中 坚持预防井漏为主的原则 2 2 在预防失效的情况下 根据漏层深度 地层特性和漏失程度 按照从简到繁 从易到难 从快捷到迟缓的原则 选用适宜的堵漏 技术 或措施 措施进行堵漏 2 3 目的层堵漏必须兼顾油气层保护 3 防漏技术措施防漏技术措施 目前 井漏预防主要采用五类措施 合理的井身结构设计 降 低井筒压力 减少井筒压力激动 钻井液随钻防漏 欠平衡钻井 3 1 合理的井身结构设计是预防井漏最重要的环节 设计井身结构 时 必须依据地层孔隙压力 破裂压力 坍塌压力和漏失压力剖面 尽可能使同一裸眼井段所需钻井液当量密度同时满足防喷 防塌 防漏的要求 由于受套管层次的限制 当上述条件无法同时满足时 则应下套管将低破裂压力地层与高压层分开 使得同一裸眼井段所 需钻井液最高当量密度小于地层破裂压力 防止压裂性井漏的发生 3 3 2 降低井筒压力的措施 降低井筒压力主要是通过综合调整 优化钻井液性能 降低钻 井液密度 降低环空循环压耗 并结合恰当的钻井工程措施和井身 结构设计 降低井筒压力 3 2 1 降低钻井液密度要充分掌握地层坍塌压力系数 地层孔隙压 力系数 在近平衡钻井中 保证钻井液密度略高于地层坍塌压力系 数和地层孔隙压力系数 而低于地层破裂压力系数 3 2 2 加重钻井液时 应按循环周采用循序渐进的方式 防止钻井 液密度突然出现大的波动 升高 3 2 3 在井身结构设计上 钻进深部地层 尽可能扩大井筒尺寸 套管与祼眼 避免小井眼钻井 3 2 4 在满足携砂要求的前提下 降低泥浆泵排量 3 2 5 优化钻井液流变参数 降低钻井液环空粘度 尤其要调整好 钻井液动切力 深井要求钻井液动切力不大于 15pa 3 2 6 尽可能降低钻井液的高温高压失水 防止因厚泥饼造成环空 狭窄 3 3 降低井筒压力激动的措施 3 3 1 在确保钻井液悬浮性能的前提下 尽可能降低钻井液的静切 力 3 3 1 裸眼内起下钻 必须控制起下钻速度 下钻遇阻时要划眼 严禁强下 深井下钻时 根据需要可中途开泵循环 15 分钟 下钻到 4 底及中途开泥浆泵前 首先缓慢转动钻具 然后低泵冲缓慢开泵 减轻井底压力激动 3 3 3 深井段钻进或下套管前 必须确保钻井液具有良好的抗高温 性能 避免出现高温稠化 3 4 随钻防漏 除了调整钻井液常规性能进行防漏外 钻进可能漏层或发生微 小漏时 可在钻井液中加入适宜浓度的随钻防漏材料进行防漏 3 5 欠平衡钻井 钻进对井筒压力 或钻井液密度 敏感性强的目的层时 为了 最大限度地保护油气层 减轻 或避免 井漏 推荐使用欠平衡钻 井 4 塔里木油田常用桥浆堵漏材料技术规范塔里木油田常用桥浆堵漏材料技术规范 结合室内堵漏实验及现场应用效果 对塔里木油田目前常用的 蛭石 果壳 粗 中 细 SQD 98 中 细 锯末 棉籽壳 弹 性橡胶 粗 共 10 种桥堵材料作如下规范要求 具体见表 1 1 表 1 10 表 1 1 钻井液用堵漏材料特粗蛭石质量规范 项 目指 标 13 2 5mm 2 10 目 98 粒 径 2 5mm 10 目 余量 1 水溶性不溶 湿度手感无潮湿感 表 1 2 钻井液用堵漏材料粗蛭石质量规范 项 目指 标 4 2 1 4mm 6 14 目 97 粒 径 1 4mm 14 目 余量 1 5 水溶性不溶 湿度手感硬 无潮湿感 表 1 3 钻井液用堵漏材料果壳 粗 质量规范 项 目指 标 10 1 4mm 2 14 目 97 粒 径 0 5mm 35 目 余量 1 水溶性不溶 湿度手感较硬 无潮湿感 表 1 4 钻井液用堵漏材料果壳 中粗 质量规范 项 目指 标 4 2 0 5mm 6 35 目 95 粒 径 0 24mm 60 目 余量 2 水溶性不溶 湿度手感蓬松 颗粒散 无潮湿感 表 1 5 钻井液用堵漏材料果壳 细 质量规范 项 目指 标 1 4 0 