《钻井液与完井液》PPT课件.ppt

第九章复杂情况下的钻井液工艺技术,学习意义,井漏、井塌、井喷、卡钻是钻井工程中常见的井下复杂情况其发生直接或间接地与钻井液工艺技术有关一般需通过钻井液工艺技术解决这些井下复杂情况如何预防和处理这些井下复杂体现了钻井液工艺技术水平,第一节、井漏-loseofcirculation井漏定义及危害,概念各种井下作业（钻井、固井、测试或修井等）时，各种工作液（包括泥浆、水泥浆、完井液及其它液体等）在压差作用下漏进地层的一种井下复杂情况。,危害损失钻井时间，延长钻井周期损失大量钻井液原材料产层漏失会严重损害产层诱发其它井下事故干扰钻井液性能的正常维护处理干扰地质录井工作,我国防漏堵漏技术的发展,特点：大力发展堵漏剂和相应的工艺技术（几大类数十种堵漏材料）；开始重视对井漏的预防；漏层地质特性、漏失机理和漏层测试手段的研究开始起步；堵漏试验设备及工具的研究已经展开。,发展历程见漏就堵、以堵为主，堵漏效率较低的初始阶段；以堵为主、堵防结合，防漏堵漏技术的发展阶段；以防为主、堵防结合，防漏堵漏工作进入科学发展阶段。,发生井漏的基本条件,存在正压差存在漏失通道及较大的足够容纳液体的空间天然的、人为的通道的开口尺寸大于外来工作液中固相的粒径漏失通道的形态：空隙裂缝,自然漏失通道,粘土岩砂砾岩浅层、中深井段未胶结或胶结差的未成岩的砂砾层中、高渗透砂砾岩层中深井段、深井段经成岩作用低孔、低渗的砂砾岩层碳酸盐岩火成岩变质岩烧变岩（煤层）,人为漏失通道,外力大于地层岩石破裂压力造成岩石破碎所形成的诱导裂缝外力造成闭合裂缝的开启所形成的诱导裂缝裂缝可分为垂直裂缝（70-90o）、斜交裂缝（20-70o）、水平裂缝（0-20o）、网状裂缝.,井漏分类（按漏失通道形态分）,渗透性漏失，漏速0.54方/小时，一般在强渗透及胶结差的地层裂缝性漏失，漏速几几百方/小时，一般在天然或人为裂缝地层溶洞漏失，常有进无出，多发生在多洞穴石灰岩白云岩地层,漏失类型,井漏的予防,合理泥浆密度合理套管程序尽可能使用低密度，低切力，低粘度泥浆备堵漏材料减少压力激动（慢开泵，下钻慢，分段循环等）低返速带砂防止环空堵塞和缩径提高地层承压能力,漏层性质综合判断框图,井漏,P坍则P破P泥P地若P坍P地则P破P泥P坍若PP循环压耗，则无法正常钻井泥浆作用：使P坍上升，P地上升、P破下降，P减小,对水敏地层（泥页岩）,水化：,产生膨胀压，改变井周应力分布,增加地层塑性，强度降低,胶结物溶解,地层孔隙压力增大,对破碎性地层（稳定性取决于本体力学性质、岩体结构面或弱面的多少及性质、井斜、方位等）,用P泥平衡P坍时：若结构面闭合，P泥对防塌有利；若结构面不闭合，P泥使钻井液进入结构面，导致：a)P泥有效作用下降，甚至为零b)使P坍上升，形成恶性循环，且P泥愈大，P坍愈大，以致使P泥作用完全失效,必须使用合理配套的钻井液技术，以达到以下要求：,将地层水化抑制，使P坍不上升（1）页岩水化（抑制水化）程度的测定技术（2）页岩水化及抑制水化的泥浆技术完全封堵井壁地层（近井壁渗透率为零），使P坍、P地不上升，P泥完全有效，并使P破不下降安全压力窗口不变窄,第三节、井喷,井喷的原因钻井液密度偏低（钻井过程中井喷）起钻抽吸、泥包、井漏、起钻未及时灌泥浆等引起压力降低、油气侵入、油气上窜时体积膨胀（起钻过程、下钻过程、下钻后循环时井喷）,进入高压油气层的显示,机械钻速升高或钻具放空泥岩岩屑变大，棱角分明，泥页岩密度下降荧光显示好或发现油砂钻井液密度下降泵压下降且泵压不稳钻井液含气量上升，严重时钻井液液面有气泡泥浆池液面升高井涌,油气上窜引起井喷示意图,井喷示意图,压井用重泥浆密度确定,P地=0.1原H+P立0.1重H=P地+P附重=原+10(p立+p附)/H,第四节、卡钻,概念：在钻井过程中，钻具在井下不能转动又不能自由地上下活动而被卡死的井下事故。,与泥浆有关的卡钻类型：泥饼卡钻沉砂卡钻通过增强携带能力解决砂桥卡钻通过增强携带能力解决井塌卡钻使用防塌钻井液泥包卡钻增强抑制性缩径卡钻提密度、增强抑制性,泥饼粘附卡钻（压差卡钻）,概念：在井下压差作用下，钻具粘附在井壁泥饼上，既不能上提下放又不能转动的井下复杂事故。,原因：渗透性强的地层，形成泥饼厚钻具在井下静置时间长压差大,泥饼粘附卡钻示意图,予防措施,工程方面：用较小直径，较短的方形或螺旋形钻铤加扶正器控制井斜及方位变化,泥浆方面：尽可能用低密度泥浆维持低滤失量加润滑剂勤活动钻具加强固控,解卡所需上提力计算,F=RL(P液柱-P地层)R-钻柱半径-包角