大庆油田北四地区钻井防漏及堵漏技术研究

大庆油田北四地区钻井防漏及堵漏技术研究 大庆石油学院 硕士学位 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 大庆油田北四地区钻井防漏及堵漏技术研究 姓名:王林忠 申请学位级别:硕士 专业:石油与天然气工程 指导教师:闫铁纪寿南 20070620 捕 要 大庆油田北四地区钻井防漏及堵漏技术研究 摘要 钻井井漏是指在油气井钻井作业中，钻井液漏入地层某一深处的井下复杂情况。井漏不仅会损失大量的钻井时间、钻井液及消耗大量的堵漏 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 ，而且还会引起井塌、卡钻、井喷等一系列复杂情况或事故，造成的危害是极其严重的(因此，防漏及堵漏技术研究胗τ檬前谠诠谕庾昃こ探缑媲暗囊幌钪匾翁狻?井漏是主客观因素共同作用的结果。地层孔隙、裂缝的客观存在是井漏的前提条件，而施工中钻井液密度过大或采取的一些措施不适应于实际条件时则会诱发井漏的发生和加剧井漏程度。从防漏的角度来说要求钻井液有合理的密度和较强的抑制性(要求施工中减少激动压力等(从堵漏的角度来说要根据漏失程度和地层特点来采用合理的堵漏方法，以达到预期目的( 针对大庆北四地区的地质特点，从力学和化学两个角度出发，对该区的防漏及堵漏技术进行了系统 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和研究。确定了合理的起下钻速度和钻进排量及钻井液密度、对物理堵漏效果进行了评价、对化学堵漏方法进行了研究、制定了一套防漏堵漏技术措施。在现场实验中取得了显著的效果，有效韵解决了北四地区的井漏问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ( 关键词:钻井;漏失;钻井液;压力? 大庆石油学院工程硕士专业学位论文 ,,, ,,,,, ,, ,,, ,唧,,缸, ,,, ,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,,, ,, ,,,,, ,,,,,,;, ,,,,,,;, ,,,,,,,, ,,,, ,, , ;,,,,,;,,,, ,,,,,,,,,(,,,,,,, ,,,,,咖,,,, ,, ,,,,,,,,, ,,,,, ,,,,,, ,,, ,, ,,,,,,, ,,,,础,,(,,,, ,,, ,,,,,, ,, 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第,章引言,(,井漏的定义和危害,(,(,井漏的定义 井漏是一种在钻井过程中钻井液、水泥奖或其它工作液漏失到地层中的现象。严格地说，其定义应该是在石油、天然气勘探开发的钻井、固井、测试或修井等各种井下作业过程中，工作的流体(包括钻井液、水泥浆、完井液及其它工作液)在压差的作用下，漏失到地层中的一种井下复杂情况，是钻井工程中最普遍最常见的技术难题之一。人们常称它为一种井下复杂情况，就是说它的发生多数不是人为造成的，不以人们的意志为转移。当然，这种说法也不够准确，因为内因是根据，外因是条件，内因必须通过外因才起作用。假如遇到能够产生井漏的漏失通道，但采取了相应的有效措施，那么就有可能不会产生并漏，至少可以大大地降低漏失程度。其次，即使地层所存在的细微孔隙不致于产生井漏，但当其所采取的一些措篪不适 应于实际条件时(如压力超过地层的破裂压力)，也会造成严重井漏。其直观表现在地面泥浆罐液面下降，或井口钻井液返出量小于泵正常捧量，或井口无钻井液返出…。