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1、提高安全密度窗口的堵漏技術,前言 堵漏技術現狀分析 高效承壓劑的特性 工藝技術 現場應用 認識與建議,前 言,井漏是鉆井施工過程中經常發生的復雜情況，輕微的井漏會導致鉆井作業中斷，嚴重的漏失處理需要耗費大量的作業時間，浪費大量的人力、物力和財力。如果井漏處理不當或不及時，還會誘發井塌、井噴和卡鉆等事故，甚至導致部分井眼或全部井段報廢。因此，及時有效地處理井漏是鉆井施工中的一項非常重要的工作。,前 言,發生井漏的最根本原因是鉆井液液柱壓力大于地層壓力，具體原因細分為地層本身存在裂縫或溶洞等流動通道、地層破裂壓力小于鉆井施工的鉆井液當量液柱壓力等情況，在實際施工中井漏由單一原因引起或多種因素并存。2、對于一口具體的井，如何解決在同一裸眼段鉆井液密度高則漏、低則掉塊坍塌或井涌、井噴的矛盾是一個技術難題，國內絕大部分鉆井液工作者從提高低壓層的承壓能力或降低地層坍塌壓力兩方面著手解決。大港泥漿公司在提高低壓層的承壓能力方面做了有益的探索，取得了一定的效果。,一、堵漏技術現狀分析,堵漏就是在低壓地層中填充堵漏材料，從而堵塞裂縫、孔隙等流體流動通道，或通過堵漏材料的吸水膨脹而加固井壁，使地層的承壓能力得到提高。常用的堵漏材料主要有纖維類堵漏劑、剛性顆粒類堵漏劑、可變形顆粒類堵漏劑、復合堵漏劑以及可凝固類堵漏劑。堵漏方法分為隨鉆堵漏、橋接堵漏、固結堵漏等多種技術，它適應于不同的地層條件。隨鉆堵漏技術 3、隨鉆堵漏適應于低壓滲漏地層的鉆井堵漏，一般要求漏失速度小于3m3/h。它主要是在鉆井液中添加顆粒直徑較小的纖維類堵漏材料、剛性顆粒類堵漏材料以及可變形顆粒類堵漏材料，在鉆井液液柱正壓差的作用下，堵漏材料通過滲濾作用，在地層孔隙或微裂縫上架橋、填充和封堵，堵塞流體流動通道，達到堵漏目的。它適合于高滲透砂層、礫石層、破碎煤層以及其它存在微裂縫的地層堵漏。,一、堵漏技術現狀分析,固結堵漏技術 固結堵漏包括水泥漿堵漏、膠質水泥堵漏、MTC堵漏、柴油水泥堵漏及石灰乳堵漏等多種方法，它是利用水泥、石灰凝固而堵塞地層裂縫、孔隙等流體流動通道，達到堵漏或提高地層承壓能力的目的。適用于漏失層位明確的惡性井漏，其4、施工工藝比較復雜，風險大，容易導致固鉆具等事故。橋接堵漏技術 橋接堵漏主要是利用多種堵漏材料按一定配比配制堵漏漿，使固體顆粒堵塞裂縫、孔隙通道，其中剛性顆粒在漏失通道中起架橋和支撐作用，纖維和片狀堵漏劑在剛性顆粒間起連接、封堵作用，可變形堵漏劑主要是填充作用，通過擠壓變形堵塞剛性顆粒、纖維和片狀堵漏劑封堵后剩下的孔隙空間，降低封堵滲透濾，達到堵漏的目的。,一、堵漏技術現狀分析,它廣泛適用不同類型的井漏，改變剛性顆粒的大小配比，可以在不同尺寸的裂縫、孔隙通道中形成架橋和支撐，其成敗的關鍵是堵漏劑顆粒尺寸配比是否適合漏失通道直徑。最佳的堵漏劑顆粒尺寸范圍是裂縫寬度、孔隙直徑的1/31/7，直徑大于5、裂縫寬度和孔隙直徑的顆粒不能進入裂縫和孔隙，直徑小于1/7的顆粒不容易形成架橋。纖維狀、片狀和可變形堵漏劑等材料容易變形，因此，其粒度范圍可適當放寬，最大粒度可以大于裂縫寬度和孔隙直徑。,一、堵漏技術現狀分析,在實際應用中，堅硬的顆粒狀材料必須與易變形的纖維狀、片狀堵漏材料復配使用，才能提供最佳的封堵效果，一般情況下，顆粒、片狀、纖維狀堵漏材料的比例為6：3：2或5：2：1。要求剛性堵漏材料具有足夠的硬度，不易變形，由粗、中、細三種規格組成，各級組成比例為1：1：1，最大顆粒直徑為裂縫寬度、孔隙直徑的三分之一；纖維狀和片狀材料有足夠的強度、彈性和塑性，才能封堵大部分縫隙，降低滲透率。