钻井工程防漏堵漏.ppt
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1、钻井工程钻井工程防漏堵漏技术防漏堵漏技术内容提要内容提要第一部分:井漏的基本概念第一部分:井漏的基本概念第一部分:井漏的基本概念第一部分:井漏的基本概念第二部分:井漏的性质与分类第二部分:井漏的性质与分类第二部分:井漏的性质与分类第二部分:井漏的性质与分类第三部分:预防预处理井漏的基本思路与程序第三部分:预防预处理井漏的基本思路与程序第三部分:预防预处理井漏的基本思路与程序第三部分:预防预处理井漏的基本思路与程序第四部分:常用堵漏材料与工具第四部分:常用堵漏材料与工具第四部分:常用堵漏材料与工具第四部分:常用堵漏材料与工具第五部分:井漏的预防第五部分:井漏的预防第五部分:井漏的预防第五部分:井
2、漏的预防第六部分:处理井漏的常规方法与措施第六部分:处理井漏的常规方法与措施第六部分:处理井漏的常规方法与措施第六部分:处理井漏的常规方法与措施第七部分:储层井漏的处理第七部分:储层井漏的处理第七部分:储层井漏的处理第七部分:储层井漏的处理第八部分:复杂井漏的处理第八部分:复杂井漏的处理第八部分:复杂井漏的处理第八部分:复杂井漏的处理第九部分:处理井漏的原则第九部分:处理井漏的原则第九部分:处理井漏的原则第九部分:处理井漏的原则第十部分:气体型流体钻井治漏技术第十部分:气体型流体钻井治漏技术第十部分:气体型流体钻井治漏技术第十部分:气体型流体钻井治漏技术第十一部分第十一部分第十一部分第十一部分
3、:近年来国外堵漏技术新进展近年来国外堵漏技术新进展近年来国外堵漏技术新进展近年来国外堵漏技术新进展第十二部分第十二部分第十二部分第十二部分:渤海油田井漏简况渤海油田井漏简况渤海油田井漏简况渤海油田井漏简况第一部分:井漏的基本概念第一部分:井漏的基本概念一、井漏的定义一、井漏的定义二、井漏的危害二、井漏的危害三、发生井漏的基本条件三、发生井漏的基本条件四、钻井中发生井漏的几种常见情况四、钻井中发生井漏的几种常见情况 井漏是指在石油、天然气勘探开发的井漏是指在石油、天然气勘探开发的钻井、修井等作业过程中,井内工作流体钻井、修井等作业过程中,井内工作流体(钻井液、修井液、固井水泥浆等钻井液、修井液、
4、固井水泥浆等)漏入地漏入地层的一种现象。层的一种现象。我们在这里所指的我们在这里所指的“井漏井漏”是:在油是:在油气钻井作业过程中,钻井液漏入地层的一气钻井作业过程中,钻井液漏入地层的一种种井下复杂情况井下复杂情况。一、井漏的定义一、井漏的定义二、井漏的危害二、井漏的危害1.1.1.1.井漏损失大量的钻井液,使钻进无法维持井漏损失大量的钻井液,使钻进无法维持井漏损失大量的钻井液,使钻进无法维持井漏损失大量的钻井液,使钻进无法维持;2.2.2.2.井漏损失大量的钻井时间井漏损失大量的钻井时间井漏损失大量的钻井时间井漏损失大量的钻井时间;3.3.3.3.井漏消耗大量的堵漏材料井漏消耗大量的堵漏材料
5、井漏消耗大量的堵漏材料井漏消耗大量的堵漏材料;4.4.4.4.井漏可能使地质录井工作不能正常进行,从而井漏可能使地质录井工作不能正常进行,从而井漏可能使地质录井工作不能正常进行,从而井漏可能使地质录井工作不能正常进行,从而不可能获取合格的地质资料不可能获取合格的地质资料不可能获取合格的地质资料不可能获取合格的地质资料;5.5.5.5.井漏可能造成井塌、卡钻、井喷等其它井下复井漏可能造成井塌、卡钻、井喷等其它井下复井漏可能造成井塌、卡钻、井喷等其它井下复井漏可能造成井塌、卡钻、井喷等其它井下复杂情况和重大事故,给钻井工程造成重大损失杂情况和重大事故,给钻井工程造成重大损失杂情况和重大事故,给钻井
