钻井工程防漏堵漏技术.pptx

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1、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:近年来国外

2、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:渤海油田井漏简况渤海油田井漏简况第1页/共254页第一部分：井漏的基本概念第一部分：井漏的基本概念一、井漏的定义二、井漏的危害三、发生井漏的基本条件四、钻井中发生井漏的几种常见情况第2页/共254页 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(钻井液、修井液、固井水泥浆等)漏入地层的一种现象。我们在这里所指的“井漏”是：在油气钻井作业过程中，钻井液漏入地层的一种井下复杂情况。一、井漏的定义第3页/共254页二、井漏的危害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;2.2.

3、井漏损失大量的钻井时间井漏损失大量的钻井时间;3.3.井漏消耗大量的堵漏材料井漏消耗大量的堵漏材料;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.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;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。第4页/共254页三、发生井

4、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：一一是是：地地层层中中存存在在能能使使钻钻井井液液流流动动的的漏漏失失通通道道，如如孔隙、裂缝或溶洞；孔隙、裂缝或溶洞；二二是是：井井筒筒与与地地层层之之间间存存在在能能使使钻钻井井液液在在漏漏失失通通道道中发生流动的正压差；中发生流动的正压差；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。以以上上三三个个条条件件缺缺一一不不可可，必必须须同同时时具具备备时时才才产产生生井井漏漏。第5页/共254页四、钻井中发生井漏的 几种常见情况1、钻进过程中井漏；2、提高钻井液密度过程中井漏；3、关

5、井过程中井漏；4、压井过程中井漏；5、下钻或开泵时井漏。第6页/共254页第二部分：井漏性质与分类第二部分：井漏性质与分类井漏性质漏层性质漏层性质漏失通道性质漏失通道性质漏层位置漏层位置漏层温度漏层温度漏层对压力的漏层对压力的敏感程度敏感程度漏失压力漏失压力井漏严重度井漏严重度井漏时的其它井井漏时的其它井下复杂情况下复杂情况开口尺寸开口尺寸形状及分形状及分布状态布状态连通性连通性地层流体地层流体第7页/共254页一、漏层性质 弄清楚漏层性质，是提高处理井漏成功率的关键。漏层性质的确定比较困难，尤其是漏失通道性质的确定更是如此。现场主要是通过综合分析的方法来判断漏层性质：井漏发生后，首先是分析漏

6、层位置，在漏层位置确定的基础上，根据漏层岩性、漏层位置井深、钻时、漏失井段长短、井漏严重度等来判断漏失通道性质。第8页/共254页漏速：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、井漏严重度第9页/共254页三、漏失压差 除漏失通道自身性质外，漏失压差是决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：第10页/共254页四、影响井漏的因素 影响井漏的因素很多，也比较复杂，但概括起来讲，主要有两个方面：1、漏失通道性质对井漏的影响2、漏失压差对井漏的影响：凡是对漏失压差产生影响的因素均对漏失产生影响。

7、第11页/共254页 漏漏失失通通道道性性质质对对井井漏漏的的影影响响非非常常复复杂杂，一一般般有有这这样的规律：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；(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；(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；(4)(4)如如果果漏漏失失通通道道中中含含有有活活动动地地层层水水，会会给给堵堵漏漏带带来很大困难；来很大困难；(5)(5)如如果果漏漏失失通通道道中中含含有有非非常常活活跃跃的的天天然然气气，井井漏漏后极容易产生井喷。后

8、极容易产生井喷。1、漏失通道性对井漏的影响第12页/共254页2、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

9、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。第13页/共254页五、井漏的分类 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律。这里我们介绍几种现场常用的分类方法。第14页/共254页1、按漏速分类第15页/共254页2、按漏失通道形状分类第16页/共254页3、按引起井漏的原因分类第17页/共254页第三部分：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

10、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。第18页/共254页一、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第19页/共254页二、处理井漏的基本程序

11、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失通道性质：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力的敏感程度力的敏感程度判断井漏严重判断井漏严重度及复杂性度及复杂性制定处理井漏制定处理井漏的具体方案的具体方案第20页/共254页1、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

12、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

13、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。第21页/共254页(2)正反循环法原理：原理：漏速相等时，漏失压差相等漏速相等时，漏失压差相等要点：要点：正循环的漏速正循环的漏速V V正正返循环的漏速返循环的漏速V V反反适用性：适用性：有返井漏有返井漏计算公式：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，mm；V

