井漏处理措施及案例分析.ppt

井漏钻井过程中经常发生井漏，轻微的漏失 会使钻井工作中断，严重的漏失要耽误大量 的生产时间，耗费大量的人力物力和财力， 如井漏得不到及时处理，还会引起井塌、井 喷和卡钻事故，导致部分井段或全井段的报 废，所以及时的处理井漏恢复正常钻进是非 常重要的工作 第一节 井漏的原因和机理• 凡是发生钻井液漏失的地层，必须具备下列条件： • ①地层中有孔隙、裂缝或溶洞，使钻井液有通行的条 件； • ②地层孔隙中的流体压力小于钻井液液柱压力，在正 压差的作用下，才能发生漏失； • ③地层破裂压力小于钻井液液柱压力和环空压耗或激 动压力之和，把地层压裂，产生漏失 • 形成这些漏失的原因，有些是天然的，即在沉积过程 中、或地下水溶蚀过程中、或构造活动过程中形成的，同 一构造的相同层位在横向分布上具有相近的性质，这种漏 失有两种类型 • ①渗透性漏失这种漏失多发生在粗颗粒未胶结或胶结很差 的地层，如粗砂岩、砾岩、含砾砂岩等地层只要它的渗透率超 过14x10-3／um2 ，或者它的平均粒径大于钻井液中数量最多的大 颗粒粒径的三倍时，在钻井液液柱压力大于地层孔隙压力时，就 会发生漏失。

②天然裂缝、溶洞漏失如石灰岩、白云岩的裂缝、溶洞及 不整合侵蚀面、断层、地应力破碎带、火成岩侵人体等都有大量 的裂缝和孔洞，在钻井液液柱压力大于地层压力时会发生漏失， 而且漏失量大，漏失速度快 有些井漏的因素却是后天造成的，即人为为的因素，这这些因素 有以下几种①因为为油田注水开发发之后，地层层孔隙压压力的分布与原始状 态态完全不同，出现现了纵纵向上压压力系统统的紊乱，上下相邻邻两个油 层层的孔隙压压力可能相差很大，而且是高压压、常压压、欠压层压层 相间间 存在，出现现了多压压力层层系在平面分布上，地层压层压 力也起了很 大变变化，同一层层位在不同区域的地层压层压 力不同，没有规规律可循 造成这这些地层压层压 力高低变变化的原因是：(a)有的层层只采不注或采多注少，能量补补充不上，形成低压压；(b)有断层遮挡或是地层尖灭，注水井和采油井连通不起来，注 入区形成高压，生产区形成低压；(c)不同层位的渗透性差别很大，在注水过程中，渗透性好的地 层吸水量大，渗透性差的地层吸水量少，形成了不同的地层压力；(d)有的层注多采少，或只注不采，形成高压，而常压层则相对 成为低压层；(e)由于固井质量不好，管外串通，或封隔器不严，管内串通， 或者油层套管发生了问题如断裂、破裂、漏失，不可能按人们的愿 望达到分层配注的目的，该多注的注少了，该少注的注多了，该注 的层位没有注进水，不该注的层位却注进了不少的水，于是人为的 制造了不少的高压层，在此种区块钻调整井，为了防止井喷，不能 不用高密度钻井液钻井，于是那些本来是常压的地层，也相对的变 成低压层了，漏失的可能性增加了，而且这些井的漏失往往是多点 的长井段的漏失，还还可能是喷喷、漏交替发发生。

·②由于注水开发发，地层层破裂压压力也发发生了变变化，从上而下各层层 的最低破裂压压力梯度不同，其大小与埋藏深度无关，高低压压相间间存 在在同一层层位，上中下各部位破裂压压力不同在平面分布上，同 一层层位在平面上的不同位置破裂压压力梯度也不同造成地层层破裂 压压力梯度下降的原因是：(a)压裂、酸化等增产措施使地层裂缝增加； (b)由于注水清洗的结果，使地层胶结程度变差，孔隙度变大， 不合理的注水又诱发了微细裂缝的产生； (c)由于生产油气使地层孔隙压力下降； (d)由于各区块各层位的注采程度并不均衡，导致地应力的发生 、聚集与释放，产生了许多垂直裂纹 ③施工措施不当，造成了漏失漏失与不漏失是相对而言的，有 些地层有一定的承压能力，在正常情况下可能不漏，但因施工措施 不当，使井底压力与地层压力的差值超过地层的抗张强度和井筒周 围的挤压应力时，地层就会被压出裂缝，发生漏失，造成这种现象 的原因有： (a)在加重钻井液时，控制不好，使密度过高，压漏了裸眼井段 中抗压强度最薄弱的地层，经验证明，最易压漏的地层是技术套管 鞋以下的第一个砂层； (b)下钻或接单根时，下放速度过快，造成过高的激动压力，压 漏钻头以下的地层， (c)钻井液粘度、切力太高，开泵过猛，造成开泵时过高的激动 压力，压漏钻头附近的地层；(d)快速钻进时，排量跟不上，岩屑浓度太大，钻铤外环空有大 量岩屑沉淀，开泵过猛，压力过高，将钻头附近地层压漏；(e)钻头或扶正器泥包，不能及时清除，以致泵压升高，憋漏地 层；(f)因各种原因，井内钻井液静止时间过长，触变性很大，下钻 时又不分段循环，破坏钻井液的结构力，而是一通到底，开泵时憋 漏地层；(g)井中有砂桥，下钻时钻头进入砂桥，由于环空循环不畅，即 使用小排量开泵泵，也会压压漏地层层，漏失层层就在钻头钻头 所在位置；(h)井壁坍塌，堵塞外至，憋漏地层层；井漏是很容易发现发现 的，凡是因液柱压压力不平衡而造成的井漏， 往往是泵压泵压 下降，钻钻井液进进多出少，或只进进不返，甚至环环空液面 下降。