6、工程造成重大损失杂情况和重大事故,给钻井工程造成重大损失;6.6.6.6.如果储集层发生井漏,大量的钻井液和堵漏材如果储集层发生井漏,大量的钻井液和堵漏材如果储集层发生井漏,大量的钻井液和堵漏材如果储集层发生井漏,大量的钻井液和堵漏材料进入储集层空间,造成严重储集层伤害。料进入储集层空间,造成严重储集层伤害。料进入储集层空间,造成严重储集层伤害。料进入储集层空间,造成严重储集层伤害。三、发生井漏的基本条件三、发生井漏的基本条件井漏的产生必须具备三个必要条件:井漏的产生必须具备三个必要条件:一一一一是是是是:地地地地层层层层中中中中存存存存在在在在能能能能使使使使钻钻钻钻井井井井液液液液流流流流
7、动动动动的的的的漏漏漏漏失失失失通通通通道道道道,如如如如孔隙、裂缝或溶洞;孔隙、裂缝或溶洞;孔隙、裂缝或溶洞;孔隙、裂缝或溶洞;二二二二是是是是:井井井井筒筒筒筒与与与与地地地地层层层层之之之之间间间间存存存存在在在在能能能能使使使使钻钻钻钻井井井井液液液液在在在在漏漏漏漏失失失失通通通通道道道道中发生流动的正压差;中发生流动的正压差;中发生流动的正压差;中发生流动的正压差;三是:三是:三是:三是:地层中存在能容纳一定钻井液体积的空间。地层中存在能容纳一定钻井液体积的空间。地层中存在能容纳一定钻井液体积的空间。地层中存在能容纳一定钻井液体积的空间。以以以以上上上上三三三三个个个个条条条条件件
8、件件缺缺缺缺一一一一不不不不可可可可,必必必必须须须须同同同同时时时时具具具具备备备备时时时时才才才才产产产产生生生生井井井井漏漏漏漏。四、钻井中发生井漏的四、钻井中发生井漏的 几种常见情况几种常见情况1、钻进过程中井漏;、钻进过程中井漏;2、提高钻井液密度过程中井漏;、提高钻井液密度过程中井漏;3、关井过程中井漏;、关井过程中井漏;4、压井过程中井漏;、压井过程中井漏;5、下钻或开泵时井漏。、下钻或开泵时井漏。第二部分:井漏性质与分类第二部分:井漏性质与分类井井漏漏性性质质漏层性质漏层性质漏层性质漏层性质漏失通道性质漏失通道性质漏失通道性质漏失通道性质漏层位置漏层位置漏层位置漏层位置漏层温度
9、漏层温度漏层温度漏层温度漏层对压力的漏层对压力的漏层对压力的漏层对压力的敏感程度敏感程度敏感程度敏感程度漏失压力漏失压力漏失压力漏失压力井漏严重度井漏严重度井漏严重度井漏严重度井漏时的其它井井漏时的其它井井漏时的其它井井漏时的其它井下复杂情况下复杂情况下复杂情况下复杂情况开口尺寸开口尺寸开口尺寸开口尺寸形状及分形状及分形状及分形状及分布状态布状态布状态布状态连通性连通性连通性连通性地层流体地层流体地层流体地层流体一、漏层性质一、漏层性质 弄弄清清楚楚漏漏层层性性质质,是是提提高高处处理理井井漏漏成成功功率率的的关关键键。漏漏层层性性质质的的确确定定比比较较困困难难,尤尤其其是是漏漏失失通通道道
10、性性质质的的确确定定更更是是如如此此。现现场场主主要要是是通通过过综合分析的方法来判断漏层性质:综合分析的方法来判断漏层性质:井井漏漏发发生生后后,首首先先是是分分析析漏漏层层位位置置,在在漏漏层层位位置置确确定定的的基基础础上上,根根据据漏漏层层岩岩性性、漏漏层层位位置置井井深深、钻钻时时、漏漏失失井井段段长长短短、井井漏漏严严重重度度等等来判断漏失通道性质。来判断漏失通道性质。漏速:指单位时间内的漏失量,用m3/h表示:漏层吸收系数:用单位压差下的漏速来衡量漏层的漏失能力,称为漏层吸收系数:二、井漏严重度二、井漏严重度三、漏失压差三、漏失压差 除除漏漏失失通通道道自自身身性性质质外外,漏漏