14、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、反循环时环空与钻具内流速，具内流速，m/sm/s。第22页/共254页(3)漏前、漏后立压变化法原理：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要点：要点：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：有返出时：有返出时：无返出时：无返出时：第23页/共254页(4)替换轻泥浆法原理：原理：漏层压力不变漏层压力不变要点：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注意：注

15、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，密度均匀计算公式：计算公式：第24页/共254页(5)注轻泥浆法原理：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。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。第25页/共254页泵泵压压T1T1 T2T2T3T3时时间间计算公式：计算公式：L L下钻井深下钻井深(井底井底)，mm；Q Q排量，排量，mm3 3/min/min；D D2 2，D D1 1井眼直径和钻具外径，井眼直径和钻

16、具外径，mmmm。第26页/共254页(6)周循环时间差法原理：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：其中：其中：Q Q排量，排量，mm3 3/min/min；QQ返出量，返出量，mm3 3/min/min；D D2 2，D D1 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，mmmm；TT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(扣除钻具本体体积扣除钻具本体体积)，mm3 3。第27页/共254页(7)盲堵找漏层法条件：条件：有两个或以上的可疑

17、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。原理：原理：利用堵漏剂及顶替泥浆量的差来确定漏层位利用堵漏剂及顶替泥浆量的差来确定漏层位置。置。做法：做法：1.1.确定静液面和可能性最大怀疑漏层；确定静液面和可能性最大怀疑漏层；2.2.下钻位置靠近可能性大的漏层；下钻位置靠近可能性大的漏层；3.3.准确计算注入堵漏剂和顶替泥浆到达各可准确计算注入堵漏剂和顶替泥浆到达各可 疑漏层的量和填满静液面以上空间的量；疑漏层的量和填满静液面以上空间的量；4.4.根据实际注入量确定漏层位置。根据实际注入量确定漏层位置。第28页/共254页经典案例

18、（分水1井）20in*400m17-1/2in*2000m静液面200m下钻位置1200m可疑漏层900m1 1、探静液面为探静液面为200m200m；最大怀疑漏层为；最大怀疑漏层为900m900m（空气钻进中出水）。（空气钻进中出水）。2 2、确定下钻位置为确定下钻位置为1200m1200m，保证离可疑，保证离可疑漏层较近，同时也兼顾上下裸眼井段。漏层较近，同时也兼顾上下裸眼井段。3 3、1200m1200m钻杆容积钻杆容积11.2m11.2m3 3，静液面以上，静液面以上环空容积环空容积35.3m35.3m3 3，钻具底部到可疑漏层，钻具底部到可疑漏层环空容积环空容积42.6m42.6m3

19、 3，合，合89.1m89.1m3 3。4 4、实际注入堵漏剂和顶替泥浆共实际注入堵漏剂和顶替泥浆共92.5m92.5m3 3。5 5、确定漏层位置就在确定漏层位置就在900m900m处。处。6 6、如果漏层在井底，至少需要堵漏剂和如果漏层在井底，至少需要堵漏剂和顶替泥浆顶替泥浆157m157m3 3以上。以上。第29页/共254页经典案例（渡4井）17-1/2in*1900m12-1/4in*3200m静液面在井口下钻位置2700m可疑漏层2500m1 1、静液面在井口；最大怀疑漏层为静液面在井口；最大怀疑漏层为2500m2500m（曾经是漏层），同时也怀疑井底（曾经是漏层），同时也怀疑井底

20、出现新的漏层。出现新的漏层。2 2、确定下钻位置为确定下钻位置为2700m2700m。3 3、2700m2700m钻杆容积钻杆容积25m25m3 3，钻具底部到井，钻具底部到井底容积底容积38m38m3 3，钻具底部到可疑漏层环空容，钻具底部到可疑漏层环空容积积13m13m3 3。也就是说如果注入。也就是说如果注入38m38m3 3左右返出，左右返出，则漏层在则漏层在2500m2500m；如果注入；如果注入63m63m3 3左右返出，左右返出，则漏层在井底。则漏层在井底。4 4、实际注入堵漏剂和顶替泥浆共实际注入堵漏剂和顶替泥浆共39m339m3返返出。出。5 5、确定漏层位置就在确定漏层位置