凡是因操作不当而造成的井漏，往往是泵压泵压 上升，钻钻井液 进进多出少，或只进进不返，但环环空液面不下降，停泵泵后钻钻柱内有回 压压，但活动钻动钻 具时时除正常摩擦阻力外，没有额额外的阻力 凡是因井塌或砂桥堵塞环空而造成的井漏， 则泵压上升，钻井液进多出少，或只进不返 ，停泵时有回压，活动钻具时有阻力而且阻 力随着漏失量的增大而增加第二节 漏失层位的判断井漏后往往采取堵漏的办法以恢复生产，但要堵漏必须首先了 解漏层的位置，才能有的放矢，否则，便是盲人骑瞎马，夜半临深 池究竟如何判断漏失层位呢?以下给出一些判断的方法一、钻井液密度没有增加时产生的漏失①如果钻井液性能没有发生什么变化，在正常钻进中发生了井 漏，则漏失层即钻头刚钻达的位置②如果钻进中有放空现象，放空后即发生井漏，则漏失层即放 空井段③下钻时钻时 如果钻头进钻头进 入砂桥桥，或进进入坍塌井段，开泵时泵压泵时泵压 上升，地层层憋漏，则则漏层层即在砂桥桥或坍塌井段④下钻时观钻时观 察钻钻井液返出动态动态 ，每下一立柱，井内应应返出与 一柱钻钻具体积积相同的钻钻井液量，但钻钻井液的返出与钻钻具的下人并 不同时时出现现，有一个滞后时间时间 ，可能钻钻柱下完了，钻钻井液才开始 从井口返出，钻钻具下人越深，这这个滞后时间时间 越长长，如果没有漏层层 ，钻钻井液总总是会返出来的。

当钻钻具下人后，井口没有钻钻井液返出 时时，说说明钻头钻头 已到达或穿过过漏层层，以此可以推算漏层层的深度⑤在原始状态下，漏层位置在平面上的分布往往是具有相似性 ，所以应分析邻井过去的钻井资料，横向对比该层在本井的深度， 则此点发生漏失的可能性最大⑥如果在钻井过程中某层曾发生过漏失，以后在钻井过程中又 发生了漏失，则该层应是首先考虑的敏感区二、钻井液密度增加时产生的漏失如在钻进时不发生漏失，而在加重钻井液时或替加重钻井液过 程中发生了漏失，应分析本井已钻的地层剖面，那里有断层，那里 有不整合面，那里有生物灰岩和火成岩侵人体，那里有高渗透的厚 砂岩一般来说，开放性的断层和不整合面在钻进时就易发生漏失 ，待滤饼形成后，漏失的可能性减小了而高渗透性的厚砂岩、生 物灰岩、火成岩侵人体发生漏失的可能性最大，埋藏越浅，漏失的 可能性越大当然也有特殊情况，上部不漏下部漏，松软地层不漏 而中硬地层漏这这是因为为脆性地层层在地应应力作用下容易形成裂缝缝， 而这这些裂缝缝中的矿矿物充填程度或油气水充填程度不饱满饱满 而容易形 成漏失，而压实压实 程度较较小的具有塑性的地层层反而不容易形成裂缝缝 如果在提高钻钻井液密度的过过程中发发生井漏，则则漏失层层可能在裸 眼井段中的任意井段，但最有可能的是技术术套管鞋以下的第一个砂 岩层层。

