1、提高安全密度窗口的堵漏技术,前言 堵漏技术现状分析 高效承压剂的特性 工艺技术 现场应用 认识与建议,前 言,井漏是钻井施工过程中经常发生的复杂情况，轻微的井漏会导致钻井作业中断，严重的漏失处理需要耗费大量的作业时间，浪费大量的人力、物力和财力。如果井漏处理不当或不及时，还会诱发井塌、井喷和卡钻等事故，甚至导致部分井眼或全部井段报废。因此，及时有效地处理井漏是钻井施工中的一项非常重要的工作。,前 言,发生井漏的最根本原因是钻井液液柱压力大于地层压力，具体原因细分为地层本身存在裂缝或溶洞等流动通道、地层破裂压力小于钻井施工的钻井液当量液柱压力等情况，在实际施工中井漏由单一原因引起或多种因素并存。2、对于一口具体的井，如何解决在同一裸眼段钻井液密度高则漏、低则掉块坍塌或井涌、井喷的矛盾是一个技术难题，国内绝大部分钻井液工作者从提高低压层的承压能力或降低地层坍塌压力两方面着手解决。大港泥浆公司在提高低压层的承压能力方面做了有益的探索，取得了一定的效果。,一、堵漏技术现状分析,堵漏就是在低压地层中填充堵漏材料，从而堵塞裂缝、孔隙等流体流动通道，或通过堵漏材料的吸水膨胀而加固井壁，使地层的承压能力得到提高。常用的堵漏材料主要有纤维类堵漏剂、刚性颗粒类堵漏剂、可变形颗粒类堵漏剂、复合堵漏剂以及可凝固类堵漏剂。堵漏方法分为随钻堵漏、桥接堵漏、固结堵漏等多种技术，它适应于不同的地层条件。随钻堵漏技术 3、随钻堵漏适应于低压渗漏地层的钻井堵漏，一般要求漏失速度小于3m3/h。它主要是在钻井液中添加颗粒直径较小的纤维类堵漏材料、刚性颗粒类堵漏材料以及可变形颗粒类堵漏材料，在钻井液液柱正压差的作用下，堵漏材料通过渗滤作用，在地层孔隙或微裂缝上架桥、填充和封堵，堵塞流体流动通道，达到堵漏目的。它适合于高渗透砂层、砾石层、破碎煤层以及其它存在微裂缝的地层堵漏。,一、堵漏技术现状分析,固结堵漏技术 固结堵漏包括水泥浆堵漏、胶质水泥堵漏、MTC堵漏、柴油水泥堵漏及石灰乳堵漏等多种方法，它是利用水泥、石灰凝固而堵塞地层裂缝、孔隙等流体流动通道，达到堵漏或提高地层承压能力的目的。适用于漏失层位明确的恶性井漏，其4、施工工艺比较复杂，风险大，容易导致固钻具等事故。桥接堵漏技术 桥接堵漏主要是利用多种堵漏材料按一定配比配制堵漏浆，使固体颗粒堵塞裂缝、孔隙通道，其中刚性颗粒在漏失通道中起架桥和支撑作用，纤维和片状堵漏剂在刚性颗粒间起连接、封堵作用，可变形堵漏剂主要是填充作用，通过挤压变形堵塞刚性颗粒、纤维和片状堵漏剂封堵后剩下的孔隙空间，降低封堵渗透滤，达到堵漏的目的。,一、堵漏技术现状分析,它广泛适用不同类型的井漏，改变刚性颗粒的大小配比，可以在不同尺寸的裂缝、孔隙通道中形成架桥和支撑，其成败的关键是堵漏剂颗粒尺寸配比是否适合漏失通道直径。最佳的堵漏剂颗粒尺寸范围是裂缝宽度、孔隙直径的1/31/7，直径大于5、裂缝宽度和孔隙直径的颗粒不能进入裂缝和孔隙，直径小于1/7的颗粒不容易形成架桥。纤维状、片状和可变形堵漏剂等材料容易变形，因此，其粒度范围可适当放宽，最大粒度可以大于裂缝宽度和孔隙直径。,一、堵漏技术现状分析,在实际应用中，坚硬的颗粒状材料必须与易变形的纤维状、片状堵漏材料复配使用，才能提供最佳的封堵效果，一般情况下，颗粒、片状、纤维状堵漏材料的比例为6：3：2或5：2：1。要求刚性堵漏材料具有足够的硬度，不易变形，由粗、中、细三种规格组成，各级组成比例为1：1：1，最大颗粒直径为裂缝宽度、孔隙直径的三分之一；纤维状和片状材料有足够的强度、弹性和塑性，才能封堵大部分缝隙，降低渗透率。在钻井施工6、中，特别是探井钻井过程中，我们对漏失地层的裂缝宽度或孔隙尺寸是不能准确掌握的，因此，井漏后我们无法尽快优选出与之适应的堵漏配方，这就大大降低了堵漏的成功率。