21、就在2500m2500m处。处。第30页/共254页2、漏层压力的确定方法 漏漏漏漏层层层层压压压压力力力力是是是是指指指指漏漏漏漏失失失失停停停停止止止止后后后后，漏漏漏漏层层层层所所所所能能能能承承承承受受受受的的的的静静静静液液液液柱柱柱柱压压压压力力力力。漏漏漏漏失失失失停停停停止止止止后后后后，井井井井筒筒筒筒中中中中的的的的钻钻钻钻井井井井液液液液液液液液面面面面就就就就静静静静止止止止在在在在某一位置，根据静液面井深，漏层压力计算如下：某一位置，根据静液面井深，漏层压力计算如下：某一位置，根据静液面井深，漏层压力计算如下：某一位置，根据静液面井深，漏层压力计算如下：现现现现场场场

22、场确确确确定定定定静静静静液液液液面面面面的的的的方方方方法法法法主主主主要要要要有有有有仪仪仪仪器器器器测测测测试试试试、下下下下钻钻钻钻探探探探测、悬重变化计算等方法。测、悬重变化计算等方法。测、悬重变化计算等方法。测、悬重变化计算等方法。第31页/共254页3、漏失通道性质的确定第32页/共254页第33页/共254页第34页/共254页第35页/共254页4、漏层对压力敏感性的分析漏层对压力的敏感程度主要有两个方面的含义：漏层对压力的敏感程度主要有两个方面的含义：漏层对压力的敏感程度主要有两个方面的含义：漏层对压力的敏感程度主要有两个方面的含义：(1)(1)指漏速对漏失压差的敏感程度；

23、指漏速对漏失压差的敏感程度；指漏速对漏失压差的敏感程度；指漏速对漏失压差的敏感程度；(2)(2)是指漏失通道对井筒动压力的敏感程度。是指漏失通道对井筒动压力的敏感程度。是指漏失通道对井筒动压力的敏感程度。是指漏失通道对井筒动压力的敏感程度。第36页/共254页5、井漏严重程度及复杂性的判断 在在在在确确确确定定定定漏漏漏漏层层层层位位位位置置置置、漏漏漏漏失失失失通通通通道道道道性性性性质质质质、漏漏漏漏层层层层所所所所含含含含油油油油气气气气水水水水情情情情况况况况以以以以及及及及漏漏漏漏层层层层对对对对压压压压力力力力敏敏敏敏感感感感程程程程度度度度的的的的基基基基础础础础上上上上，并并并

24、并结结结结合合合合其其其其它它它它井井井井下下下下情情情情况况况况，如如如如井井井井塌塌塌塌、卡卡卡卡钻钻钻钻、井井井井喷喷喷喷等等等等，综综综综合合合合分分分分析析析析判判判判断断断断井井井井漏漏漏漏的的的的严严严严重重重重度度度度及及及及复复复复杂杂杂杂性性性性，即即即即充充充充分分分分地地地地认认认认识识识识井井井井漏漏漏漏性性性性质质质质和和和和可可可可能能能能发发发发生生生生的的的的其其其其它它它它井井井井下下下下复复复复杂杂杂杂，只只只只有有有有这这这这样样样样才才才才可可可可能能能能制制制制定定定定出出出出处处处处理理理理井井井井漏漏漏漏的的的的合合合合理理理理方方方方案案案案，

25、及及及及时时时时有有有有效效效效地地地地消消消消除除除除井井井井漏漏漏漏，最大限度降低井漏造成的损失。最大限度降低井漏造成的损失。最大限度降低井漏造成的损失。最大限度降低井漏造成的损失。第37页/共254页6、制定处理井漏的 具体方法与施工方案 在在在在充充充充分分分分认认认认识识识识井井井井漏漏漏漏性性性性质质质质的的的的基基基基础础础础上上上上，同同同同时时时时结结结结合合合合现现现现场场场场实实实实际际际际情情情情况况况况，确确确确定定定定处处处处理理理理井井井井漏漏漏漏的的的的具具具具体体体体方方方方法法法法和和和和施施施施工工工工方方方方案。案。案。案。若若若若采采采采用用用用堵堵堵

