低压易漏井的防漏堵漏技术.docx

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1、西南石油学院学生毕业设计（论文）题目低压易漏井的防漏堵面技术学生姓名赵小林专业年级石油工程指导老师辱八级辅导老师评阅老师完成日期2011年1月10H2011年1月15日低压易漏井的防漏堵漏技术中文摘要：本文主要论述的是低压易漏井的防漏堵漏技术。低压易漏井地层压力低、孔隙大、渗透性好、地层裂开压力低易发生并漏。防漏是要采纳合理的钻井工艺，依据井身结构、地层压力来确定泥浆的密度、粘度、径切力。防止因泥浆密度过高压裂地层，或人为的造成地层裂开。堵漏必需确定漏失的井段、漏层类型和漏失的严峻程度。这些问题弄清以后，就要依据漏失的严峻程度，选择相应的既快速乂有效的处理方法。最新的钻井工艺就是采纳欠平衡钻井

2、技术，钻井液的密度低于地层压力的当量密度，允许地层流体流入井内，从而避开井漏。书目1 .漏失主委缘由及分析11.1 漏层的种矣和什点11.2 三种漏失的特征22 .井漏的依伤22.1 井内压力的很配22.2 下入技术套管封住过渡层33堵漏的机度31.1 升堵水平漏区33 .2诱导的基直裂缝44,处理井漏的用枪43.1 碉定漏层的住工43.2 克填法堵漏44 .3高分子聚合物堵漏55 .4架桥材料堵漏56 .5向N孔中泄入水返灰浆的方法67 .6套管隔绝法68 .处理井漏失败的缘由69 .欠平衡怙井技术在依压S湍井的应用69.1 欠中临笈力拈井施工要点69.2 欠平衡压力牯井方坎10 参考丈叔井

3、漏是油井钻井中最困难和耗资最多的事故，始终没有发觉太多新的堵漏材料，然而通过现有的材料和技术仍旧取得了成果。所以，着眼点放在采纳好的钻井工艺，运用一般的堵漏材料来进行防漏堵漏。低压易漏井的防漏与堵漏，从表面看与一般的防漏堵漏没太大区分，但事实上相差很远。现在对低压易漏弁防漏最有效的方法就是采纳欠平衡钻井技术，它的钻井液采纳气、雾、泡沫等，在一般技术力气差的井队很难实现。所以本文还是以常规钻井液为基础，主要介绍井漏的预防和常用的堵漏方法。1 .漏失主要缘由及分析井漏就是钻井工程中钻井液或水泥浆漏入地层的现象，对钻井工程来讲是最常常发生的而且是严峻的，耗费资金最多的孔内事故之一，它会引起井塌，井喷

4、等井下复杂状况。依据漏失的严峻程度，即钻井液漏失量多少，对漏失进行分类，以便实行相映的对策是特别重要得。一般分为渗漏，稍微漏失，局部漏失和全部漏失。“压力差”作用井筒漏失钻井液的主要缘由之一在于：泥浆柱的静压力与地层压力之间失去平衡，存在“压力差”，而且在前者大于后者的状况下才能发生漏失现象。压力差的大小，又确定泥浆的比重，漏失钻井液的通道一一裂缝，孔隙尺寸的大小，以及岩层的渗透滤.因此可以断定，漏失的通道越大，压力差越大，则漏失的猛烈程度越严峻。“孔隙,粒径比”再多种粗颗粒和渗透性地层中，漏失取决于下列比例关系：地层孔隙的直径称为“孔隙一粒径比“泥浆中大多数颗粒的直径实践证明：当空隙一粒径比

5、等于或大于3时，就会发生钻井液漏失。1.1. 漏层的种类和特点泥浆的漏失可能在六种地层中产生：a.松散的或高渗透的地层；b.自然裂缝地层：c.诱导的水平裂缝；d.洞窟性地层：e.自然的垂直裂健；f.诱导的垂直裂缝。归纳为以上六种，乂可分为水平裂缝和垂直裂缝两大类。1.1.1.钻遇到多孔隙性，高渗透性，固结不良的多种地层。如冲击蹭，氧化带，风化带，裂开带等。钻孔钻穿了一般气体或水所充溢的岩层的小洞窟，洞窟之间可能是相互连通的。钻孔钻穿了经过长期采油采气而接近枯竭的油气层，这些油气层中含有的油气已不断的被驱动到生产井中，于是行成志向的通道，钻井液会从这些通道逸出。这些地层的孔隙直径，比泥浆中的固体