2mm 14 80 目 95 粒 径 0 125mm 120 目 余量 3 水溶性不溶 湿度手感蓬松 颗粒散 表 1 6 钻井液用堵漏材料锯末质量规范 项 目指 标 3 1 0 15mm 8 100 目 98 粒 径 0 15mm 100 目 余量 1 水溶性不溶 湿度手感蓬松 颗粒散 无潮湿感 表 1 7 钻井液用堵漏材料 SQD 98 中 质量规范 项 目指 标 4 2 0 2mm 6 80 目 97 粒 径 0 125mm 120 目 余量 2 水溶性不溶 湿度手感蓬松 无潮湿感 表 1 8 钻井液用堵漏材料 SQD 98 细 质量规范 项 目指 标 3 1 0 074 mm 8 200 目 90 粒 径 0 074mm 200 目 余量 5 水溶性不溶 湿度手感蓬松 无潮湿感 6 表 1 9 钻井液用堵漏材料棉子壳质量规范 项 目指 标 6 1 0 mm 4 18 目 97 粒 径 0 15mm 100 目 余量 3 水溶性不溶 湿度手感蓬松 无潮湿感 表 1 10 钻井液用堵漏材料粗橡胶粒质量规范 项 目指 标 25 4 mm 1 6 目 98 粒 径 3 1mm 8 目 余量 1 水溶性不溶 湿度 5 钻开可能漏层前的准备工作钻开可能漏层前的准备工作 5 1 桥浆堵漏材料准备 钻开可能漏层或不确定地层前 现场应储备配制 2 罐 80m3 高浓度桥浆的常用桥堵材料 现场桥堵材料储备要求如表 2 表 2 现场桥堵材料储备要求 序号桥堵材料名称 或代号 储备数量 吨 1粗核桃壳4 2中粗核桃壳4 3细核桃壳2 4SQD 98 中粗 4 5锯末1 5 2 技术方案准备 现场要根据钻井设计 结合前期实钻情况和现场井漏控制资源 制定针对性强的防漏堵漏技术预案 并将技术预案向主要管理人员 技术人员 施工人员交底 7 5 3 设备准备 钻开可能漏层或不确定地层前 泥浆相关设备必须满足下列要 求 5 3 1 泥浆泵能独立从两个泥浆罐上水 此两个泥浆罐与其它罐能 完全隔离 加重泵能独立从此两个上水罐上水和回水 上水罐的各 上水管线畅通 长度小于 10 米 5 3 2 在泥浆粘切较高的情况下 加重 或配浆 泵要保证下料顺 利 采用电动泵 电机功率不小于 75KW 条件许可时 最好采用 泥浆泵上水加重 或配浆 5 3 3 循环罐及配浆罐的搅拌机正常运转 5 3 4 至少保证震动筛正常连续运转 现场储备 40 120 目各规格 筛布 5 3 5 现场配备独立的膨润土浆罐 保证罐内高浓度膨润土浆不少 于 20m3 5 4 钻具准备 5 4 1 钻进可能漏层或不确定地层时 尽可能放大钻头水眼尺寸 为实施桥浆堵漏创造有力条件 5 4 2 钻进可能漏层或不确定地层时 现场应准备相关尺寸的铣齿 堵漏接头 8 6 不同漏层 不同漏速下的井漏处理措施 不同漏层 不同漏速下的井漏处理措施 发生井漏后 应根据地质构造特征 地层岩性特性 地层压力 系数 钻井液密度 漏失速度 进行综合分析 对漏点和漏失特性 做出正确判断 然后采取针对性性强的堵漏措施 进行堵漏施工 6 1 不同类型井漏处理技术及措施 由于漏层特性和引起井漏的原因不同 应对不同类型的井漏时 推荐技术及措施如下 1 表层井漏 在条件允许的情况下 首选采用高粘度泥浆快速强 钻 强钻条件不具备 采用粗颗粒为主的高浓度桥堵浆进行桥堵 桥堵失效 注水泥浆堵漏 2 非目的层中 深井段 发生孔隙性渗漏 天然裂缝 或溶洞 性漏失及诱导裂缝性漏失 首选降低钻井液排量试循环观察 降排 量井漏不缓解或缓解不明显 静置堵漏 2 小时左右 试循环观察 静置堵漏无效 进行停钻桥浆堵漏 3 目的层发生漏失 选用具有保护油气层作用的桥浆进行堵漏 4 由工程措施引起的井漏 可利用降低排量及起钻静置两种方法 试处理 井漏不缓解 采用桥浆堵漏 5 因压井 加重钻井液等因素造成的井漏 