,(,(,井漏的危害 并漏是钻井工程中常见的并下复杂情况之一，它不仅会耗费钻井时间，损失钻并液，而且有可能引起卡钻、井喷、井塌等一系列复杂情况，甚至导戮郾ǚ希斐芍卮缶盟鹗А,?杂推碧健?昃涂?饕邓斐傻奈:晒槟晌韵录父龇矫妫?(,)井漏延误钻井时间，延长钻井周期。 在钻井中发生井漏，当其漏速达到一定程度时，就不能继续维持正常钻井，必须停钻进行处理。即使采用最简单的方法，也得花费相当长的时间才能解决。若钻遇洞穴、大裂缝、破裂带等，则常常费时数月之久，有时可能由于井内液面下降，液柱压力降低，而造成更为复杂的事故，一是当井内液压降低到压不住油气水层时就会引起并喷;二是液压下降，减少了对井壁的侧压力，常常会在易塌地层引发严重的井塌事故。上述情况会对勘探开发造成极大的经济损失。 (,)井漏直接造成巨大的物资损失。 由于发生井漏，为了恢复循环必须补充钻井液，其数量视漏失程度而定，一口井少则几十立方米，多则上千立方米。如果堵漏，必然消耗大量堵漏材料以及配合堵漏措施 第,章引言 所需的许多辅助材料，如进行堵漏时，机械配件、油料及运送堵漏材料的车辆运输费等。 (,)储层漏失会损害产能。 凡是储层渗透孔隙直径或裂缝开口尺寸大于钻井液中的固相颗粒(包括粘土、加重 剂、处理剂及细钻屑)的直径者，都有可能在压差作用下造成储层井漏，这些微细颗粒 会在储层的油气通道较窄小的喉道处堆集，而把部分流通孔道堵死或沉积在孔道壁上面 使孔道变小，减少油气流量。况且，这些固相堵塞物常常在试油或采油时所产生的反压 差作用下亦不能被捧出，造成永久性堵塞。在裂缝或高渗透的油气中，这种情况较为常 见，影响较大。 (,)影响地质录井工作的正常进行。 对于钻井液带出的砂样进行分析，鉴别岩性，分清层位，辨认油气，是地质录井中 的重要手段之一。如发生井漏，就会造成录井工作中断，尤其遇到大漏地层，钻井液基 本不返出地面，甚至把钻出的砂样全部漏入地层，取不到应得的砂样，若钻遇的正好是 含油气地层，那么就会影响对油气资料的分析。 (,)井漏干扰钻井液性能的正常维护处理。 钻井中一旦发生井漏，至少需要补充新浆，这就会使原来符合钻井要求的钻井液性 能发生变化。因此，不但增加了维护钻井液的工作量，而且难以保持良好而稳定的性能( 处理井漏需消耗大量的桥接材料、胶凝物质、水泥及化学剂等，往往会对钻井液性能造 成破坏，进而需要使用大量化学剂进行处理，以恢复正常的钻井液性能。这一切都会给 钻井液的维护处理带来极大的麻烦，消耗更多的处理剂( (,)造成井塌、卡钻、井喷等其它复杂情况或事故。 钻井中发生井漏，井内液面下降，液柱压力降低，可能会出现两种较为严重的事故: 一是井喷，二是卡钻。这二种事故都会造成重大损失。 总之，井漏对油气田的勘探和开发工作会造成极大的影响和巨大的经济损失(然而 任何事物都有两个方面，在储、漏同层的情况下，一旦发生井漏，就预示着油气层的出 现，这在裂缝性泥岩储层中较为常见。所以，在预计的储层段钻井中发现漏失必须很好 地加以分析和判断，以免造成认为失误。井漏可以发生在浅、中及深层中，也可以在不 同地质年代如第四系直到古生界地层中发生，而且在各类岩性的地层中都可能出现。从 钻井的角度看，长裸眼、多压力层系、复杂地层井漏的问题显得常见和更严重，而井漏 的发生就会造成重大的经济损失。所以，在钻井旅工中，我们要以防为主，尽量避免井 漏的发生，如果在具有产生井漏的地 层中钻井，所采取的钻井工艺措施得当，就有可能 不发生井漏，至少可以大大降低井漏程度。