26、堵漏漏漏漏的的的的方方方方法法法法(处处处处理理理理井井井井漏漏漏漏的的的的主主主主要要要要手手手手段段段段)，主主主主要要要要考考考考虑虑虑虑：堵堵堵堵漏漏漏漏浆浆浆浆液液液液的的的的配配配配制制制制、钻钻钻钻具具具具下下下下入入入入井井井井深深深深、堵堵堵堵漏漏漏漏浆浆浆浆液液液液的的的的注注注注入入入入工工工工艺艺艺艺、顶顶顶顶(挤挤挤挤)替替替替量量量量及及及及其其其其工工工工艺艺艺艺、确确确确保保保保堵堵堵堵漏漏漏漏施施施施工工工工的的的的安安安安全全全全技技技技术术术术措措措措施施施施、堵堵堵堵漏漏漏漏施施施施工工工工中中中中可可可可能能能能出出出出现现现现的其它意外情况及其应急方

27、案等问题。的其它意外情况及其应急方案等问题。的其它意外情况及其应急方案等问题。的其它意外情况及其应急方案等问题。第38页/共254页第四部分：常用堵漏材料与工具第四部分：常用堵漏材料与工具 堵堵漏漏是是处处理理井井漏漏最最普普遍遍最最常常用用的的一一种种方方法法。堵堵漏漏不不能能缺缺少少堵堵漏漏材材料料和和堵堵漏漏工工具具，堵堵漏漏材材料料和和堵堵漏漏工工具具是是钻钻井井工工程程防防漏漏堵堵漏漏的的物物质质基基础础，这这一一部部分分主主要要介介绍绍现现场场常常用用的的堵堵漏漏材材料料与与工工具。具。第39页/共254页一、堵漏水泥浆 水水水水泥泥泥泥是是是是常常常常用用用用的的的的一一一一种种

28、种种无无无无机机机机胶胶胶胶凝凝凝凝堵堵堵堵漏漏漏漏材材材材料料料料，其其其其堵堵堵堵漏漏漏漏原原原原理理理理是是是是把把把把水水水水泥泥泥泥配配配配成成成成水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆，泵泵泵泵送送送送至至至至漏漏漏漏层层层层中中中中，一一一一段段段段时时时时间间间间后后后后，水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆从从从从稠稠稠稠化化化化到到到到固固固固化化化化，形形形形成成成成具具具具有有有有一一一一定定定定抗抗抗抗压压压压强强强强度度度度的的的的凝凝凝凝固固固固体体体体而而而而填填填填塞塞塞塞漏漏漏漏失失失失通通通通道道道道，并并并并把把把把近近近近井井井井壁壁壁壁周周周周围围围围的的的的地地地地层层层层

29、胶胶胶胶结结结结为为为为一一一一体，达到封堵漏层的目的。（平衡原理）体，达到封堵漏层的目的。（平衡原理）体，达到封堵漏层的目的。（平衡原理）体，达到封堵漏层的目的。（平衡原理）水水水水泥泥泥泥具具具具有有有有原原原原料料料料来来来来源源源源广广广广、价价价价格格格格便便便便宜宜宜宜、堵堵堵堵漏漏漏漏工工工工艺艺艺艺简简简简单单单单、固固固固化化化化前前前前能能能能适适适适合合合合任任任任意意意意漏漏漏漏失失失失通通通通道道道道形形形形状状状状、固固固固化化化化后后后后具具具具有有有有很很很很高高高高的的的的抗抗抗抗压压压压强强强强度度度度和和和和承承承承压压压压能能能能力力力力等等等等特特特特

30、点点点点，因因因因而而而而水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆堵堵堵堵漏漏漏漏一一一一直直直直是是是是现场应用最广泛的一种堵漏方法之一。现场应用最广泛的一种堵漏方法之一。现场应用最广泛的一种堵漏方法之一。现场应用最广泛的一种堵漏方法之一。第40页/共254页平衡原理的解读 所谓平衡原理指的是在水泥堵漏过程中所建立的所谓平衡原理指的是在水泥堵漏过程中所建立的两个平衡，即钻具内外的压力平衡和井筒内液柱两个平衡，即钻具内外的压力平衡和井筒内液柱压力与地层压力之间的平衡。压力与地层压力之间的平衡。钻具内外的压力平衡：尽可能保证钻具内外的水钻具内外的压力平衡：尽可能保证钻具内外的水泥面高度一致，最大限度的减少混浆。