在鉆井施工6、中，特別是探井鉆井過程中，我們對漏失地層的裂縫寬度或孔隙尺寸是不能準確掌握的，因此，井漏后我們無法盡快優選出與之適應的堵漏配方，這就大大降低了堵漏的成功率。一次井漏，常常需要經過多次探索，才能取得理想的堵漏效果，這就造成了人、財、物的極大浪費，甚至導致井眼報廢。,二、高效承壓劑的特性,基于上述分析，橋接堵漏成功的關鍵是較準確地掌握漏失通道縫寬或孔隙直徑，而這些資料又非常不容易獲得。如果我們在橋接堵漏材料中增加一種具有高膨脹率的材料，在堵漏時降低對漏失通道資料的苛求，提高堵漏的成功率。高效承壓劑就是我公司優選出的具有前述特性的復合材料，將它應用于堵漏施工，可以提高堵漏成功率，有效提高漏失層的承壓7、能力 機理簡介 粒徑分布廣，可依需求調整，經粉碎可過4300目篩網。,二、高效承壓劑的特性,復合材料中包含大量有機材料，有機分子中含有-COO-、-CONH2等吸水基團，該基團的比例不同，其膨脹的倍數和速度不同。它吸水后變成粘彈性膨體而充滿孔喉，阻止鉆井液進一步向地層內部運移。該材料在吸水15小時后膨脹倍數能達到自身體積的325倍，從而充滿地層孔喉或微裂隙，鎖住堵漏材料。由于吸水膨脹壓力的作用，可以將其它堵漏材料所吸收的水分擠出，使堵漏材料發生去水化作用，因此，對漏失地層的封堵效果更好，有效提高漏層的承壓能力。,二、高效承壓劑的特性,二、高效承壓劑的特性,高效承壓劑的特性 高效承壓劑能有效封堵8、不同漏失地層，具有廣譜堵漏效果。高效承壓劑封隔層承壓能力強，能提高漏失壓力和破裂壓力，能較好解決長裸眼井段多套壓力層系或壓力衰竭地層易發生的漏失、卡鉆等技術難題。高效承壓劑主要是在地層內形成高強度的封隔層，井壁表面封堵層很薄，阻隔壓力傳遞，因此，能有效避免壓差卡鉆。,三、工藝技術,堵漏漿的配制 根據現場井漏現狀判斷井漏類型，確定剛性堵漏材料和纖維堵漏材料的配方。依據堵漏配方和實際需要泥漿量配制堵漏漿，首先加入剛性材料和纖維材料，攪拌均勻。當其它堵漏準備工作完成后，從混合漏斗加入高效承壓劑，混合均勻后立即注入井筒。,三、工藝技術,施工工藝 放大鉆頭水眼，避免施工時剛性堵漏劑堵水眼，然后將鉆具下到9、漏層位置或漏層頂部，注入配制好的堵漏漿，頂替到漏層井段，把鉆具起到安全井段靜止6-8小時。如果注入堵漏漿時未發生漏失，起鉆到安全井段后必須進行憋壓，將堵漏漿憋入漏層，一般要求憋入漏層10方以上。對于有技套的井，可關封井器直接憋壓堵漏。如果沒有技套，可采用以下工藝進行憋堵：,三、工藝技術,施工工藝 首先依據完井設計水泥返高計算井筒液柱當量密度，然后在現場配制兩罐上述密度的重泥漿備用，最后再其中一罐中按要求和順序加入堵漏材料，配成堵漏泥漿。堵漏施工時先注入無堵漏材料的重漿，然后注入堵漏重漿，最后將堵漏重將替入井漏井段，利用井筒的液柱壓力將堵漏泥漿憋入漏層，起鉆至安全井段靜止68小時。,三、工藝技術10、,施工工藝 靜堵結束后，下鉆時分井段循環泥漿，避免激動壓力過大憋漏地層。如果堵漏效果不理想，分析原因后，從新制定堵漏方案，再次進行堵漏作業。注意的問題 如果漏層明確、井段較短，可以備足井漿，強行鉆穿漏層后進行一次性堵漏；如果漏層不明確、漏速太大或漏層井段太長，可分幾次堵漏。,三、工藝技術,注意問題 堵漏施工前備足泥漿量，確保設備完好，保證堵漏施工安全。如果為了提高地層承壓能力，堵漏漿的密度應等于目標密度與循環壓耗當量密度之和；堵漏漿必須憋入地層，并保證憋入量大于10方。配制堵漏泥漿時，高效承壓劑必須最后加入，要求從混合漏斗加入，保證堵漏泥漿的質量。,四、現場應用,2005年我公司施工的港62711、1井和港東16井均生了嚴重井漏，我們在這兩口井試驗應用高效承壓劑堵漏獲得成功，使港6271井地層承壓能力由1.34g/cm3提高到1.58g/cm3，港東16井地層承壓能力由1.60g/cm3提高到1.74g/cm3。