多为压裂性漏失 应 首选高浓度桥浆堵漏 桥堵无效 注水泥浆堵漏 9 6 2 不同漏速下的井漏处理技术及措施 特性相同或相近地层发生井漏 根据漏失严重程度不同 采取针对 性强的堵漏技术及措施 表 3 列出了不同漏失程度下 推荐采用的 井漏处理措施 表 3 不同漏速下推荐井漏处理措施 漏失程度漏速 m3 h 漏层推荐措施 严重漏失 失返 或大 于 40 宽裂缝 溶洞 粗砾岩 停钻 连续吊灌泥浆 将钻具提至安全井段 或 套管内 试循环 停钻 根据钻头水眼尺寸 先采用粗颗 粒浓度相对较低的桥浆 进行一次桥浆堵漏 粗颗粒浓度较低桥浆堵漏无效 起钻换堵漏钻具 下钻至安全井段 进行高浓度桥浆堵漏 连续 3 次桥堵失败 水泥 纤维水泥 堵漏 水泥 纤维水泥 堵漏无效 研究采用特殊堵漏 技措 一般性漏失15 40 裂缝 小溶洞 渗透性好的砂 砾岩 降排量 循环观察 若漏速降低明显 可试钻进 降排量 漏速不减 适当降密度 循环观察 若 漏速降低明显 可试钻进 降密度后 若漏速不降或增大 提钻至安全井段 或套管内 静止堵漏 1 2 小时 逐渐提高排量 循环 若漏速降低明显或不漏 可下钻试钻进 静止堵漏后 若漏速不降或增大 立即停钻桥堵 连续 3 次桥堵失败 MTC 堵漏或水泥堵漏 小漏5 15 小裂缝 砂砾 岩渗漏 降低排量试钻进 若漏速降低明显或不漏 逐渐 提高排量钻进 若降排量后漏速不减 条件许可前提下 适当降 密度 试钻进 试钻进时 漏速不降或增大 提钻至套管内 静 止堵漏 1 2 小时 逐渐提高排量循环 若漏速降 低明显或不漏 可下钻试钻进 若漏速不降或增大 根据现场实际 可进行随钻 堵漏或停钻桥堵 微漏小于 5 微裂缝 砂砾 岩渗漏 适当降低排量钻进 若不漏 逐渐提高排量恢复 正常钻进 若提高排量后 漏失不缓解 条件许可前提下 适当降密度 恢复钻进 若降密度后 漏速不降 在上水罐调整 40m3随 10 钻堵漏泥浆 进行随钻堵漏 若随钻堵漏无效 提钻至安全井段 或套管内 进行停钻桥堵 11 7 桥浆堵漏技术桥浆堵漏技术 除了适当降低循环排量和钻井液密度外 采用桥浆堵漏是最推 荐使用的井漏处理技术 优选桥堵配方是确保桥浆堵漏成功的最重 要环节 7 1 桥堵配方选用原则 桥浆堵漏配方应随漏速不同 漏层特性不同 钻井液密度不同 进行相应选择或调整 选择桥堵配方时 应遵循以下五项原则 1 要综合考虑桥堵剂几何形状 尺寸 机械硬度等特性 做到粗 中 细颗粒搭配合适 颗粒状 片状 纤维状材料搭配合适 桥堵 剂总浓度适宜 2 漏速大 桥堵剂总浓度宜高 粗 或特粗 颗粒 长纤维类材 料浓度宜高 漏速小 桥堵剂总浓度宜低 且主要以细颗粒和纤维 类材料为主 3 对大裂缝和溶洞类地层漏失 桥堵剂总浓度宜高 粗 或特粗 颗粒 长纤维类材料浓度宜高 细颗粒浓度宜低 对于中小裂缝漏 失或渗漏 桥堵应主要以中粗及细颗粒和纤维类材料为主 4 钻井液密度越高 桥堵剂总浓度应相对低些 钻井液密度越低 桥堵剂总浓度应相对高些 5 目的层堵漏要有利于桥堵剂返排或酸化解堵 12 7 2 桥堵配方 桥堵配方 7 2 1 非目的层高密度 密度高于 1 80g cm3 桥堵配方 推荐高密度 密度高于 1 80g cm3 桥浆堵漏配方见表 4 1 针 对某类漏失 表中所列配方是按优先级排列的 表 4 1 高密度 密度 1 80g cm3以上 桥堵配方 按优先级排列 桥堵剂浓度 单位 质量 体积百分比 井漏 程度 漏速 m3 h 漏层判断 蛭石粗果壳中果壳细果壳棉子壳 锯 末 中粗 SQD 98 SLD 2 总浓度 3 45 68433 425 30 3 45 68436 828 33 3 45 68438 1030 35 大裂缝 溶洞 8 108422 325 27 8 10843 423 26 严重 漏失 失返 粗砾 