31、泥面高度一致，最大限度的减少混浆。井筒内液柱压力与地层压力之间的平衡：平衡实井筒内液柱压力与地层压力之间的平衡：平衡实现的时候，现的时候，形成井筒内与地层之间的水泥连续相形成井筒内与地层之间的水泥连续相，这是水泥堵漏成功与否的关键，也是水泥浆堵漏这是水泥堵漏成功与否的关键，也是水泥浆堵漏的精髓！的精髓！怎样保证井筒与地层之间形成水泥浆的连续相？怎样保证井筒与地层之间形成水泥浆的连续相？第41页/共254页1、普通水泥浆(1)(1)水水水水泥泥泥泥原原原原浆浆浆浆：GG级级级级油油油油井井井井水水水水泥泥泥泥:水水水水1:0.451:0.450.60.6，主主主主要要要要用于浅井中深井段的堵漏；

32、用于浅井中深井段的堵漏；用于浅井中深井段的堵漏；用于浅井中深井段的堵漏；(2)(2)缓缓缓缓凝凝凝凝水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆：GG级级级级油油油油井井井井水水水水泥泥泥泥:水水水水1:0.451:0.450.60.6，并并并并在在在在水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆中中中中加加加加入入入入缓缓缓缓凝凝凝凝剂剂剂剂，主主主主要要要要用用用用于于于于中中中中深深深深井井井井深深深深井井井井段段段段的堵漏；的堵漏；的堵漏；的堵漏；(3)(3)速速速速凝凝凝凝水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆：GG级级级级油油油油井井井井水水水水泥泥泥泥:水水水水1:0.451:0.450.60.6，并并并并在在在在水水水水泥泥泥泥浆

33、浆浆浆中中中中加加加加入入入入催催催催凝凝凝凝剂剂剂剂，主主主主要要要要用用用用于于于于浅浅浅浅井井井井段段段段的的的的堵堵堵堵漏漏漏漏。最最最最常常常常用用用用的的的的催催催催凝凝凝凝剂剂剂剂为为为为CaCLCaCL2 2和和和和水水水水玻玻玻玻璃璃璃璃，配配配配制制制制时时时时将将将将催催催催凝凝凝凝剂剂剂剂溶溶溶溶解解解解在在在在配配配配浆浆浆浆水水水水中中中中，其其其其加加加加量量量量根根根根据据据据需需需需要要要要而而而而定定定定，一一一一般般般般情情情情况况况况下下下下，CaCLCaCL2 2在在在在配配配配浆浆浆浆水水水水中中中中的的的的加加加加量量量量为为为为8 81515，水

34、水水水玻玻玻玻璃璃璃璃的加量为的加量为的加量为的加量为6 61010。第42页/共254页2、胶质水泥浆 胶胶胶胶质质质质堵堵堵堵漏漏漏漏水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆是是是是在在在在水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆中中中中加加加加入入入入膨膨膨膨润润润润土土土土，以以以以提提提提高高高高浆浆浆浆液液液液的的的的抗抗抗抗稀稀稀稀释释释释能能能能力力力力，同同同同时时时时可可可可降降降降低低低低水水水水泥泥泥泥石石石石的的的的强强强强度度度度，防防防防止止止止软软软软地地地地层层层层堵堵堵堵漏漏漏漏后后后后，钻钻钻钻水水水水泥泥泥泥塞塞塞塞时时时时钻钻钻钻出出出出新新新新井井井井眼眼眼眼的的的的目目目目的的的

35、的。胶胶胶胶质堵漏水泥浆通常采用以下两种方法配制：质堵漏水泥浆通常采用以下两种方法配制：质堵漏水泥浆通常采用以下两种方法配制：质堵漏水泥浆通常采用以下两种方法配制：g/cmg/cm3 3的胶质水泥浆。的胶质水泥浆。的胶质水泥浆。的胶质水泥浆。g/cmg/cm3 3的的的的胶胶胶胶质质质质水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆。此此此此方方方方法法法法获获获获得得得得的的的的胶胶胶胶质质质质水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆比比比比第第第第一种方法抗稀释能力更强。一种方法抗稀释能力更强。一种方法抗稀释能力更强。一种方法抗稀释能力更强。第43页/共254页SHANUL-4SHANUL-4井井26in26in钻头表层钻头表