万一井漏发生了，就要及时采取有效措施进行堵漏，以确保钻井施工的顺利进行，随着大庆油田的开发，由于注采不平衡，钻井过程中复杂情况频繁发生，尤以井漏发生较多、损害、损失巨大，所以研究防漏及堵漏技术的意义是非常重大的(, 大庆石油学院工程硬士专业学位论文,(,发生井漏的三个基本条件 井漏的产生必须具备三个必要条件: (,)井筒工作液对地层存在着正压差。井筒工作液的压力大于地层孔隙、裂缝或溶洞中液体的压力(即地层孔隙压力)，这样才有可能把工作液压入漏失通道。 (,)地层中存在着漏失通道及较大的能够容纳液体的空间。若地层中不存在任何可以流入外来液体的各种通道如孔隙、裂缝等，那么外来工作液就无法流入地层中。只有当地层中有足够大的容纳液体的空间时，才有可能构成一定数量的漏失( (,)通道的开口尺寸应大于外来工作液中固相的粒径。 以上三个条件缺一不可，必须同时具备才会产生井漏。即使只有漏失通道而没有足够大的正压差，钻井液也不会在漏失通道中流动而引起井漏。若漏失通道和足够大的正压差都存在，但地层中没有足够大的容纳液体的空间时，也不会发生严重的井漏。在钻井工艺措施欠妥的情况下，产生井漏的三个条件都有可能是人为造成的。不管什么类型的地层都有其强度极限，一旦外来压力超过其破裂压力时，都会将地层压裂而发生井漏。因此，要引起钻井作业者的高度重视…(,(,发生井漏的的原因 (,)天然形成的。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。 ?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,,×,,,?皿,，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。 ?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、火成岩侵入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。 (,)后天造成的，即人为因素(如:由于注水开发，造成地层孔隙压力和地层破裂压力发生变化，导致井漏。还有由于施工措施不当(如:下钻速度快，激动压力过高，压漏井内某一深度地层等)造成井漏咖。,(,国内外研究现状及发展趋势,(,(,国外研究情况 , 第,章引言 国外早在,,年代即已重视井漏防治技术的研究;到,,年代，有关井漏机理和防漏 堵漏机理的研究、漏层测试方法及堵漏工艺技术均有较大的发展;,,,,,年代开展了堵 漏模拟试验装置和漏失机理的研究，逐步掌握了各种漏失地区的漏层特点和漏失规律， 各种堵漏方法和堵漏工艺日趋成熟，堵漏成功率明显提高;,,,,,年代开发出了一系列 具有储层保护作用的复合堵漏剂，堵漏成功率再一次提高;注重了对井漏的理论研究， 对堵漏试验设备、堵漏工具的研究发展到很高水平?。 ,,,,,,,,,,,能源技术服务公司的,,,,—,,,,堵漏丸可以制止钻井液流入薄弱地层 的天然裂缝或次生裂缝、洞穴和漏失层通道里,,。这种堵漏丸可以应用在,,,华氏度， 能够通过底部钻具组合向外输送，反应后的物质是柔性的，能够经受激动压力和抽吸压 力。此方法的新奇性在于,,,,—,,,,堵漏丸可以与钻井液、地层水或活性流体反应。在 ,,一,,秒内形成弹性块。此弹性块首先侵入到漏失层，然后紧接着密封下一个漏失层。 由于此弹性块的密实度，可以在漏层孔口处形成非脆性桥接物。操作人员几 乎可以立即 钻进。这种堵漏处理只侵入到基岩和裂缝，因此，很少损害油层。最近，在井深,,,,,,, 的井内应用该技成功地完成堵漏工作( 用于堵漏的部分井下工具有注挤堵漏浆液的专用工具，过滤尾管注水泥装置、不起 钻可钻水泥塞和再次注水泥的装置、,??