10。9复杂情况处理.ppt

常见的复杂情况及钻井液处理  2010.9 目 录 第一 钻井液出现问题的根源 第二 井漏的预防与处理 第三 井喷的预防与处理 第四 卡钻的预防及处理 第五 井塌的预防及处理 第六 钻遇盐膏层的钻井液技术 第七 特殊情况下钻井液处理工艺 第一节 钻井液出现问题的根源 为保证钻井工程的需要，钻井液工程师必须将主要的钻井液性能维持在规定的数值范围，它们是：密度、粘度和造壁性。但是被破碎的地层以及从地层进入钻井液的材料给维持这些性能造成困难。高温、高压、污染物是影响性能的客观因素。水泥、空气和水从地面侵入钻井液也会使钻井液污染。 1、地质问题：如随着地层的造山运动，伴生了预应力地层和倾角很大的地层，将出现严重的剥落坍塌。此时要求钻进时要加强对井眼的清洗、压力平衡和井眼的稳定。 2、固体污染物：包括页岩、粘土对钻井液是一个危害很大的污染物。不管是用来调节钻井液有意加进去的，还是页岩被破碎进入钻井液中含有的粘土。其后果是钻井液变稠、固相含量升高、当量密度升高、钻速下降并增加井漏的可能性。 3、化学反应 1）、粘土的化学反应：离子交换。 2）、可溶性盐类：可溶性盐进入钻井液中，钻井液变稠、切力和滤失量升高。 4、可溶性气体；CO2、H2S溶于水都会生成酸，从而使钻井液絮凝变稠。 5、高温：高温会造成钻井液控制的困难，其原因是： （1）、一些处理剂在高温下分解 （2）、高温会加剧影响处理剂效能的 化学反应。 6、高压：高压会造成钻井液的高密度，从而使钻井液的流变性控制困难。 第二节 井漏的预防与处理 一、井漏的概念 广义地讲，井漏是在钻井、固井、测试或修井等各种井下作业过程中，各种工作液（包括钻井流体、水泥浆、完井液及其它液体等）在压差的作用下，流进地层中去的一种复杂情况。 我们所说的井漏，通常是指在钻井过程中所发生的钻井液漏失现象。 二、发生井漏的必要条件 井筒工作液的压力大于地层孔隙、裂缝或溶洞中液体的压力，对地层存在正压差； 地层中存在着漏失通道及较大的足够容纳液体的空间。 漏失通道的开口尺寸大于外来工作液中固相的粒径。 三、井漏的预防 合理的井身结构设计 降低井筒泥浆动压力 提高地层承压能力 1、合理的井身结构设计 设计部门根据地质设计及邻井钻井资料，依据待钻井预测地层孔隙压力、坍塌压力和破裂压力剖面，使钻井过程中防止井喷或井塌所需泥浆密度所产生的液柱压力，低于该裸眼井段中最低的破裂压力，以防止因压裂地层而发生井漏。如上述条件无法满足，则应下套管将低破裂压力地层与高压地层加以分隔。 2、降低井筒泥浆动压力 （1）选用合理的泥浆密度与类型，实现近平衡压力钻井 为防止井漏或井喷的发生，在选用裸眼井段泥浆密度时，应使泥浆所产生的静液柱压力低于最低破裂压力或漏失压力，但高于最高孔隙压力。对于裂缝、孔洞十分发育的地层，由于泥浆进入地层的流动阻力很小，地层的漏失压力与孔隙压力十分接近，为了防止井漏，所选用的泥浆密度所产生的静液柱压力，应尽可能接近地层孔隙压力，实现近平衡压力钻井。对于低漏失压力地层，可依据漏失压力大小，选用低固相聚合物、水包油、油包水、充气、泡沫泥浆或空气钻井，进行近平衡压力钻井。 2、降低井筒泥浆动压力 （1）选择泥浆类型时，除了考虑密度能满足所钻井段防止井漏所需最小安全密度的要求外，还应考虑其流变性能。对于地层松软、压力低的浅井段，采用大直径钻头钻井时，应选用低密度、适当粘切的泥浆；对于深井高压小井眼井段，应选用低粘切泥浆。 （2）降低环空压耗; （3）降低激动压力 3、提高地层承压能力 通过人为办法封堵近井筒漏失通道，增大泥浆进入漏失层的阻力来提高地层承压能力。 三种方法： （1）调整泥浆性能 （2）随钻堵漏 （3）先期堵漏 （1）调整泥浆性能 钻进空隙型漏层时，可通过增加泥浆中膨润土含量或加入增粘剂来提高泥浆粘度、动切力、静切力，达到提高漏失层承压能力来实现防漏的目的。 适合于轻微渗透性漏失层、浅井段流沙层和砾石层的漏失。 （2）随钻堵漏 对于孔隙型或孔隙—裂缝型漏失地层，进入该层前，循环时加入堵漏材料，在压差作用下，它们进入漏层，封堵近井筒通道，提高了地层承压能力，起到防漏作用。 堵漏材料的种类与加量，应依据漏失性质、漏层孔吼直径、裂缝开口尺寸进行选用。  A、孔隙型地层渗透性漏失可选  用下述配方： a 单向压力封闭剂1%～3%； B