36、层43m43m发生井漏，无发生井漏，无静液面，采用静液面，采用20%20%高浓度桥塞无效，干堵漏剂高浓度桥塞无效，干堵漏剂直接倒入井中，灌泥浆返出，划眼到底即漏，直接倒入井中，灌泥浆返出，划眼到底即漏，如此反复堵漏多次无效。如此反复堵漏多次无效。采用胶质水泥：采用胶质水泥：6%6%膨润土浆膨润土浆:水泥浆水泥浆1:11:1，双管井口混合注入，各双管井口混合注入，各11m11m3 3。候凝候凝12h12h钻塞不漏，继续钻进不漏，钻塞不漏，继续钻进不漏，36in36in扩眼扩眼不漏，下不漏，下30in30in套管固井不漏。套管固井不漏。经典案例（SHANUL-4井）第44页/共254页3、柴油膨润

37、土水泥浆(1)(1)原原原原理理理理：柴柴柴柴油油油油膨膨膨膨润润润润土土土土堵堵堵堵漏漏漏漏水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆是是是是将将将将一一一一定定定定比比比比例例例例的的的的水水水水泥泥泥泥、膨膨膨膨润润润润土土土土和和和和柴柴柴柴油油油油混混混混合合合合，配配配配成成成成一一一一种种种种比比比比较较较较稳稳稳稳定定定定的的的的悬悬悬悬浮浮浮浮液液液液，由由由由钻钻钻钻杆杆杆杆内内内内注注注注入入入入漏漏漏漏层层层层，并并并并和和和和管管管管外外外外注注注注入入入入的的的的钻钻钻钻井井井井液液液液混混混混合合合合，油油油油被被被被钻钻钻钻井井井井液液液液中中中中的的的的水水水水替替替替换换换换

38、并并并并游游游游离离离离出出出出来来来来，水水水水泥泥泥泥和和和和膨膨膨膨润润润润土土土土吸吸吸吸水水水水后后后后形形形形成成成成粒粒粒粒度度度度不不不不等等等等的的的的小小小小球球球球，这这这这些些些些小小小小球球球球在在在在漏漏漏漏失失失失通通通通道道道道架架架架桥桥桥桥堵堵堵堵塞塞塞塞，并并并并相相相相互互互互粘粘粘粘结结结结，最最最最终终终终形形形形成成成成膨膨膨膨润润润润土土土土水水水水泥泥泥泥石石石石而而而而彻底封堵漏层。彻底封堵漏层。彻底封堵漏层。彻底封堵漏层。(2)(2)特点：特点：特点：特点：具有桥浆和水泥浆堵漏的双重作用。具有桥浆和水泥浆堵漏的双重作用。具有桥浆和水泥浆堵漏

39、的双重作用。具有桥浆和水泥浆堵漏的双重作用。(3)(3)配配配配方方方方：g/cmg/cm3 3的的的的浆浆浆浆液液液液，该该该该浆浆浆浆液液液液与与与与钻钻钻钻井井井井液液液液按按按按不不不不同同同同比比比比例例例例混混混混合合合合，可可可可获得从软到极硬的堵塞强度。获得从软到极硬的堵塞强度。获得从软到极硬的堵塞强度。获得从软到极硬的堵塞强度。第45页/共254页二、桥接堵漏材料1.对对桥接堵漏材料的要求桥接堵漏材料的要求 (1)(1)与与与与携携携携带带带带液液液液(泥泥泥泥浆浆浆浆)无无无无明明明明显显显显的的的的化化化化学学学学作作作作用用用用，对对对对泥泥泥泥浆性能无破坏性影响，具有

40、一定的抗温能力；浆性能无破坏性影响，具有一定的抗温能力；浆性能无破坏性影响，具有一定的抗温能力；浆性能无破坏性影响，具有一定的抗温能力；(2)(2)起起起起“架桥架桥架桥架桥”作用的硬果壳类材料必须具有作用的硬果壳类材料必须具有作用的硬果壳类材料必须具有作用的硬果壳类材料必须具有一定的强度，棱角分明，且在水中和碱液中浸泡一定的强度，棱角分明，且在水中和碱液中浸泡一定的强度，棱角分明，且在水中和碱液中浸泡一定的强度，棱角分明，且在水中和碱液中浸泡一段时间，强度无明显降低；一段时间，强度无明显降低；一段时间，强度无明显降低；一段时间，强度无明显降低；(3)(3)材料便于加工和管理，不易腐烂变质；材