系列封闭工具、, ,系列封闭工具、卷管式 封闭工具、,?,隔管、尼龙袋、直接装送堵漏材料到漏层的容器等““( 前苏联已出现具有一定特色的堵漏新工艺有以下几个方面“”: (,)井下混合堵漏浆液工艺。此法能保证各组份均匀混合，提高堵漏质量，比以 前双管法好。先确定堵漏必需的材料量，再根据总量确定每种组份的量。然后确定各组 份总体积在井内液柱高度，且确定液柱上液面位置。将钻杆下到预定上液面位置，依次 注入各组份(组份间有一定量隔离液)，替挤第一种组份到井内。然后，把钻杆下到井 内的第一组份之液柱下液面，向钻杆内注项替液，尔后上提钻杆，直至完全高出钻轩内 的第二种组份为止。 (,)平衡堵漏工艺。简介三种新的平衡堵漏工艺:用封隔器平衡井筒一地层压力 注水泥工艺，采用封隔器使钻杆敞口端在漏层顶部,,,,,,,,，甚至更高的情况下缓慢 地把水泥浆送至漏层，可完全避免水泥浆被来自环空的地层水稀释。封隔器一般低于静 液面,,,—,,,,。可监控综合堵漏法。注低比重液体或空气到环空，将钻杆敞口端置于离漏层顶部较远之外(最大达,,,,,)，以便能够把所有的堵漏浆液替注钻杆敞口以下井筒 内，分批间歇(周期性停顿,,—,,,,,)，挤入,(,,,(,?,小剂量堵漏液，直至获得预定压差(,,,,,,,)。避免堵漏浆液与井浆混合的堵漏方法。注入堵漏浆液前先密封井口， 向环空注空气，直至压力等于堵漏液注与被堵漏浆液替入漏层的洗井液柱之静压差值为止。堵漏浆液出钻杆时，空气从环空跑掉。其体积取决于注入钻杆的堵漏浆液总值。 (,)快凝胶质水泥浆(此浆液用于封堵吸收能力越,,,,,,,,,的漏层，若漏层严重超过,,,,,,,，可在胶质水泥混合物中加入,,,,,的细粒惰性填料。低温条件下，最佳, 大庆石油学院工程硕士专业学位论文成份为(重量):固井水泥,,份，粘土粉,,份，水,沪,,,份十硫酸铝,,,份;若在高温条件下，固井水泥,,,份，粘土粉,,,,,,份，硫酸铝,(,—,份，水,,,,,,,份。经现场数百次施工的经验表明，采用此浆液堵漏的一吹成功率,,,以上。 (,)充气水泥浆。美国、苏联、日本、波兰、匈牙利等国对泡沫水泥进行了研究和应用，是堵漏的有效手段之一。其典型配方是:固井水泥,,,,，水,,;,,，水玻璃,;,,，食盐,,，铝粉,(,,。经验证明它最适用于,,,,,以内深度。钢滤管复盖器用于封堵任何漏层，而不受岩石空洞和漏失强度的影响，也不因其它方法无效而受影响( 美国的九种堵漏工艺技术“” (,)起钻候堵。用于处理诱发纵向裂缝完全漏失、部分漏失和渗漏。其方法是:停止钻进和循环、上提钻头、静止,,,,;下钻时使地层承受压力最小;如不行，加堵剂,,,,。 (,)水基或油基中加填料配成桥塞剂。用于处理横向和纵向漏失带渗漏、部分漏失和不严重完全漏失，其方法是:配,,,,,,?桥塞剂;以,,(,,,,,,,,,的比例，把膨润土加入,,(,?,水中分散造浆水用纯碱(,(,,,,,,)和烧碱(,(,,,,,,)预处理:水化后，每,,泥浆加,(,,,右灰，再以,,(,,,,皿,比例如粗胡桃亮或核桃壳;,,(,,,,,,比例加粗一中纤维;,,(,,,,,,比例加中一细纤维;以同样比例加,,(,,玻璃纸片;以,(,,,,排量把桥塞剂由敞口钻杆泵入。 (,)挤高失水混合稠浆。用 于横向和纵向漏失带惨漏、部分漏失及低严重度完全漏失。其方法是:不同比例的海泡石土加入,,(,寸水中，处理后加不同填料，随后配成,,一混合浆液。 (,)纯水泥、混配水泥、触变性水泥和特配水泥浆(用于横向和纵向的完全漏失和恶性漏失。 (,)井下混合软,硬塞。