钻井液与完井液4.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 　　　－－天然的、人为的 通道的开口尺寸大于外来工作液中固相的粒径 漏失通道的形态： 空隙 裂缝 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） 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 凝胶堵漏 随钻防漏堵漏技术 桥接（桥塞）材料堵漏法 桥塞材料： 颗粒状、片状、纤维状、刚性颗粒 大理石颗粒、核桃壳、云母片、纤维 水膨体等 大小与漏层相匹配 桥塞堵漏浆浓度：5%~40% 工艺：加压挤泥浆进地层；侯堵 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