一次井漏，常常需要经过多次探索，才能取得理想的堵漏效果，这就造成了人、财、物的极大浪费，甚至导致井眼报废。,二、高效承压剂的特性,基于上述分析，桥接堵漏成功的关键是较准确地掌握漏失通道缝宽或孔隙直径，而这些资料又非常不容易获得。如果我们在桥接堵漏材料中增加一种具有高膨胀率的材料，在堵漏时降低对漏失通道资料的苛求，提高堵漏的成功率。高效承压剂就是我公司优选出的具有前述特性的复合材料，将它应用于堵漏施工，可以提高堵漏成功率，有效提高漏失层的承压7、能力 机理简介 粒径分布广，可依需求调整，经粉碎可过4300目筛网。,二、高效承压剂的特性,复合材料中包含大量有机材料，有机分子中含有-COO-、-CONH2等吸水基团，该基团的比例不同，其膨胀的倍数和速度不同。它吸水后变成粘弹性膨体而充满孔喉，阻止钻井液进一步向地层内部运移。该材料在吸水15小时后膨胀倍数能达到自身体积的325倍，从而充满地层孔喉或微裂隙，锁住堵漏材料。由于吸水膨胀压力的作用，可以将其它堵漏材料所吸收的水分挤出，使堵漏材料发生去水化作用，因此，对漏失地层的封堵效果更好，有效提高漏层的承压能力。,二、高效承压剂的特性,二、高效承压剂的特性,高效承压剂的特性 高效承压剂能有效封堵8、不同漏失地层，具有广谱堵漏效果。高效承压剂封隔层承压能力强，能提高漏失压力和破裂压力，能较好解决长裸眼井段多套压力层系或压力衰竭地层易发生的漏失、卡钻等技术难题。高效承压剂主要是在地层内形成高强度的封隔层，井壁表面封堵层很薄，阻隔压力传递，因此，能有效避免压差卡钻。,三、工艺技术,堵漏浆的配制 根据现场井漏现状判断井漏类型，确定刚性堵漏材料和纤维堵漏材料的配方。依据堵漏配方和实际需要泥浆量配制堵漏浆，首先加入刚性材料和纤维材料，搅拌均匀。当其它堵漏准备工作完成后，从混合漏斗加入高效承压剂，混合均匀后立即注入井筒。,三、工艺技术,施工工艺 放大钻头水眼，避免施工时刚性堵漏剂堵水眼，然后将钻具下到9、漏层位置或漏层顶部，注入配制好的堵漏浆，顶替到漏层井段，把钻具起到安全井段静止6-8小时。如果注入堵漏浆时未发生漏失，起钻到安全井段后必须进行憋压，将堵漏浆憋入漏层，一般要求憋入漏层10方以上。对于有技套的井，可关封井器直接憋压堵漏。如果没有技套，可采用以下工艺进行憋堵：,三、工艺技术,施工工艺 首先依据完井设计水泥返高计算井筒液柱当量密度，然后在现场配制两罐上述密度的重泥浆备用，最后再其中一罐中按要求和顺序加入堵漏材料，配成堵漏泥浆。堵漏施工时先注入无堵漏材料的重浆，然后注入堵漏重浆，最后将堵漏重将替入井漏井段，利用井筒的液柱压力将堵漏泥浆憋入漏层，起钻至安全井段静止68小时。,三、工艺技术10、,施工工艺 静堵结束后，下钻时分井段循环泥浆，避免激动压力过大憋漏地层。如果堵漏效果不理想，分析原因后，从新制定堵漏方案，再次进行堵漏作业。注意的问题 如果漏层明确、井段较短，可以备足井浆，强行钻穿漏层后进行一次性堵漏；如果漏层不明确、漏速太大或漏层井段太长，可分几次堵漏。,三、工艺技术,注意问题 堵漏施工前备足泥浆量，确保设备完好，保证堵漏施工安全。如果为了提高地层承压能力，堵漏浆的密度应等于目标密度与循环压耗当量密度之和；堵漏浆必须憋入地层，并保证憋入量大于10方。配制堵漏泥浆时，高效承压剂必须最后加入，要求从混合漏斗加入，保证堵漏泥浆的质量。,四、现场应用,2005年我公司施工的港62711、1井和港东16井均生了严重井漏，我们在这两口井试验应用高效承压剂堵漏获得成功，使港6271井地层承压能力由1.34g/cm3提高到1.58g/cm3，港东16井地层承压能力由1.60g/cm3提高到1.74g/cm3。