6、颗粒的最大粒径大三倍，既孔隙粒径比等于或大于3时，就会发生漏失，比例越大漏失越大。优质泥浆固相颗粒粒在一般在70微米（1微米=1/1000亳米），也就是说孔隙宜径大于210微米，既发生漏失各种渗透性地层的渗透率变更范围很大，因此，某些这类地层漏失钻井液，但另一些不漏或漏失量很少。从已被证明的阅历证明，渗透率低于14达西的砂层，泥浆不会强制的漏入这些地层。如前所说,地层孔隙直径达到210微米时,起渗透率相对达到325达西。因此，可以得到这样的结论：漏失只发生在孔隙相应较大的地区。1.1.2 .钻孔遇到洞窟，岩溶地层。岩溶的大小，往往有儿米到几十米，或很多溶洞持续成串珠状，往往以很长的通路相互贯穿

7、，这种状况下泥浆漏失量将达到最大。这类漏失具有以下特点：a.漏失一般多发生在石灰岩脉地带。b.可预先精确的推断层位，漏失深度。c.灌注水泥堵漏往往是无效的。d.时常要被迫采纳“顶漏钻进”往钻孔注入钻井液而无上返的钻井液,国外称为“盲钻”（BIindDri1.1.ing）o1.1.3 自然的或人工机械压力作用所产生的裂缝。a.H然裂隙或称原生裂隙。是地层受造山运动，构造运动或其它地质作用所产生的断层、节理、折皱，使地层遭到破坏而产生的裂隙、裂缝。b.人工机械压裂作用产生的地层裂隙（裂缝）多见于深井和小口径金刚石钻孔。据估计在石油钻井中，深孔漏失的75%是由于人工机械压裂作用引起的。准确的讲，这种

8、压裂作用是以钻井液为介质，由于钻具的机械运动所形成的一种人为的水力压裂效应。在很多中状况下，这种压力作用完全可以使完整的地层产生裂缝；也可是原生的裂缝加宽或延长。当外加的机械作用力达到或超过岩层临界压力时，裂健被扩张，钻井液即漏失。一旦泥浆以很快速度向、裂缝中漏失，裂隙接着被冲蚀，被加宽加大，尽管这种附加压力一旦又降低了，裂健也不会完全闭合，还会接着漏失钻井液。产生人工机械压裂作用的缘由如下：a.下钻具或下套管的速度太快，对地层施加了附加的动液压力。b.钻具与井壁间隙太小，造成循环压力增高。c.泥浆比重太大，粘度、静切力太高，造成静液压力过大，泵压过高。d钻头或粗径钻具因糊钻形成泥包。下钻时对

9、地层形成附加压力，起钻时形成抽汲作用产生负压。泥浆泵缓冲作用差，形成压力跃动。e上下活动钻具。f不取心钻头，下钻是水眼堵塞。当上述随意状况发生时，这种机械附加压力，均会超过岩层的抗压强度或其压裂梯度压力，使地层产生裂缝并向四周延长。这类漏失有以下特点：a漏失往往伴随着井壁坍塌或崩落，严峻时会卡钻。b漏失部位无肯定层位，深度，也没肯定漏失量。C清水、泥浆钻进均可发生漏失。2 .井漏的预防可能造成井漏的两个缘由是井内压力过高或下入的技术套管偏少，但二者皆可避开。2.1. 井内压力的限制.过高的井内压力可能有几个来源，其中最重要得就是泥浆的静液柱压力。为F衡深部某个地层的流体压力所须要的静水压头可能

10、会把上部地层压裂，这时会出现井漏并导致严峻的井涌。过高的井内压力的另一个来源就是泥浆循环比重，它是指为克服泥浆柱的惯性和泥浆与井壁的摩擦力所需的压力。其它增大泥浆循环比重的因素是循环排量过高、开泵过猛、提放钻柱过快过猛。其它的缘由有泥饼积累，钻速过快钻屑过多，井径扩大出钻屑的积累层以及钻具泥包等缘由造成的环形空间容积变小等，也会使泥浆循环压力上升.可采纳以下措施减轻造成井内压力过高的成因：a.减小静液柱压力：可通过运用最小的平安泥浆比重钻进，以减小泥浆的静液柱压力。b.降低循环比重：降低泥浆比重则可降低流淌惯性。在允许的范围内调整泥浆性能（粘度、屈服值和静切力），则可降低泥浆与井壁的摩擦力。泥

11、浆屈服值达到肯定数值后，并不须要大排量就可以清洗井筒。防止环形空间容积减小：防止阻卡的措施之一是在适当的钻速下钻出一个宜的、清洁的、井径规则、井壁稳定的井眼。但井身质量不好、井内不干净、井径被冲大、井壁不稳定等状况乂不行避开。在此状况下，首先一开钻就要用清洗井筒所需的泥浆泵排量和以肯定限度的钻速钻成井径规则的井眼。这样，不管井眼是否干净，总会趋于稳定。一旦实现了这种状态，不管进行什么作业，就要保持这个排量，以维持这种稳定状态。一种泥浆在最志向的状况下，携带的岩屑最多只有其体积的5%,超过这个限度就会使钻头、钻铤和扶正器泥包。这是在下部井段就会诱导产生水平或垂宜裂缝而发生井漏。假如是水平裂缝消退

