钻井液漏失及漏失控制研究现状解析.doc

钻井液漏失及漏失控制研究现状 姓 名： 学 号： 专 业： 摘要：本文就井漏的地层类型、地质因素、漏层位置确定方法、堵漏室内模拟实验装置及评价方法、井漏处理技术以及国内外堵漏材料的研究进展作了综述。明确了漏失发生的三要素，总结了常见的堵漏技术，并认为随着新型功能材料和智能材料的发展，智能材料在各领域中得到越来越多的应用，而多种堵漏材料协同作用于堵漏的思想也将是未来的发展趋势。 关键词：堵漏材料、地层类型、堵漏技术、智能材料、综述 1 前言 近些年来，随着石油资源对我们生活产生的重要性日益加深，我们对石油储藏资源的勘探也进一步加深，这样一来，井漏问题变得越来越突出，所谓井漏主要的漏失液体就是包括钻井液，水泥浆和完井液以及其他工作流体等，井漏是钻井过程中常见的井内出现的复杂情况，在平常大多数钻井过程中都存在着不同程度的漏失[1]。严重的井漏会导致井内压力失衡，影响正常钻井工作进行、引起井壁失稳、诱发地层流体涌入井筒并发生井喷现象，而且可能造成井塌、卡钻、井喷等其他井下复杂情况和重大事故，对钻井工作危害极大，甚至会导致井眼报废，造成巨大的经济损失。据统计，全世界井漏发生率占钻井总数的20%-25%[2]，而井漏的处理是石油钻井中的难点，特别是复杂井漏问题尤为棘手。恶性井漏损失占井漏总损失的50%以上，且堵漏很难成功，因此亟需加强恶性井漏的防治研究[3]。所以说堵漏问题是井下钻井作业人员需要解决的首要问题，也是钻井技术遇到的一大挑战。随着石油科技技术的不断发展，人们在钻井过程中对于堵漏的要求和标准也是逐渐升高，但是在实际的钻井工作中，多样性和未勘测的地层也是无形之中给钻井堵漏带来了难度性很强的工作，所以如何找到切实可行的办法，是解决这个问题的关键点。 在堵漏过程中如果选择了一种性能非常良好的，并且非常适应漏失地层的堵漏材料，那对处理堵漏问题的作用是非常大的[1]。但是现在井漏中应用到的堵漏材料性能都不是很好，首要的因素就是堵漏材料没有很好的膨胀能力，在没有人工作用的时候是不能稳定地停留在漏失地层中；其次，没有良好的堵漏材料变形性，较大的堵漏材料颗粒不能轻易的进入的相对狭小的空间中，所以颗粒无法深入漏层，只能堆积在楼层表面。由于这此缺陷的存在，在进行堵漏工作时往往效果不是很理想，在很多时候进行堵漏后，还是会严重影响钻井生产的顺利进行，无法满足堵漏钻井作业的要求。所以，在加速发展钻井新技术的同时，高度重视各类漏失问题，多学科领域结合，完善预防措施，研发智能型堵漏剂，将钻井新技术的优势最大程度的发挥出来，竭尽全力的剔除不安因素，在钻井技术方面起着非常重要的作用。 2 井漏的地层类型 2.1 粘土岩 在泥岩、页岩和浅层粘土中，一般来讲，泥页岩发生漏失现象可能性是比较小的，但其中如果存在一些比较硬脆且古老的地层的泥页岩时，当地壳发生运动而形成了裂缝和风化作用会形成许多溶孔或其他层间疏松进而形成了漏失通道，发生井漏现象。但在中深部，页岩中存在的裂隙尺度一般比较小，一些较特殊的裂缝强烈发育地层除外，一般情况下不易造成井漏[4]。由于地表和海底粘土的孔隙度较高、成岩率很差、颗粒之间粘结合力差、强度低而容易发生漏失。 2.2 砂、砾岩 对于在浅部未成胶结或胶结能力差的、未能成岩的砂、砾岩[4]，由于不能胶结或胶结能力差，孔隙度较大，孔隙之间的连通性很好，当钻进这种类型的地层时非常容易发生漏失现象；对于中和高渗透的砂、砾岩来说，颗粒间的孔隙是他们主要的漏失通道，当钻井液的密度很高时，极易可能发生漏失；但在深部井段已经成岩作用形成了低孔、低渗的砂砾岩，在一般情况下是很不容易发生井漏的。 2.3 盐岩 碳酸盐岩大部分是由方解石和白云石等这样的碳酸盐矿物质组成的沉积岩[4]。所以碳酸盐岩主要的岩石类型就是石灰岩和白云岩，它内部构成碳酸盐岩的主要漏失通道便是由于在成岩作用时所形成的溶孔和溶洞、地层裂缝。 2.4 火成岩和变质岩 在经受构造运动和风化等作用，在熔岩的内部形成了刚刚发育的裂缝，构成了主要的漏失通道。漏失现象主要发生在孔隙和洞穴发育的地层之中[4]。而在构造轴部和高点、断层附近、断层的上盘等等相对裂缝发育，更易容易发生井漏现象。在碳酸盐岩和各种地层的风化壳等地层，由于孔、裂缝发育，发生井漏的频率会极大的高于油孔隙的砂砾岩地层。 综上可以看出，井漏发生时的三个必要条件分别是：（1）在井筒中的工作液压力应大于地层的孔隙和裂缝中流体的压力；（2）地层中应存在漏失的通道和比较大的并且足够容纳一定量液体的空间；（3）其外来的工作液固相颗粒大小应小于漏失通道的开口尺寸。 3 井漏的地质因素 地质矿产很多分布在褶皱构造和断裂构造上，这类构造的地层情况复杂，钻探过程中很容易遇到疏松岩层、溶蚀孔、断裂裂缝、洞穴孔。 3.1 疏松岩层 疏松岩层矿物组分