防漏堵漏技术概论0611

防漏堵漏技术概论,西安石油大学,井漏,定义：在钻井、固井、测试等各种井下作业中，各种工作液（包括钻井液、水泥浆、完井液及其它流体等）在压差作用下漏入地层的现象井漏的危害：延误钻井时间；损失钻井液；损害油气层；干扰地质录井工作；引起井塌、卡钻、井喷等一系列复杂情况与事故，甚至导致井眼报废，造成重大的经济损失,漏失通道的基本形态孔隙型裂缝型洞穴型孔隙裂缝型洞穴裂缝型,漏失通道的形成,自然漏失通道：因地质成岩作用与构造运动作用在泥页岩、砂砾岩地层和碳酸盐岩等地层所形成的溶孔型、溶洞型、裂缝型和孔隙型漏失通道人为漏失通道：井内钻井液液柱压力地层岩石的破裂压力，造成岩石破碎而形成的裂缝；外力使天然闭合裂缝开启而形成的裂缝,漏失通道的形成,地层破裂压力：在某一地层深度，井内钻井液液柱压力升高到足以压裂地层，使其原有裂缝张开或形成新的裂缝时的井内流体压力地层破裂梯度：地层破裂压力与地层深度之比称为地层破裂梯度,裂缝型通道的形态特点,裂缝在地层中的分布和发育及形态、尺寸差异很大裂缝在地层中可能以不同程度的张开状态存在，亦可能以闭合状态存在裂缝按倾角大小可分为垂直裂缝、斜交裂缝、水平裂缝和网状裂缝裂缝按其成因又可分为构造裂缝（断层附近）和非构造裂缝（沿最大地应力方向发育，大多为垂直裂缝）裂缝在形成或张开的同时，常常被各种物质所充填,洞穴型通道的形态特点,形态极不规则，且大小和长度不，具有很强的非均匀性空间形态有廊道型、厅堂型、倾斜型和迷宫型等洞穴呈网状交织分布，没有明显主通道，也没有固定的延伸方向洞穴大多分布在碳酸盐岩、黄土层及煤层所形成的烧变岩中部分洞穴中有水流,井漏发生的必要条件,井筒对于地层存在正压差，即井筒中工作液的压力大于地层孔隙、裂缝或溶洞中液体的孔隙压力地层中存在着漏失通道和较大的足够容纳液体的空间漏失通道的开口尺寸大于外来工作液中固相的粒径,地层漏失压力及影响因素,地层漏失压力的定义使钻井液进入地层漏失通道所需的最低压力，其值等于地层孔隙压力与钻井液在地层漏失通道中发生流动的压力损耗之和地层漏失压力的影响因素地层孔隙压力地层天然漏失通道的大小、形态及漏层厚度钻井液流变性能漏失层内外泥饼的质量,影响地层破裂压力的因素,地层的破裂压力主要受地层的岩石力学性质和所受地应力的影响岩石中存在着层理、节理和裂缝（使裂缝张开的流体压力只需克服垂直于裂缝面的地应力）地层岩石的抗拉强度（井内流体压力增大能够改变井壁上的应力状态，使地层破裂）,钻井液动压力及影响因素,钻井液动压力的定义钻井液动压力等于钻井液静液柱力、循环时的环空压耗和所产生的激动压力之和钻井液动压力的因素钻井液静液柱压力钻井液的环空压耗钻井液的激动压力,确定漏层的方法,观察钻进情况观察岩心和钻屑情况观察钻井液的变化情况综合分析钻井过程中的各种资料水动力学测试仪器测试法,井漏的预防,设计合理的井身结构降低井筒中钻井液的动压力提高地层的承压能力调整钻井液性能钻井液中预加堵漏材料随钻堵漏先期堵漏,井漏的预防,研究漏失层特征、分类、漏失影响因素、地层孔隙压力、破裂压力、漏失压力等预测本地区可能发生漏失的地层层位、漏失条件及漏失性质通过设计合理井身结构、钻井液密度、类型、配方、性能及钻井工程技术措施，有效地预防井漏的发生,堵漏原理,根据漏失地层的特征选择堵漏剂和相应的配方配制堵漏浆将堵漏剂顺利带入漏失地层堵剂能够有效地驻留在封堵层位在封堵目标层位形成界面胶结强度高的封堵层,挤堵法处理井漏的规程,分析漏失，进行施工设计尽可能暴露漏层：强钻多暴露漏层；边打堵剂边钻施工安全光钻具；施工时卸掉循环管线及泵中的滤清器和筛网；活动钻具；施工完成后立即循环冲洗钻具堵剂注入方法：2/3的堵剂进入漏层近井筒处，1/3的堵剂在低于3Mpa压力的条件下缓慢挤入，形成高强度的封堵层留50m左右的塞子，静止侯凝,防漏方法-调整钻井液性能与钻井措施,合理的钻井液密度钻井液滤失性能，泥饼质量调整流变参数钻井液排量（泵量）下钻速度，开泵措施加入随钻防漏堵漏材料，提高地层承压能力,随钻防漏堵漏钻井液,使用失水小，泥饼质量好，剪切稀释能力强的钻井液体系根据漏失情况在泥浆中加入随钻防漏堵漏剂活性颗粒堵剂：QS-2、矿渣、粉煤灰纤维：DF-1、石棉绒沥青；FT-1、LFT-70、SAS、氧化沥青桥堵材料：云母、核桃壳、甘蔗渣其他材料：正电胶、XC、水泥