12、泥包后可能会闭合；假如是垂直裂缝就不能夏原。一些井在钻井时井下不太干净的状况不行避开，但是只要限制肯定的排量和钻速，井筒就是稳定的。只要维持这种状态，钻屑就会停在原地不动。降低泥浆滤失量则可使孔隙地层泥饼的厚度受到限制。但是通过运用固体限制设备，泥浆中保留固体颗粒的尺寸可以选择和限制，这样可使泥浆在地层内部形成内泥饼，从而防止在井壁形成过厚的泥饼。最终运用不膨胀的钻杆护箍，在它们会造成弁下事故之前将它们除去，避开运用超过井径的扶正器，以上使防止环形空间缩小的最干脆有效的措施。其他应留意的问题：假如预先估计可能会钻遇一个漏失层，而且加入桥堵剂会有效的话，在进入漏层前应用桥堵剂处理泥浆。例如，在进

13、入一个小FI然裂缝地层之前，在振动筛处加入黑核桃壳粉，这样就会提高此裂缝扩大所需的压力。2.2. 下入技术套管封住过渡层很多场合下压出垂直裂缝造成井漏是因为技术套管下的偏少，乂低压层未封住，为限制下部的高压层而提高泥浆比重时就会发生井漏。从低压层逐步转变为高压层的井段称为过渡层。假如用技术套管封住了过渡层，很多因产生垂宜裂缝使地层裂开造成井漏的状况就能够避开。精确的推断过渡层乂两种方法：间接法和干脆法。3 .堵漏的机理漏层大致可以分为水平漏层和垂宜漏层两利、我们先探讨一下水平漏层和垂直漏层与井筒接触的儿何形态。水平漏层与井筒接触呈圆环状，这种漏层的厚度有肯定的限度，堵漏材料在水平平面内与井壁结

14、成泥饼。与此不同，垂直漏层与井筒接触呈线状，其高度可达500英尺。堵漏材料将进入垂宜平面但不能形成泥饼，而将被阻滞和沉积下来，它们只是渐渐铺展而不能堵住裂健。3.1.封堵水平漏层多孔砂层和砾石层桥堵剂用来封堵多孔砂层和砾石层是有效的，因为它们比泥浆中的固体颗粒粗，它们在砾石的孔隙中积存而使流体不能流淌，最终在砾石层形成泥饼。为了使封堵形成的泥饼坚固稔定，地好使泥饼能深化到砾石层内肯定深度。堵漏材料中的纤维状物质有助于起到这个作用，它们是堵漏材料中的颗粒状和片状的物质与砾石连接起来。自然水平裂缝堵漏材料对于封堵宽度大到1/4”的裂缝是有效的。然而这种堵漏材料必需是多种堵漏材料的混合物，其中颗粒状

15、材料尺寸应与裂缝宽度相近。要堵住裂缝，在裂缝张口处和内部都应被颗粒状材料充填，而要使其坚固长久，裂缝内部应被填实，裂健入口处也应因滤失作用和漏入泥浆而被堵漏材料和泥浆中的固体粘住。宽度在1.4w1的裂缝可用打水泥的方法封堵，水泥浆填满井筒四周的裂缝然后凝固。而要达到上述目的，有时在打水泥之前最好先打个软塞子，这是为了使水泥浆能上返到漏层位置。假如在井筒四周形成一个特别规则的水泥环，那是最志向的状况，往往水泥环的大多数地方厚度不够，很简单被泥浆或地层中的流体冲破。假如流体从上部地层流入裂缝，那么就会冲走水泥浆而封堵不住。假如在漏层上部就钻到了水泥塞，在漏层能够复原循环，则说明打住了水泥塞；假如水泥塞钻完，进到漏层后又始终不返泥浆，则说明水泥浆没有打住。对于宽度在1/41的裂缝，打软一硬塞子或打软塞子是有效的。因为软塞子切力大，不易被水流冲走，易于在裂缝地部和进口与岩石连接并保存在井筒四周。假如自然裂缝超过1英尺，那最好的方法就是有进无出钻近或用充气泥浆。3 .2.诱导的垂直裂缝假如采纳打硬塞子，等水泥凝固后变的很硬，不能有效的封堵诱导的垂直裂缝，而软塞子，即乂称为盥性或软质水泥的堵漏剂，如M+DOB、IDOB2C.本凝胶（BengUm）、聚合物塞子确是有效的。这是因为软塞子的切力大，因流淌阻力大而