以港東16井為例闡述其應用效果。港東16井設計井深3350m，實際完鉆井深3387m，是一口三開預探直井，技套下深2280m，由鉆井一公司40538隊承鉆。該井鉆進至井深2921m發生井涌，當時的泥漿性能：密度1.35g/cm3、粘度43s、關井求壓，立壓4.5MPa，套壓6.5MPa，壓井鉆井液密度1.50g/cm3。,四、現場應用,配重泥漿45m,密度1.50g/cm3、粘度12、42s,節流壓井，經液氣分離器循環排氣。到6月19日2:00邊循環邊加重壓井，至16:15進口泥漿密度1.60g/cm3,出口密度1.57g/cm3，立壓MPa，套壓MPa。停泵觀察，發現沒有溢流。一個凡爾頂通，立壓1MPa，套壓MPa，發現地層返出部分泥漿，此時進口泥漿密度1.60g/cm3,出口密度1.57g/cm3。三個凡爾循環，立壓16MPa，套壓0MPa，泥漿返出量減少，發生井漏。單凡爾循環，泥漿只進不出，停泵后液面緩慢下降，期間不斷補充泥漿來保持液面。配制堵漏泥漿，進行堵漏施工。,四、現場應用,第一次堵漏：借鑒港6271井堵漏的成功經驗，采用單封、復合堵漏劑、高效承壓劑配制密度1.13、59g/cm3、粘度60s堵漏泥漿45m3，注入35m3，將堵漏泥漿頂替到漏失層位，起鉆至技套，靜止堵漏。然后單凡爾循環，再改用雙凡爾循環，最后用三凡爾循環，出口密度由1.41 g/cm3逐步升到1.58 g/cm3，停泵觀察有溢流。采用分段頂通方式下鉆到底，20:30三個凡爾循環立壓12MPa,無溢流、漏失。堵漏成功，恢復正常鉆進。此時泥漿進口密度1.59g/cm3，出口密度1.58 g/cm3。,四、現場應用,第二次堵漏：6月22 日23:30鉆進到3054.75m，全烴值升高，出口密度下降至1.45g/cm3。此時鉆井液性能：密度1.59g/cm3、粘度48s。循環加重，進出口密度提高到14、1.61-1.62 g/cm3，基本平衡地層壓力，恢復鉆進。由于接單根后開泵過猛，發生漏失，漏失鉆井液18m3，停泵觀察液面下降。仍然用單封、復合堵漏劑、高效承壓劑配制密度1.60g/cm3,堵漏泥漿45m3，單凡爾注入，頂替到位。替鉆井液過程中井口基本沒有返出，起鉆靜止堵漏，共計漏失50m3。6月24日14:00下鉆到底，循環正常，堵漏成功，恢復鉆進。,四、現場應用,第三次堵漏：6月28日鉆進至3387m完鉆，短起下鉆20柱，測油氣上竄速度200m/h，發生井涌，節流關井漏失20m3。用前述配方配制密度為1.68g/cm3的堵漏泥漿堵漏，因不能平衡地層壓力而失敗。依據關井求壓值，再配制密度為15、1.75g/cm3的堵漏泥漿45m3，地面鉆井液密度也加重到1.75g/cm3，然后將堵漏泥漿注入，頂替到漏層，期間共漏失56m3，起鉆到技套內靜止堵漏。7月6日8:00下鉆分段循環，下鉆至2788m遇阻，7月7日循環劃眼到底，無漏失，堵漏成功。然后起鉆至技套靜止觀察，無溢流，無井漏。再下鉆到底循環無漏失，起鉆前配制79s稠泥漿40m3封閉下部井段，電測。通井，順利下入油層套管，固井合格交井。,五、認識與建議,在堵漏配方中增加高效承壓劑可以有效提高地層承壓能力，擴大地層的安全密度窗口，根據需求可實現梯次性提高。在堵漏配方中增加高效承壓劑堵漏成功率高，能較好地解決對漏失層裂縫寬度或孔隙直徑不明確而影響堵漏成功的難題。堵漏泥漿注入井筒后必須部分憋入地層，才能有效堵漏。堵漏泥漿注入井筒后必須在安全井段靜止68小時，才能有效封隔漏失通道，加固井壁，提高地層承壓能力。堵漏完成后下鉆必須避開漏層分段頂通，開泵平穩，避免激動壓力太大而憋漏地層。,謝謝,