,随钻防漏堵漏钻井液,在钻井过程中及时补充随钻防漏堵漏剂，保持必要的堵剂浓度调整钻井液对堵剂的抗污染能力，保持优良的性能钻井过程中严格执行钻井工程的防漏措施,静止堵漏方法,运用范围人为因数造成的井漏使用了随钻防漏堵漏钻井液的井一般性井漏恶性井漏，见不到液面，配合其他堵漏方法进行堵漏时井漏原因不明，需观察分析等待措施的井,静止堵漏施工要点,发现井漏立即将钻具起出到安全井段或起至技术套管内静止堵漏时间及灌钻井液的速度根据漏失情况定已多次发生井漏的井，应事先准备好堵漏浆，发现井漏后立即注入堵浆于漏失井段，然后马上起钻到安全井段或起至技术套管内，通过间断灌泥浆的方法堵漏,静止堵漏,静止堵漏完成后下钻时，应控制下钻速度，尽量避开在漏失井段开泵循环。如必须在此井段开泵循环，应先采用低泵压、小排量开泵循环观察。若不发生漏失即可恢复钻进，然后再逐渐提高排量恢复钻进后，钻井液密度和粘度、切力不宜立即作大幅度调整。若需调整，也要逐渐进行，并注意控制加重速度，防止再次发生漏失,堵漏方法-桥接材料堵漏法,定义：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）的惰性材料，以不同的配方混合于钻井液中，直接注入漏层的一种堵漏方法桥接材料的级配比例：粒状:片状:纤维状6:3:2施工方法：挤压法和循环法防卡钻措施：钻具尽量下光钻杆，钻头不带喷嘴，钻具应下到漏层的顶部,堵漏方法-高失水浆液堵漏法,定义：高失水浆液堵漏法是使用DTR、Z-DTR等高失水堵漏剂，采用清水配制成浆液，将浆液泵入井内进行堵漏的一种方法原理：在压差的作用下，浆液迅速失水，形成具有一定强度的滤饼，封堵漏失通道施工方法：定位堵和盲堵,挤水泥浆法,循环加压法（能够循环泥浆）静止灌泥浆法（液面低于井口）关井挤压法（液面在井口）,软硬塞堵漏法,定义：用不流动的粘稠物体封堵漏层的方法运用范围：用于较大的裂缝或洞穴漏失，特别是人为裂缝所造成的漏失施工方法：柴油膨润土浆，剪切稠化，正电胶膨润土浆，重晶石塞,特殊的堵漏工艺,长井段平推堵漏工艺运用：对于液面不在井口的恶性漏失方法：使用能够凝固的高强度堵浆，注入井内，通过灌泥浆，将堵浆送到漏层，使其固化，封堵漏层特点：施工安全，能制服大漏,floatingmudcap堵漏技术,对于漏失严重，无法有效堵漏的井，在条件具备的情况下，可以采用floatingmudcap堵漏技术，快速穿过漏失层，降低钻进成本用floatingmudcap技术的关键是井控技术的可靠性和水源、环空高粘度钻井液的储备和井眼条件具备,floatingmudcap（复合钻井液）钻井堵漏的基本原理,就是在性能不同的两种钻井液（即清水和一般钻井液）分段共存于井筒内的情况下钻进，由两种钻井液共同完成钻井液的全部功能，即由存在于漏层以上的钻井液来稳定井壁、平衡气层压力；用泵入的清水冷却钻具，携带岩屑至漏层,floatingmudcap堵漏技术实施的井眼条件,漏失层井壁稳定漏失层孔洞和裂缝发育，能够有效吸收钻屑漏失层岩体脆弱，钻屑细小，有利于带入漏层中水源充足,floatingmudcap钻井堵漏技术的井控优势,高粘切在环空中的下行阻力大，液柱对漏层的有效压力低，同样的漏层压力下液面比低粘切钻井液高，从而提高了防气窜安全度气体在高粘切压井液中的上窜速度大幅度降低高粘切压井液的不断灌入，如同一个连续工作的胶塞不断地将上窜气体推回气层或漏层清水作为强钻的钻井液，在泥浆泵的推动作用下，能够对窜入压井液中的气体有一个抽吸作用，有利于将上窜气体抽如漏层中,现场常用的堵漏技术,静止堵漏高失水浆堵漏技术化学凝胶堵漏技术柴油膨润土水泥浆堵漏技术正电胶膨润土浆堵漏技术,现场常用的堵漏技术,MTC堵漏技术高粘度高固相高桥塞浓度随钻堵漏技术水泥浆堵漏技术等对于特别严重的漏失层，采取下入套管或膨胀管进行封堵floatingmudcap钻井堵漏技术（清水强钻堵漏技术）,美国桑迪拉实验室堵漏剂应用研究,使用硬颗粒材料与易弯曲片状材料、纤维材料的混合物，或者使用硬颗粒材料与纤维材料的混合物，可获得最佳封堵效果裂缝尺寸和所用硬颗粒材料的尺寸，对封堵裂缝的效果影响大宽广的粒度分布，有助于提高封堵效果颗粒材料与片状、纤维材料的混合比例，会影响封堵效果。,美国桑迪拉实验室堵漏剂应用研究,若将混合桥堵材料加入泥浆中，其使用浓度会影响