41、料便于加工和管理，不易腐烂变质；材料便于加工和管理，不易腐烂变质；材料便于加工和管理，不易腐烂变质；(4)(4)来源广，价格便宜，便于大批量采购。来源广，价格便宜，便于大批量采购。来源广，价格便宜，便于大批量采购。来源广，价格便宜，便于大批量采购。第46页/共254页2 2、种类、种类、种类、种类桥接堵漏材料按其形状可分为三大类桥接堵漏材料按其形状可分为三大类:(1)(1)(1)(1)颗粒状材料。颗粒状材料。常常用用的的有有核核桃桃壳壳、橡橡胶胶粒粒、焦焦炭炭粒粒、碎碎塑塑料料粒粒、硅硅藻藻土土、珍珍珠珠岩岩、生生贝贝壳壳、熟熟贝贝壳壳、生生石石灰灰、石石灰灰石石、沥沥青青等等，它它们们在在堵

42、堵漏漏过过程程中中卡卡住住漏漏失失通通道道的的“喉喉道道”，起起“架架桥桥”作作用用，因因此此又又被被称称为为“架架桥桥剂剂”。它它们们必必须须有有适适当当的的几几何何尺尺寸寸和和机机械械性性能能，以以便便能能承承受受作作用用于于桥桥塞塞上上的的压压差差。一一般般认认为为，若若是是流流体体中中含含有有一一定定浓浓度度的的、其其粒粒径径为为漏漏失失通通道道宽宽度度约约三三分分之之一一的的硬硬颗颗粒粒，那那么么漏漏失失通通道道便便容容易易被被堵堵住住。换换句句话话说说，就就是是在在堵堵漏漏过过程程中中，颗颗粒粒状状材材料料的的最最佳佳尺尺寸寸是是地地层层中中漏漏失失通通道道开开口口尺尺寸寸的的三三

43、分分之之一一，此此时时方方能能形形成成稳稳定定的的桥桥堵堵。在在稳稳定定的的桥桥堵堵形形成成过过程程中中，颗颗粒粒状状材材料料必必须须具具有有足足够够的的抗抗压压、抗抗张张和和抗抗剪剪切切的的强强度度才才能能承承受受由由压压差差引引起起的的弯弯曲曲应应力力和和纵纵向向应应力力。同同时时，颗颗粒粒状状材材料料还还必必须须具具有有足足够够的的硬度，以防止颗粒应力形变而改变其几何形状而降低堵漏效果。硬度，以防止颗粒应力形变而改变其几何形状而降低堵漏效果。第47页/共254页2 2、种类、种类、种类、种类(2)(2)纤维状材料。来源于植物、动物、矿物，以及一系列合成纤维，如锯末、各种树木粉末、棉纤维、

44、皮革粉、亚麻纤维、花生壳、玉米心、纸纤维、甘蔗渣、棉籽壳、石棉粉、废棕绳等，它们在堵漏浆液中起悬浮作用，在形成的堵塞中它们纵横交错，相互拉扯，因此又被称为“悬浮拉筋剂”。第48页/共254页2 2、种类、种类、种类、种类(3)(3)(3)(3)片状材料片状材料 云母片、稻壳、赛璐珞、玻璃纸、鱼鳞云母片、稻壳、赛璐珞、玻璃纸、鱼鳞等属于这类材料，它们在堵漏过程中主要起填塞等属于这类材料，它们在堵漏过程中主要起填塞作用，因此又称作作用，因此又称作“填塞剂填塞剂”。它们必须有能力。它们必须有能力在堵桥上形成密封，以降低堵塞渗透率。在堵桥上形成密封，以降低堵塞渗透率。就纤维状和片状材料而言，它们必须有

45、能就纤维状和片状材料而言，它们必须有能力在堵桥上形成密封，以降低堵塞渗透率。也就力在堵桥上形成密封，以降低堵塞渗透率。也就是说，它们必须具有足够的强度，才能桥接填塞是说，它们必须具有足够的强度，才能桥接填塞住颗粒状材料中的间隙，而且还必须具有足够的住颗粒状材料中的间隙，而且还必须具有足够的弹性和塑性，才能变形封堵大部分缝隙的有效流弹性和塑性，才能变形封堵大部分缝隙的有效流动面积。动面积。第49页/共254页3 3、规格、规格桥接堵漏剂没有统的规格，美国通常将颗粒状材料分为粗、中、细三级，粗粒介于410目之间，中粒介于1220目之间，细粒小于20目。在我国一般分为5种规格：45目、57目、79目