11、失失压压差差是是决决定井漏及漏失严重度的关键因素。定井漏及漏失严重度的关键因素。漏失压差:作用于漏层上的动压力:漏失压力:四、影响井漏的因素四、影响井漏的因素 影影响响井井漏漏的的因因素素很很多多,也也比比较较复复杂杂,但但概括起来讲,主要有两个方面:概括起来讲,主要有两个方面:1、漏失通道性质对井漏的影响、漏失通道性质对井漏的影响2、漏漏失失压压差差对对井井漏漏的的影影响响:凡凡是是对对漏漏失失压压差产生影响的因素均对漏失产生影响。差产生影响的因素均对漏失产生影响。漏漏漏漏失失失失通通通通道道道道性性性性质质质质对对对对井井井井漏漏漏漏的的的的影影影影响响响响非非非非常常常常复复复复杂杂杂杂
12、,一一一一般般般般有有有有这这这这样的规律:样的规律:样的规律:样的规律:(1)(1)漏失通道的开口几何尺寸越大,井漏越严重;漏失通道的开口几何尺寸越大,井漏越严重;漏失通道的开口几何尺寸越大,井漏越严重;漏失通道的开口几何尺寸越大,井漏越严重;(2)(2)漏失通道之间的连通性越好,井漏越严重;漏失通道之间的连通性越好,井漏越严重;漏失通道之间的连通性越好,井漏越严重;漏失通道之间的连通性越好,井漏越严重;(3)(3)漏失通道倾角越大,井漏越严重;漏失通道倾角越大,井漏越严重;漏失通道倾角越大,井漏越严重;漏失通道倾角越大,井漏越严重;(4)(4)如如如如果果果果漏漏漏漏失失失失通通通通道道道
13、道中中中中含含含含有有有有活活活活动动动动地地地地层层层层水水水水,会会会会给给给给堵堵堵堵漏漏漏漏带带带带来很大困难;来很大困难;来很大困难;来很大困难;(5)(5)如如如如果果果果漏漏漏漏失失失失通通通通道道道道中中中中含含含含有有有有非非非非常常常常活活活活跃跃跃跃的的的的天天天天然然然然气气气气,井井井井漏漏漏漏后极容易产生井喷。后极容易产生井喷。后极容易产生井喷。后极容易产生井喷。1、漏失通道性对井漏的影响漏失通道性对井漏的影响2、压差对井漏的影响压差对井漏的影响(1)(1)钻钻钻钻井井井井液液液液密密密密度度度度:钻钻钻钻井井井井液液液液密密密密度度度度越越越越高高高高,液液液液柱
14、柱柱柱压压压压力力力力越越越越大,漏速越大;大,漏速越大;大,漏速越大;大,漏速越大;(2)(2)钻钻钻钻井井井井液液液液粘粘粘粘切切切切:粘粘粘粘切切切切越越越越大大大大,循循循循环环环环压压压压耗耗耗耗越越越越大大大大,漏漏漏漏速速速速越越越越大大大大;粘粘粘粘切切切切越越越越大大大大,漏漏漏漏失失失失通通通通道道道道中中中中的的的的流流流流动动动动阻阻阻阻力力力力越越越越大大大大,漏速越小;漏速越小;漏速越小;漏速越小;(3)(3)排量:排量:排量:排量:排量越大,循环压耗越大,漏速越大。排量越大,循环压耗越大,漏速越大。排量越大,循环压耗越大,漏速越大。排量越大,循环压耗越大,漏速越大
15、。五、井漏的分类五、井漏的分类 国内外对井漏的分类方法很多,它们国内外对井漏的分类方法很多,它们分别从不同的侧面反映了井漏的性质和规分别从不同的侧面反映了井漏的性质和规律。这里我们介绍几种现场常用的分类方律。这里我们介绍几种现场常用的分类方法。法。1、按漏速分类按漏速分类2、按漏失通道形状分类按漏失通道形状分类3、按引起井漏的原因分类按引起井漏的原因分类第三部分:预防与处理井漏的第三部分:预防与处理井漏的 基本思路和程序基本思路和程序 本本节节主主要要围围绕绕井井漏漏发发生生的的条条件件和和影影响响因因素素,介介绍绍预预防防和和处处理理井井漏漏的的基基本本思路及程序。思路及程序。一、一、基本思