8 10848 1025 30 2 34 6841 26 823 28 2 34 6843221 23较大裂缝 6 86 842 3218 24 6 86 843 423 30 大漏大于 50 砂砾岩渗漏 6 86 848 1021 25 6 86 842324 30 6 86 843 417 20中裂缝 6 86 848 1020 24 4 6643 420 22 中漏20 50 砂砾岩渗漏 4 664822 24 4 66 83 413 18 4 66 81 24 615 22小漏10 20 砂砾岩渗漏 微裂缝4 66 85 815 22 3 43 4 4 64 6微漏小于 10砂砾岩渗漏 2 44 628 12 13 7 2 2 非目的层中密度 密度 1 50 1 80g cm3 桥堵配方 推荐非目的层中密度 密度 1 50 1 80g cm3 桥浆堵漏配方见 表 4 2 针对某类漏失 表中所列配方是按优先级排列的 表 4 2 非目的层中密度 密度 1 50 1 80g cm3 桥堵配方 按优先级排列 桥堵剂浓度 单位 质量 体积百分比 井漏 程度 漏速 m3 h 漏层 判断 特粗 蛭石 粗果壳中果壳细果壳棉籽壳锯末 SQD 98 中 SQD 98 细 JYW 1 总加量 3 45 68 108 102 42 46 834 46 8 108 108 102 48 10135 45 大裂缝 溶洞 8 108 108 106 86 836 46 6 86 86 82 46 86 832 44 6 86 86 82 48 10129 39 严重 漏失 失返 粗砾岩 6 86 86 86 86 830 40 2 34 56 86 82 42 46 828 40 6 86 86 82 48 1028 38 大裂缝 6 86 86 86 86 830 410 6 86 84 62 48 10127 37 6 86 84 62 46 84 628 40 大漏 大于 50 粗砾岩 粗砂岩 6 86 84 66 86 81 229 40 2 34 66 84 62 42 46 826 39 6 86 84 62 44 64 626 36 中裂缝 6 86 84 66 84 6127 37 6 86 84 62 46 8125 35 6 86 84 62 44 64 626 34 中漏 20 50 中砾岩 粗砂岩 6 86 84 66 84 61 227 38 4 64 64 62 42 44 620 32 4 64 64 62 44 64 622 34 小裂缝 4 64 64 66 84 61 223 34 4 64 64 62 44 64 622 34 4 64 64 62 46 820 30 小漏 10 20 细砾 粗砂岩 4 64 64 64 64 61 223 34 2 44 62 43 43 414 22 4 66 82 46 818 26 微裂缝 4 64 64 64 61 217 26 2 44 62 43 43 414 22 2 44 62 46 814 22 微漏 小于 10 粗砂岩 中砂岩 2 44 64 64 61 215 24 14 7 2 3 非目的层低密度 密度 1 50g cm3以下 桥堵配方 推荐非目的层低密度 密度 1 50g cm3以下 桥浆堵漏配方见表 4 3 针对某类漏失 表中所列配方是按优先级排列的 表 4 3 非目的层低密度 密度 1 50g cm3以下 桥堵配方 按优先级排列 桥堵剂浓度 单位 质量 体积百分比 井漏 程度 漏速 m3 h 漏层 判断 特粗 蛭石 粗 果壳 中 果壳 细 果壳 棉籽壳锯末 中 SQD 98 细 SQD 98 JYW 2 膨润土 80A 51 总浓度 3 45 68 108 102 42 48 100 