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井漏类型及井漏预防措施研究

来源:西部探矿工程 作者:刘剑冰
发布于:2020-12-19 共2488字

  摘要:在钻井施工中,井漏是经常发生的一种井下复杂情况,一旦井漏情况处理不好,轻者使井眼报废,重者会付出生命的代价。首先对渗透性漏失、裂缝性漏失和溶洞性漏失等几种井漏的类型进行了介绍,然后根据不同的井漏类型提出了堵漏的技术措施,并在此基础上对防漏技术进行了阐述,对预防和处理井漏具有积极意义。

  关键词:井漏类型; 处理; 井漏预防;

  在钻井过程中,井漏是经常发生的一种复杂情况,它可以发生在任何的地质年代当中。一旦发生井漏,特别是失返式恶性井漏复杂情况的发生,如果处理措施不当,那么就可能诱发井涌和井喷情况的发生,不仅会给钻井工程造成巨大的经济损失,同时也会危及现场施工作业人员及井场周围居民的生命安全,也会给生态环境带来巨大的破坏,因此针对不同的井漏情况,采取正确的堵漏技术措施至关重要。

钻井工程

  1 井漏的类型

  1.1 渗透性漏失

  渗透性漏失是井漏中最轻微的一种漏失情况,这种轻微的漏失主要发生在地层颗粒之间胶结质量不好,或者是地层颗粒的粒径比较大的中浅层井段,而一般的泥岩井段由于胶结比较致密,渗透率比较低,因此不会发生这样的渗透性漏失,而多发生在渗透率比较高的地层段,例如细砂岩井段、粗砂岩井段和含有砾岩的井段。

  1.2 裂缝性漏失

  裂缝性漏失相比于渗透性漏失来说要严重的很多,裂缝性漏失的产生主要原因是地层本身存在着裂缝。这种裂缝的产生是和地层的沉积环境息息相关的,比如在地层的构造高点、鼻状构造部位和地层的断层附近都有可能产生裂缝。一旦钻井施工中钻遇这种带有地层裂缝的地层,那么钻井液就会顺着地层裂缝进行到地层当中而产生漏失。比如松辽盆地营城组地层的火成岩和基底的变质岩地层,都存在着大量的裂缝,在钻井施工过程中和完井施工过程中都产生过漏失,严重影响了钻井和完井的施工效率,甚至使井眼报废。

  1.3 溶洞性漏失

  溶洞性漏失是在所有的井漏漏失类型中最为严重的一种井漏情况,一般都是在发生在石灰岩和白云岩等碳酸盐岩中。在这些碳酸盐岩的沉积和形成过程中,由于内部存在孔隙、裂缝、甚至是溶洞,而且有些溶洞还与地下暗河相通,一旦钻遇碳酸盐岩这样的溶洞性地层,那么会发生钻具突然放空的现象,钻井液有进无出,或者是少量钻井液返出。

  2 井漏的处理

  2.1 渗透性漏失的处理

  在钻井施工中发生渗透性漏失后,首先要判断是由于操作原因造成的渗透性漏失,还是由于地层本身胶结原因而产生的渗透性漏失。如果是地层本身胶结原因而产生的渗透性漏失,那么首先要降低循环排量,进行小排量循环观察,观察漏失速度情况,并在钻井液中加入超细碳酸钙等材料的随钻堵漏剂,由于钻井液的液柱压力大于地层的孔隙压力,因此就会有一部分的堵漏材料进入到漏失地层当中去,然后观察漏失速度是否减缓,如果减缓则继续加入堵漏材料,直到漏失停止为止。