， 如果一时确定不了，还可以采用其他方法进行测定由于其所 用工具和工艺流程比较复杂，在这里仅做简单介绍：1．螺旋流量计法；2．井温测测定法； 3．放射性测测井法；4．RFT测测井法；5．综综合分析法；6．钻钻井液电电阻测测定法；7．声波测试测试 法；8．传传感器测试测试 法；9．自动测动测 漏装置；10．封隔器测试测试 法；11．计计算法；第三节节 漏层压层压 力的计计算 一、利用静液面的深度进进行计计算 已知漏层层井深Hl(m)，如井漏时时液面在井口，则则漏层压层压 力P1(MPa)P1=0.01ρH1 (6—6) 如漏失后液面不在井口，则应则应 用回声仪仪或钻钻具测测出静液面至井 口的距离Hs(m)，则则漏层压层压 力P1(MPa)P1=0.01ρ(Hl—Hs) (6—7)式中ρ——钻钻井液密度，g／crn3 二、利用井漏前后钻钻具悬悬重的变变化进进行计计算 设钻头设钻头 井深为为H(m)，井漏后漏层层深度为为H1(m)，静液面深度为为 H2(m)，钻钻具在空气中每米重量为为Gm(kg／m)，钻钻具在钻钻井液中的浮 力系数为为Kf，则则井漏以前，钻钻具悬悬重G1(kN)为为：G1=0.01KfGmH 井漏后，钻具悬重G2(kN)为：G2=0.01[KfGm(H1-H2)十GmH2]悬重变化为ΔG，ΔG二G2-Gl=0.01(1—Kf)GmH2因为， Kf=(ρS-ρM)/ ρs，N 1—Kf=ρm／ρs所以， H2=lOOρsΔG／(ρm Gm) 如果漏层深度已知，则漏层压力(MPa)应为：Pl=0.01ρm (Hl-H2) (6—8)式中： ρm—井内钻井液密度，g／cm3；Ps——钻具钢材密度，7．85g／cm3。

三、利用不同排量循环时的压差计算漏层压力 用两种不同的排量Ol和Q2(Ql>Q2)进进行循环环，测测量出口流量分别别 为为Q3和Q4，设设：Ph——漏层层以上环环空液柱压压力，MPa；Paf——排量为为Ql时时的环环空摩阻，MPa；Pafˊ——排量为为Q：时时的环环空摩阻，MPa；Pff--排量为Ql时的漏层摩阻，MPa；pffˊ--排量为Q2时的漏层摩阻，MPa；P1——漏层压力MPa；Kaf——环空摩阻系数；Kff——漏层摩阻系数 漏层压力为： P1=Ph+Paf-PffP1=Ph+Pafˊ-Pffˊ 其中： Pff = Kff （Q1 — Q3）2Pffˊ = Kff （Q3 — Q4）2Kff= PafH1(Q12-Q22)/[(Q1-Q3)2-(Q2-Q4)2]第四节节 井漏的预预防 对对付井漏应应以预预防为为主，尽可能避免因人为为的失误误而引起的 井漏，凡是能搜集到的资资料都搜集齐齐全，凡是能做的工作都做到井 漏以前①根据地层层孔隙压压力梯厦和地层层破裂压压力梯度曲线线，正确进进 行井身结结构和套管程序设计设计 同一裸眼井段内，不允许许有喷喷、漏 并存的地层层存在。

②在疏松的表层中钻进，最好不用清水而用钻井液表层套管要 下到适当的深度，固井 质量要有保证，这是一口井的基础工作， 千万不可忽视③在松软地层中钻进，钻速很快，钻井液排量跟不上，会使岩屑 浓度过大，憋漏地层，应控制钻速，或者每打完一单根，划眼1～2 次，延长钻井液携砂时间④在没有高压层存在的条件下，应尽量降低钻井液密度，认真搞 好钻井液固控工作，防止钻井液密度自然增长穿过高渗透地层时 ，应提高钻井液的粘度和切力，降低滤失量，加强造壁作用，减少 漏失的可能在钻钻开高压层时压层时 ，应严应严 格控制钻钻井液密度，做到近 平衡压压力钻进钻进 ，既不喷喷，又不漏⑤在易漏地层层中钻进钻进 ，排量要适当，泵压泵压 要适当，钻钻速要适当 ，起下钻钻、接单单根时时下放速度要适当，防止产产生激动压动压 力，压压漏 地层层发现发现 有微小漏失时时，应应减小排量，降低泵压泵压 ，同时应时应 控制 钻钻速，减少钻钻井液中的钻钻屑浓浓度，并防止钻头钻头 泥包，这这是一个互 相关联联的问题问题 ，不能顾顾此失彼如果发现钻头发现钻头 或扶正器泥。