针对复杂情况的钻井液技术2.pptVIP

针对井下复杂情况的钻井液技术 西南石油大学 蒲晓林 钻井的基本认识 钻井是建立从地面到地下目的地层通道的技术。 钻井工艺技术发展要点：四点 1、一切以提高机械钻速为目的的钻井技术 重点在1倍以上，从提高破岩效率角度开展研究。 4、克服高难条件的钻井技术 ●超高温 ●超高密度 ●超低密度 ●巨厚岩层 ●盐层+石膏层+水敏性泥页岩 ●超长时间工作（不动工作） 钻井液是钻井工程的血液！ 1、钻井液的六大功能 目前预防和处理溢流的两种方法： 1、采用井下控压系统预防溢流发生； 2、溢流后，关井压井控制溢流。 主动式防气侵思路的提出： 1、利用钻井液随钻封堵技术封堵裂缝气侵通道； 2、利用钻井液段塞降低气窜速度。 水平井段裂缝内气液置换状况 裂缝地层封缝防气侵实验评价方法 特种凝胶堵漏剂主要性能 特种凝胶ZND是在大分子链上引入特种功能单体的水溶性高分子材料，在水溶液中，大分子链通过分子间相互作用自发地聚集，形成可逆的超分子结构—动态物理交联网络，该结构使其溶液具有特殊的性能特点： ①它与水相遇时，很难相互混合而各自保持成独立的一相，即水很难与它混合并冲稀它； ②流体有很高的粘度和很好的剪切稀释能力。流体在较高速梯(如300—500S-1)下有较低的粘度(100—200mPa.s)，因此，在管内有较好的流动性，但在低速梯下（7.34S-1，相当于在地层中渗流），粘度有5-10万mPa.s或更高； 流体有很好的粘弹性，且弹性比例高，能过喉道膨胀；静止后要使其移动必须克服足够的弹性阻力； ④液体静置后产生内部结构而且会随时间而增强，欲使之恢复流动必须附加更大的应力以克服此静切力； ⑤此流体能与其它固体材料（如桥塞粒子、水泥、坂土……）混合而不影响流体上述特性； ⑥油、气混入此流体后很难移动； ⑦对钻井液、固井水泥浆无明显损害。 特种凝胶堵漏剂堵漏原理 现 场 应 用 效 果 1 达州双庙1井 达州双庙1井是中石化南方公司在渝东地区的一口重点垂直勘探井，该井设计井深4373m，三开井段共有六个漏点：3483m（失返）、3448m（失返）、3436m（失返）、2769m、2749m、2231m；承压能力1.70—1.80。 为了封堵漏层，先后采用桥塞堵漏（最大粒径达3cm），9次打水泥堵漏，以及桥塞和打水泥复合堵漏方法，均未见效，耗时达两个月，喷漏同存的现象未能得到控制，井上情况愈来愈危险，井口两个单闸板防喷器，其中上闸板损害失效，四根防喷管线中有三根破损，节流放喷降套压极为困难。 2004年6月24日针对三个漏层共打入70方（1%）特种凝胶；尾追水泥浆25方，施工一次成功。25日17:00卸（泄）压，套压降至12 MPa，随后关井观察立压、套压，立压为0，套压未变，于25日19:00左右全部卸（泄）压，套压降为0。关井观察立压仍为0，套压仍为0，达到封隔环空目的（封隔成功），隔断井底高压气层； 测井结果表明，水泥环在2250-3200m，返高2355m，返高以上至漏层环空ZND-2凝胶柱近100m。水泥返高、2355m；上有100m的凝胶,堵漏成功。 2、罗家2井 2006年3月2日下光钻杆反挤注密度1.58g/cm3水泥泵压0↗27MPa，压力迅速下降，循环出现井漏，已证实7“套管损坏，分析认为大约在2190m左右，且与相邻124.57m的罗家注1井管外环空窜通，发生上漏下喷，罗家2井和罗注1井之间发生横向和纵向扩散的地下井喷事故。23日，罗注1井井口压力升至16.86MPa，发生地层破裂，距井口1.2Km的地方气体和液体窜出地面，并有加剧的趋势。该井的压井堵漏成为石油钻井界罕见的技术难题。施工单位和当地政府立即疏散群众上万人，引起了党中央国务院的高度重视。经采用桥浆、水泥浆堵漏和下封隔器均无效。 1、井壁失稳机理 1、井壁失稳机理 中古8-1H井二叠系垮塌物照片 钻井液中的水进入硬脆性地层是引起坍塌主因 1、井壁失稳机理 1、井壁失稳机理 2、稳定井壁机理 2、稳定井壁机理 2、稳定井壁机理 2、稳定井壁机理 钻井液封堵防塌剂要求 1、不完全水溶，在水中高度分散； 2、在一定条件下可变软变形； 3、粒度小； 4、最好无荧光。 微裂缝的模拟 钻井液的根本任务： 一切钻井液都是为了满足勘探开发钻井中优质、安全、快速钻井的需求。 关于泥页岩水化 ①表面水化 驱动力：表面水化能（为主）、范德华力、静电引力； 特 点：作用距离短，膨胀压大，体积膨胀小。 ②渗透水化 驱动力：双电层斥力（为主）、渗透压