  2.2 裂缝性漏失的处理

  一旦判断钻井施工中发生了裂缝性漏失的情况,一定要停钻堵漏。首先是根据不同的堵漏材料的颗粒大小情况,按照一定的比例进行配制堵漏钻井液,把配制好的堵漏钻井液也打入到漏失地层当中,进行静止堵漏。应用刚性架桥,柔性填充的原理,使刚性颗粒的堵漏材料能够在漏失地层的孔隙当中起到架桥和支撑的作用,而堵漏材料中的柔性颗粒,例如纤维和片状堵漏材料在刚性颗粒间起连接、封堵作用,可变性堵漏材料主要是充填作用,通过挤压变形堵塞刚性颗粒、纤维和片状堵漏剂封堵后所剩下的孔隙达到堵漏的目的。一般用堵漏物堵塞,根据漏速不同,可注入锯末粉、棉籽壳、核桃壳、谷壳、水泥浆及石灰乳等。

  2.3 溶洞性漏失的处理

  溶洞性漏失是所有的井漏中最为严重的一种漏失情况,也是最难处理的一种井漏情况,因此至今没有任何方法可以估算出地层中溶洞体积的大小,因此也就更为难以处理。目前对于恶性溶洞性井漏的处理方法一个方面是采用清水强钻,使破碎的岩屑直接进入到漏失性的地层当中,如果达不到预期目标,那么就要起钻将粒径比较大的石子、水泥球等物质投入到溶洞中,待溶洞填充满后再应用速凝水泥浆进行堵漏。

  3 井漏的预防

  无论何种情况的井漏情况发生,归根结底就是钻井液的液柱压力大于地层的压力,才会有井漏的情况发生,因此要想有效地预防井漏情况的产生,首先要做好钻井施工的前提调研,包括所钻井的地层岩性、可钻性和地层压力情况,然后施工中及时监测,备足各种不同类型的堵漏材料,把钻井防漏工作真正做到实处。并在施工中采取以下一些方面的技术措施。一是做好井身结构的优化设计工作。通过前期的地质调研,在进行井身结构优化设计的时候,一定要把不同压力的层位分开,不能放入到同一个裸眼井段内,为钻井防漏和井控安全做好充足的准确。二是在对上部的浅层地层进行施工的时候,由于地层的可钻性比较好,相应的机械钻速也会比较高,这样如果钻井的排量达不到施工要求,那么就会使钻井液的环空密度增加,很容易憋漏地层,因此在施工这个层位的时候要控制好机械钻速,根据钻井液携带岩屑的情况进行必要的循环,保证井眼的清洁。三是为了尽可能地降低钻井液的液柱压力,在能够保证井壁稳定的情况下,施工中钻井液密度尽量维持在钻井液设计的下限值。四是对于井深比较深的情况下,在下钻过程中要采取分段循环的方式,降低每个井段的钻井液压力,在分段循环过程中开泵要先小排量顶通,待钻井液返出后才能根据泵压情况逐渐地提高循环排量。五是通过前期调研,要熟练地掌握每个地层的压力情况,在进入易漏失地层之前,要在钻井液中提前加入防漏堵漏材料,保证钻井施工顺利穿越漏失性地层。

  4 结束语

  在钻井施工和完井施工过程中,由于不同地层裂缝、孔隙和溶洞等的存在,产生井漏是不可避免的。一旦发生井漏,首先要判断井漏的类型,然后才能根据不同的井漏类型制定不同的堵漏技术方案,这样才能真正地处理好井漏,从而保证钻井施工的安全。

  参考文献

  [1]王书峰。井漏的预防和处理[J].科技信息,2012(35):459.

  [2]林英松,蒋金宝,秦涛。井漏处理技术的研究与发展[J].断块油气田,2005,12(2):4-7.

  [3]杨振杰。强粘结性堵漏技术在中原油田的应用[J].石油钻探技术,1997,25(1):21-23.

  [4]吕苗荣,张玉波。钻井渗漏问题数值模拟分析预测技术[J].江汉石油学院学报,2001,23(2):10-12.

作者单位:大庆钻探工程公司钻井二公司
原文出处:刘剑冰.钻井工程中井漏的处理探讨[J].西部探矿工程,2020,32(07):63-64.
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