16、路基本思路 由由产产生生井井漏漏的的三三个个基基本本条条件件可可知知,要要预预防防井井漏漏的的产产生生或或要要消消除除已已发发生生的的井井漏漏,不不外外乎有三条基本思路乎有三条基本思路(途径途径):1、封堵漏失通道,即我们通常所说的堵漏、封堵漏失通道,即我们通常所说的堵漏 2、减小或消除井筒与地层之间的正压差、减小或消除井筒与地层之间的正压差 3、增大钻井液在漏失通道中的流动阻力、增大钻井液在漏失通道中的流动阻力二、处理井漏的基本程序二、处理井漏的基本程序确定漏层位置确定漏层位置确定漏层位置确定漏层位置确定漏层压力确定漏层压力确定漏层压力确定漏层压力确定漏失通道性质:确定漏失通道性质:确定漏失
17、通道性质:确定漏失通道性质:开口尺寸、形状、状态及开口尺寸、形状、状态及开口尺寸、形状、状态及开口尺寸、形状、状态及连通性、所含流体性质等连通性、所含流体性质等连通性、所含流体性质等连通性、所含流体性质等判断漏层对压判断漏层对压判断漏层对压判断漏层对压力的敏感程度力的敏感程度力的敏感程度力的敏感程度判断井漏严重判断井漏严重判断井漏严重判断井漏严重度及复杂性度及复杂性度及复杂性度及复杂性制定处理井漏制定处理井漏制定处理井漏制定处理井漏的具体方案的具体方案的具体方案的具体方案1、漏层位置的确定方法、漏层位置的确定方法(1)综合分析法综合分析法a)a)钻进中井漏:钻开新地层时,井底漏;钻进中井漏:钻
18、开新地层时,井底漏;钻进中井漏:钻开新地层时,井底漏;钻进中井漏:钻开新地层时,井底漏;b)b)分析原来曾发生过井漏的层段重新漏失的可能性分析原来曾发生过井漏的层段重新漏失的可能性分析原来曾发生过井漏的层段重新漏失的可能性分析原来曾发生过井漏的层段重新漏失的可能性c)c)根根根根据据据据地地地地层层层层压压压压力力力力和和和和破破破破裂裂裂裂压压压压力力力力的的的的资资资资料料料料对对对对比比比比,最最最最低低低低压压压压力力力力点点点点是是是是首首首首先先先先要要要要考考考考虑虑虑虑的的的的地地地地方方方方,特特特特别别别别是是是是已已已已钻钻钻钻过过过过的的的的油油油油、气气气气、水层及套
19、管鞋附近;水层及套管鞋附近;水层及套管鞋附近;水层及套管鞋附近;d)d)根根根根据据据据地地地地震震震震、地地地地质质质质剖剖剖剖面面面面图图图图和和和和岩岩岩岩性性性性对对对对比比比比,漏漏漏漏层层层层往往往往往往往往在在在在孔隙、裂隙发育的地方;孔隙、裂隙发育的地方;孔隙、裂隙发育的地方;孔隙、裂隙发育的地方;e)e)和邻井相同井段进行对照分析。和邻井相同井段进行对照分析。和邻井相同井段进行对照分析。和邻井相同井段进行对照分析。(2)正反循环法正反循环法原理:原理:原理:原理:漏速相等时,漏失压差相等漏速相等时,漏失压差相等漏速相等时,漏失压差相等漏速相等时,漏失压差相等要点:要点:要点:
20、要点:正循环的漏速正循环的漏速正循环的漏速正循环的漏速V V正正正正返循环的漏速返循环的漏速返循环的漏速返循环的漏速V V反反反反适用性:适用性:适用性:适用性:有返井漏有返井漏有返井漏有返井漏计算公式:计算公式:计算公式:计算公式:D D、D D1 1、D D2 2钻具内径、钻具外径、井眼直径,钻具内径、钻具外径、井眼直径,钻具内径、钻具外径、井眼直径,钻具内径、钻具外径、井眼直径,mm;V Vf1f1、V Vf2f2、V Vf3f3正循环时环空流速、反循环时环空与钻正循环时环空流速、反循环时环空与钻正循环时环空流速、反循环时环空与钻正循环时环空流速、反循环时环空与钻具内流速,具内流速,具内