用于横向和纵向漏失的完全漏失和恶性完全漏失( (,)地面混合软塞法(用于诱发纵向裂缝。 (,)井下混合软塞法。用于诱发裂缝。 (,)用永、胶凝水和胶凝油携带砂子的特殊堵剂(用于诱发级向裂缝的严重完全漏失和产层漏失(分成批混合和压裂车混合两种。 (,)强行钻进或用充气泥浆钻进后下套管。用于洞穴、大的天然横向裂缝和长段蜂窝状地层恶性完全漏失。其方法是:用强钻或充气泥浆钻完整个潺层;随后下套管封隔是唯一成功方法。 道威尔公司已经研究出解决井漏问题的方法“”(，,,,,, ,,,,段塞液是一种无固相流体，当其通过钻头喷嘴时可以通过剪切作用力来活化。通过调整添加剂的浓度可以控制胶凝时间。此段塞液可以通过底部钻具组合直接泵送到漏层，迅速封堵漏层，节约起下钻时间。凝胶可以在井下条件下稳定几周时间，留有足够时间进行钻井和完井( 第,章引言 ,(,(,我国研究情况 从我国防漏堵漏技术发展历程来看大致可划分为三个阶段“。 (,)钻井技术不完善，无预防措施，见漏就堵、以堵为主，堵漏效率较低的初始 阶段。 ,,年代以前均属这个阶段。在油气勘探开发初期，一方面对地质情况不熟悉，不知漏层在什么井段出现，因此在钻井中出现井漏往往是无准备的遭遇战，井漏一旦发生，工作十分被动。另一方面，这个时期钻井液技术也比较落后，大量使用细分散和粗分散钻井液不能满足勘探开发的需要。钻弗液工作面临的是钻井液类型单一，处理剂品种少、数量不足，钻井液固相含量高、自然密度高并难以控制，因坏??砥鹄词直欢谡饨锥危砭?扇〉姆椒ㄊ羌?投拢圆捎贸碜昃杭忧沤游镏剩ň饽?颇浮?静荨?嗲虻龋?痛蛩嗳确椒ㄎ鳌,捎谝恍?木斫峁共缓侠恚由献昃褐柿坎睿侣?牧虾头椒ǖァ浣峁剐矶嗑蕉略礁丛樱踔练?鹿剩蚨侣?怀晒匣蛱崆巴曜曷偶幌省,舛问逼诜缆?侣?ひ盏闹饕氐闶牵??普遍采用固相含量高、自然密度大的粗分散泥浆钻井，钻穿漏层时十之八九均发生严重井漏。漏失机率高，漏失量大。 ?堵漏方法和堵漏材料单一(以稠浆和注水泥堵漏为主要方法，几乎没有什么专门 的堵漏材料，稻草、棕绳、泥球、碎砖、破麻袋等都可用于堵漏，方法简单，成功率较低。 ?堵漏工艺技术极钻井液不完善，常常因堵漏加剧井下复杂情况，给正常钻井和完井带来极大困难。 (,)以堵为主、堵防结合，防漏堵漏技术的发展阶段。 ,,年代是我国防漏堵漏工艺技术的发展时期。在这个时期，钻井液技术有了较大发展，由粗分散体系逐步向聚合物钻井液体系转化。桥接堵漏材料的研究和应用，拉开了这个发展阶段的序幕，各种新型堵漏剂应运而生，在实践中总结出了一套处理各种类型井漏的工艺技术;初步开展了堵漏模拟试验装置和漏失机理的研究，逐步掌握了各种漏失地区的漏层特点和漏失规律。提出了以防为主、堵防结合的战略指导思想，扭转了油气田防漏堵漏工作的被动局面，为防漏堵漏技术的进一步发展奠定了基础。这个时期防漏堵漏工作的主要特点是: ?针对不同漏失井的情况，选用合理的井身结构，避免了上部地层在钻穿漏层时井下复杂情况和事故的发生，为堵漏工作提供了良好的井下环境。 ?以控制合理的钻井液密度平衡钻穿漏层技术，有效地降低了漏失发生率( ?研究和开发了桥接堵漏材料、化学堵剂、高失水堵漏剂、单向压力封闭剂及各种堵漏稠浆等多方 面的新型堵漏材料，为对付各类型井漏提供了有力武器。 ?各种堵漏方法和堵漏工艺日趋成熟，堵漏成功率明显提高，在此基础上总结出了, 大庆石油学院工程硕士专业学位论文我国处理井漏的工艺技术和工艺措施。 ?提出了以防为主、堵防结合的指导思想，防漏工作初见成效。 (,)以防为主、堵防结合，防漏堵漏工作进入科学发展阶段。 ,,年代以来，人们更加重视对井漏预防的研究，确立了以防为主、堵防结合的技术路线。扭转了油气田防漏堵.