复杂情况下的钻井液技术精要.ppt

COPYRIGHT:泥浆塘沽基地2006 泥浆塘沽基地系列培训教材 复杂情况下的钻井液技术 井漏、井塌、井喷、卡钻是钻井工程中常见的复杂情况 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 一、井漏 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 漏层位置确定方法 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 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） 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 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 复合方式 化学凝胶+水泥浆 桥堵泥浆+水泥浆 高失水堵剂混桥接剂 暂堵剂混桥接剂 化学胶凝混桥接剂 单封混桥接剂 单封混高失水堵剂 柴油膨润土浆+屏蔽暂堵剂 处理对象 水层漏、严重井漏 大裂缝漏失 大裂缝漏失 产层、大裂缝漏失 水层、大裂缝漏失 一般孔隙性、裂缝性漏失 较大孔隙性、裂缝性漏失 低压高孔渗砂岩水层漏失 调整井井漏预防技术 钻调整井前调整地层孔隙压力 分区块提前降压 注水井控制注水量 注水井关井停止注水 注水井停止注水并放溢流 钻泄压井对高压层进行泄压 提高低压层的地层孔隙压力 应用两个压力剖面优选井身结构、泥浆密度及类型 全井泥浆预先加堵漏剂防漏 先期堵漏 二、井眼不稳定(井塌) 所钻地层约3/4为泥页岩 约90%的井眼稳定问题发生在泥页岩井段 盐膏层、白云岩等也可能失稳 每年因此造成的损失约5亿美元 井壁稳定问题一般指泥页岩的井壁稳定问题 井眼不稳定的表现形式及危害 表现： 向井眼塑性流动，缩径 剥落掉块 坍塌，扩径 危害： 不能正常钻井 正常钻井时增加环空岩屑量，提高粘度、切力、当量密度等，降低钻速 造成卡钻，井漏等井下复杂 井径不规则，影响固井质量 影响测井和录井 影响泥浆性能维护 井眼不稳定的判断 岩屑比正常情况下多 砂样代表性不好 起下钻遇阻，遇卡 下钻不到底（有大段沉砂），需划眼 蹩钻，跳钻严重 实测井径 泥页岩的组成 粘土矿物： 蒙脱石 高岭石 伊利石 绿泥石 间层粘土 蛋白石等 非粘土矿物： 石英 长石 白云石 方解石 云母等 泥页岩组构 各组分的微结构 组分间的关