5 10 1 0 237 48 8 108 108 10410 1238 46 大裂缝 溶洞 8 108 108 108 106 8138 48 6 88 106 82 46 86 80 5 10 1 0 231 40 6 88 106 82 410 1232 42 严重 漏失 失返 粗砾岩 6 88 106 88 106 8135 45 3 45 66 86 82 42 48 100 5 10 1 0 234 46 6 86 86 8410 12133 41 大裂缝 6 86 86 88 106 8133 43 6 86 84 62 48 10127 37 6 86 84 62 46 84 60 5 10 1 0 228 40 大漏大于 50 粗砾岩 粗砂岩 6 86 84 68 108 1032 42 2 34 66 84 62 42 48 100 5 10 1 0 228 41 6 86 84 62 46 84 628 40 中裂缝 6 86 84 68 106 8131 41 6 86 84 62 46 84 60 5 10 1 0 228 40 6 86 84 62 48 10127 36 中漏 20 50 中砾岩 粗砂岩 6 86 84 66 86 828 38 4 64 64 62 42 48 100 5 10 1 0 225 37 4 64 64 62 46 84 6125 37 小裂缝 4 64 64 68 106 826 36 4 64 64 62 48 100 5 10 1 0 222 32 4 64 64 62 46 84 624 32 小漏 10 20 细砾 粗砂岩 4 64 64 68 106 8127 37 2 42 44 62 46 80 5 10 1 0 216 24 4 66 88 10119 25 微裂缝 4 64 68 106 824 30 2 44 62 48 100 5 10 1 0 216 24 2 44 68 10117 21 微漏小于 10 粗砂岩 中砂岩 4 610 128 1022 28 15 7 2 4 目的层桥堵配方 推荐目的层桥浆堵漏配方见表 4 4 目的层桥浆堵漏配方未按钻 井液密度区分 现场应用时 请结合桥堵配方选用原则及非目的层 相应密度桥堵配方灵活选用 表 4 4 目的层桥堵配方 桥堵剂浓度 单位 质量 体积百分比 井漏 程度 漏速 m3 h 漏层 判断 粗果壳中果壳细果壳 中 SQD 98 细 SQD 98 JYW 2 总浓度 大裂缝 溶洞 8 108 104 102 102 80 128 48 严重 漏失 失返 粗砾层 8 106 84 62 82 60 125 45 大裂缝 4 86 84 86 102 80 125 42 大漏大于 50 中砾 粗砂岩 6 86 84 68 102 1021 40 中裂缝 6 86 84 68 102 80 120 40 中漏 20 50 细砾 粗砂岩 6 86 84 66 83 820 38 小裂缝 0 64 64 65 102 815 35 小漏 10 20 粗砂岩 0 64 64 65 105 8115 32 微漏小于 10 微裂缝 中粗砂岩 2 64 64 102 61 25 25 7 3 桥浆配制工艺 桥浆配制工艺 7 3 1 基浆要求 1 用于配制桥浆的基浆必须具有合适的动切力 8 15pa 和静切力 初切 2 4pa 切力过高 会造成配制困难 切力过低会造成桥堵 材料沉淀或分层 2 用于配制桥浆的基浆必须具有合适的密度 要求配好的桥浆密 度比钻井液密度高 0 02g cm3左右 随钻井液密度不同 对基浆密 度要求不同 配制低密度桥堵浆 要求基浆密度低于钻井液密度 16 配制高密度桥堵浆 要求基浆密度高于钻井液密度 3 基浆要满足漏层及邻近井段井壁稳