46、、912目、小于12目。片状材料一般应通过4目筛，以防堵塞钻头水眼，柔性片状材料的尺寸可达。片状材料要求具有一定的抗水性，水泡24h后其强度不得降低一半，在原处反复折叠不断裂。柔性大者其厚度可为，柔性差者厚度为。表51列举了四川石油管理局所采用的云母片的筛析结果。纤维状堵漏剂通常分为四种：47目、712目、1240目、40目以下。第50页/共254页4、桥接堵漏材料的物理化学特性（1）结构特征 从生物显微镜的照片上可以清晰地看到各类桥接堵漏材料的结构特征。核桃壳颗粒分明、棱角突出，是堵漏架桥的理想材料；云母片光滑明亮、片理清楚；棉籽壳含有细长纤维，并夹有片状壳体；花生壳以片状为主，片状间以纤维

47、相连，兼有纤维状与片状材料的双重特征；甘蔗渣纤维致密、韧性良好；石棉材质松散，纤维长而坚韧，并具有耐高温的特性。第51页/共254页4、桥接堵漏材料的物理化学特性（2）机械性能材料名称材料名称密密 度度g/cmg/cm3 3熔点熔点莫氏硬度莫氏硬度抗压能力抗压能力MpaMpa核桃壳核桃壳1.21.21.41.41481483 31414贝壳贝壳2.72.73.13.11481482.52.53 32.182.18云母云母2.72.72.82.81481483 317.617.6蛭石蛭石2.42.42.72.71481481 11.51.55.65.6石英石英2.22.21481487 7282

48、8核桃壳、贝壳、云母、蛭石等都是较理想的堵漏材料，而石英砂由于材质过于坚硬，加工比较困难，因此一般不作为堵漏材料。第52页/共254页4、桥接堵漏材料的物理化学特性（3）温度影响 绝大多数桥接堵漏材料在120以下性能基本不变，120以上时部分材料性能有所改变，当温度高达180时，云母、蛭石、贝壳及石棉等材料性能基本不变，而核桃壳、甘蔗渣、谷壳等强度有所下降，锯末、纸屑和棉籽壳等部分烧焦。说明对于一般性质的井漏，上述材料均能适用，但对于超深井或高温井,上面的一些材料就不合适了。第53页/共254页4、桥接堵漏材料的物理化学特性（4）浸泡试验 除锯末、花生壳、纸屑、棉籽壳、甘蔗渣等纤维物质在浸泡中

49、略有吸水或吸油变软外，其它材料性能基本不变，变化程度以油或油基泥浆比水或普通泥浆要好。作为架桥材料的核桃壳、橡胶粒等，其性能受液体的影响极小，核桃壳经油浸后，颜色光亮、韧性好，强度也略有增高。说明上述材料均适用于水基和油基泥浆。第54页/共254页4、桥接堵漏材料的物理化学特性（5）桥接堵漏材料对泥浆性能的影响 在泥浆中加入核桃壳、云母等材料，对泥浆性能影响不大。而锯末、棉籽壳、甘蔗渣、石棉等材料都对泥浆有着不同的增粘作用，其中以棉籽壳、甘蔗渣、石棉等对泥浆的增粘尤为显著；多数材料的加入，都使泥浆的失水有所增加，但影响不大。第55页/共254页5 5、原理原理 桥接堵漏剂封堵漏失通道的过程属机

50、械堵塞桥接堵漏剂封堵漏失通道的过程属机械堵塞桥接堵漏剂封堵漏失通道的过程属机械堵塞桥接堵漏剂封堵漏失通道的过程属机械堵塞:(1)“(1)“架桥架桥架桥架桥”作用作用作用作用 （架桥原理）（架桥原理）（架桥原理）（架桥原理）(2)(2)充填和嵌入作用充填和嵌入作用充填和嵌入作用充填和嵌入作用 (3)3)渗滤作用渗滤作用渗滤作用渗滤作用 (4)4)“拉筋拉筋拉筋拉筋”作用作用作用作用 (5)5)膨胀作用膨胀作用膨胀作用膨胀作用 (6)“卡喉卡喉”作用作用第56页/共254页(1)“架桥架桥”作用作用（架桥原理）（架桥原理）作为“架桥剂”的颗粒状桥接堵漏材料，在通过地层中漏失通道时，能在其凹凸不平的