钻井液完井液化学4讲解.ppt

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-- lose of circulation 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 通道的开口尺寸大于外来工作液中固相的粒径 ------均可由于人为原因而产生 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0.5~4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 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 漏层位置确定方法 正常钻井中未提密度、无激动压力而发生较严重漏失，则多属井底漏失，且为天然裂缝或溶洞漏失。 在钻井液加重或产生较大激动压力后漏失，则多数属于上部地层漏失，主要靠地质资料及邻井经验判断。 渗透性漏失和人为裂缝漏失通常不好判断。 水动力学测试法 测井温法 放射性示踪测试法 电阻测井法 传感器法 流量计法 自动测漏仪 等 水动力学测试法之正反向循环测试法 H漏=H总/[ (Q1/Q2)+1 ] H总-----井深，米 Q1、Q2----分别为正循环洗井和反循环洗井时的出井钻井液流量（在同样漏失严重度值条件下测得）。L/min H漏----漏层深度，米 水动力学测试法之从钻杆内外同时泵注泥浆测试法 H总*Q12(x2+x3) H漏= x1*Q22+x3*Q12 Q1、Q2---同时通过钻杆和环空泵注泥浆到漏层时的钻杆内和环空内的流量，m3/s x1 x2 x3----分别为流量Q2条件下环空内、流量Q1条件下钻杆内和环空内的流体阻力系数，s2/m6. 测井温法原理 钻井液循环温度 堵漏材料（按作用机理分） 桥接堵漏材料 高失水堵漏材料(Diacel, Z-DTR, DTR, DCM堵漏剂） 暂堵材料（用于产层堵漏） 化学堵漏材料（高分子、高分子与无机胶凝物混和物、泥浆加固化剂） 无机胶凝堵漏材料（水泥浆） 软（硬）塞类堵漏材料（柴油膨润土浆、剪切稠化浆、重晶石塞） 桥接堵漏材料要求及类型 要求： 与携带液无明显的化学作用 起“架桥”作用的硬果壳类材料必须具一定强度 材料便于加工和管理，不易腐烂变质 来源广，成本低 种类： 颗粒状材料：核桃壳、橡胶粒、焦炭粒、碎塑料粒、硅藻土、珍珠岩、生贝壳、石灰石、沥青等，作“架桥剂” 纤维状材料：锯木、树木粉末、棉纤维、皮革粉、亚麻纤维、花生壳、棉籽壳、甘蔗渣、石棉粉等，作“悬浮拉筋剂” 片状材料：云母片、稻壳、赛璐珞、玻璃纸、鱼鳞等，作“填塞剂” 堵漏方法 起钻静止堵漏 桥接材料堵漏法 暂堵法 高失水浆液堵漏法 PAM絮凝物和胶联物堵漏 软硬塞堵漏法 复合堵漏法 强行钻进套管封隔漏层 注水泥浆 尼龙水泥袋堵溶洞漏失等 复合堵漏法的常用复合方式