21、流速,具内流速,m/sm/s。(3)漏前、漏后立压变化法漏前、漏后立压变化法原理:原理:原理:原理:井漏后漏层以上环空压耗减小井漏后漏层以上环空压耗减小井漏后漏层以上环空压耗减小井漏后漏层以上环空压耗减小要点:要点:要点:要点:井漏发生后,排量不变井漏发生后,排量不变井漏发生后,排量不变井漏发生后,排量不变计算公式:计算公式:计算公式:计算公式:有返出时:有返出时:有返出时:有返出时:无返出时:无返出时:无返出时:无返出时:(4)替换轻泥浆法替换轻泥浆法原理:原理:原理:原理:漏层压力不变漏层压力不变漏层压力不变漏层压力不变要点:要点:要点:要点:漏层以上泥浆全部替换为轻泥浆,这时静漏层以上泥
22、浆全部替换为轻泥浆,这时静漏层以上泥浆全部替换为轻泥浆,这时静漏层以上泥浆全部替换为轻泥浆,这时静液面发生变化,根据静液面的变化计算液面发生变化,根据静液面的变化计算液面发生变化,根据静液面的变化计算液面发生变化,根据静液面的变化计算注意:注意:注意:注意:替换后静液面在井口以下,密度均匀替换后静液面在井口以下,密度均匀替换后静液面在井口以下,密度均匀替换后静液面在井口以下,密度均匀计算公式:计算公式:计算公式:计算公式:(5)注轻泥浆法注轻泥浆法原理:原理:原理:原理:在用轻泥浆顶替重泥浆的过程中,泵压发在用轻泥浆顶替重泥浆的过程中,泵压发在用轻泥浆顶替重泥浆的过程中,泵压发在用轻泥浆顶替重
23、泥浆的过程中,泵压发生变化,当轻泥浆到达漏层时,泵压的变化出生变化,当轻泥浆到达漏层时,泵压的变化出生变化,当轻泥浆到达漏层时,泵压的变化出生变化,当轻泥浆到达漏层时,泵压的变化出现拐点。现拐点。现拐点。现拐点。要点:要点:要点:要点:在整个顶替过程中,排量不变。在整个顶替过程中,排量不变。在整个顶替过程中,排量不变。在整个顶替过程中,排量不变。泵泵泵泵压压压压T T1 1T T2 2T T3 3时时时时间间间间计算公式:计算公式:计算公式:计算公式:L L下钻井深下钻井深下钻井深下钻井深(井底井底井底井底),mm;QQ排量,排量,排量,排量,mm3 3/min/min;D D2 2,D D1
24、 1井眼直径和钻具外径,井眼直径和钻具外径,井眼直径和钻具外径,井眼直径和钻具外径,mmmm。(6)周循环时间差法周循环时间差法原理:原理:原理:原理:井漏发生后,由于漏层以上钻井液上返速井漏发生后,由于漏层以上钻井液上返速井漏发生后,由于漏层以上钻井液上返速井漏发生后,由于漏层以上钻井液上返速度降低,导致循环时间延长。度降低,导致循环时间延长。度降低,导致循环时间延长。度降低,导致循环时间延长。计算公式:计算公式:计算公式:计算公式:其中:其中:其中:其中:QQ排量,排量,排量,排量,mm3 3/min/min;QQ返出量,返出量,返出量,返出量,mm3 3/min/min;DD2 2,DD
25、1 1分别为井眼直径和钻具外径,分别为井眼直径和钻具外径,分别为井眼直径和钻具外径,分别为井眼直径和钻具外径,mmmm;TT井漏后的实测周循环时间;井漏后的实测周循环时间;井漏后的实测周循环时间;井漏后的实测周循环时间;V V井眼容积井眼容积井眼容积井眼容积(扣除钻具本体体积扣除钻具本体体积扣除钻具本体体积扣除钻具本体体积),mm3 3。(7)盲盲堵找漏层法堵找漏层法条件:条件:条件:条件:有两个或以上的可疑漏层;非溶洞或大裂缝有两个或以上的可疑漏层;非溶洞或大裂缝有两个或以上的可疑漏层;非溶洞或大裂缝有两个或以上的可疑漏层;非溶洞或大裂缝漏失;采用桥浆堵漏的方法。漏失;采用桥浆堵漏的方法。漏
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