以港东16井为例阐述其应用效果。港东16井设计井深3350m，实际完钻井深3387m，是一口三开预探直井，技套下深2280m，由钻井一公司40538队承钻。该井钻进至井深2921m发生井涌，当时的泥浆性能：密度1.35g/cm3、粘度43s、关井求压，立压4.5MPa，套压6.5MPa，压井钻井液密度1.50g/cm3。,四、现场应用,配重泥浆45m,密度1.50g/cm3、粘度12、42s,节流压井，经液气分离器循环排气。到6月19日2:00边循环边加重压井，至16:15进口泥浆密度1.60g/cm3,出口密度1.57g/cm3，立压MPa，套压MPa。停泵观察，发现没有溢流。一个凡尔顶通，立压1MPa，套压MPa，发现地层返出部分泥浆，此时进口泥浆密度1.60g/cm3,出口密度1.57g/cm3。三个凡尔循环，立压16MPa，套压0MPa，泥浆返出量减少，发生井漏。单凡尔循环，泥浆只进不出，停泵后液面缓慢下降，期间不断补充泥浆来保持液面。配制堵漏泥浆，进行堵漏施工。,四、现场应用,第一次堵漏：借鉴港6271井堵漏的成功经验，采用单封、复合堵漏剂、高效承压剂配制密度1.13、59g/cm3、粘度60s堵漏泥浆45m3，注入35m3，将堵漏泥浆顶替到漏失层位，起钻至技套，静止堵漏。然后单凡尔循环，再改用双凡尔循环，最后用三凡尔循环，出口密度由1.41 g/cm3逐步升到1.58 g/cm3，停泵观察有溢流。采用分段顶通方式下钻到底，20:30三个凡尔循环立压12MPa,无溢流、漏失。堵漏成功，恢复正常钻进。此时泥浆进口密度1.59g/cm3，出口密度1.58 g/cm3。,四、现场应用,第二次堵漏：6月22 日23:30钻进到3054.75m，全烃值升高，出口密度下降至1.45g/cm3。此时钻井液性能：密度1.59g/cm3、粘度48s。循环加重，进出口密度提高到14、1.61-1.62 g/cm3，基本平衡地层压力，恢复钻进。由于接单根后开泵过猛，发生漏失，漏失钻井液18m3，停泵观察液面下降。仍然用单封、复合堵漏剂、高效承压剂配制密度1.60g/cm3,堵漏泥浆45m3，单凡尔注入，顶替到位。替钻井液过程中井口基本没有返出，起钻静止堵漏，共计漏失50m3。6月24日14:00下钻到底，循环正常，堵漏成功，恢复钻进。,四、现场应用,第三次堵漏：6月28日钻进至3387m完钻，短起下钻20柱，测油气上窜速度200m/h，发生井涌，节流关井漏失20m3。用前述配方配制密度为1.68g/cm3的堵漏泥浆堵漏，因不能平衡地层压力而失败。依据关井求压值，再配制密度为15、1.75g/cm3的堵漏泥浆45m3，地面钻井液密度也加重到1.75g/cm3，然后将堵漏泥浆注入，顶替到漏层，期间共漏失56m3，起钻到技套内静止堵漏。7月6日8:00下钻分段循环，下钻至2788m遇阻，7月7日循环划眼到底，无漏失，堵漏成功。然后起钻至技套静止观察，无溢流，无井漏。再下钻到底循环无漏失，起钻前配制79s稠泥浆40m3封闭下部井段，电测。通井，顺利下入油层套管，固井合格交井。,五、认识与建议,在堵漏配方中增加高效承压剂可以有效提高地层承压能力，扩大地层的安全密度窗口，根据需求可实现梯次性提高。在堵漏配方中增加高效承压剂堵漏成功率高，能较好地解决对漏失层裂缝宽度或孔隙直径不明确而影响堵漏成功的难题。堵漏泥浆注入井筒后必须部分憋入地层，才能有效堵漏。堵漏泥浆注入井筒后必须在安全井段静止68小时，才能有效封隔漏失通道，加固井壁，提高地层承压能力。堵漏完成后下钻必须避开漏层分段顶通，开泵平稳，避免激动压力太大而憋漏地层。,谢谢,