地层漏失实验
压力、压井计算
1.做地层漏失压力试验的井深为：钻出套管鞋进入第一个砂层
3-5m处。
2.地层漏失压力：P漏＝P漏立＋0.0098×γ试×H。
3.漏失当量密度计算：γ= P漏/(0.0098×H) =γ试＋P漏立/(0.0098×H)
γ：当量密度，g/cm3。
γ试：试压时的泥浆密度，g/cm3。
P漏立：漏失时的立压，MPa。
H：砂层井深，m。
1.安全关井最高套压不大于井控装置额定工作压力、地层漏失压力
和套管抗内压强度80%三者中的最小值。
2.计算地层漏失压力和套管抗内压强度时应考虑液柱压力。
3.不同密度下安全关井最高套压：P关＝P漏立－0.0098×H（γ2－γ
试）
其中：γ试：试压时的泥浆密度，g/cm3。
P漏立：地层漏失时立管压力，MPa。
γ2：钻进时的泥浆密度。
H：砂层井深，m。
安全关井最高套压是确保地层不发生漏失的关井套压。
十七、压井施工单。
地层破裂试验
中海油服油田化学事业部 2008年8月
1
第七讲内容
一．概述 二．试验方法 三．作业要点 四．试验程序 五．试验评价 六．常见问题
2
一、概述
一、概述
地层泄漏试验的目的，主要有： 1. 检测固井质量。 2. 获取实际的地层泄漏/破裂压力，以确定最大 许用当量钻井液密度和井控时的最大许用环空 关井压力。 3. 获取试验地层的其它资料。
5
4. 准备好压力记录纸； 5. 根据作业者做地漏试验的要求，可在泵头 排出端安装合适量程的压力表，便于查看 压力（注意：打紧2”高压由壬头后再装压 力表，拆时，装表时反之。） 6. 通知井队，输送20桶泥浆到固井计量柜， 保持搅拌； 7. 收集数据，如套管数据、套管鞋垂深、井 内泥浆密度，预测地层破裂梯度、破裂压 力等；
3
二、试验方法
试验设备：
固井泵，或泥浆泵 常用方法： ① 正注法，通过钻杆内 注入，常用。 ② 反注法。通过地面压 井管汇至防喷器组压 井管线，再进入套管 与钻具环空，少用。
4
固井管线
防喷器
扶正器
钻头起至套管鞋处 20"套管鞋 @ 502 26"井眼 @ 505 17-1/2"井深 @ 509 m m m
三、作业要点
设备准备
地层破裂试验主要准备工作：
1. 固井泵自身试压检验。查上排水、并实施 低压500Psi/5min和高压3000±Psi/10min 检查,合格！ 2. 提前对固井管线进行试压检验。 3. 检查固井操作台的15000Psi压力表工作情 况，必要时注传感油； 4. 检查马丁压力记录仪的压力传感胶囊并校 正压力记录表；
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五、试验评价
试验结果评价
地层压差漏失分析研究_蒋宏伟
。
2
压差漏失的漏失量和漏失速度
借鉴油田开发注水的计算，经过分析研究，提
— 18 —
石
油
机
械
2011 年
第 39 卷
第5 期
出了压差漏失的漏失量和漏失速度的计算公式 。 （ 1 ） 在油田开发注水时， 若是稳定流， 由达 西定律进行推导可得： 0. 543 Kh（ p e － p w ） q = r B μ ln e + S rw
(
) )
（ 7）
图3 氮气钻井环空当量钻井液密度曲线
式 （ 7 ） 换个概念就是单位压差下的 漏 失 速 度，即： vL = 0. 543 Kh r B μ ln e － 3 + S rw 4
(
（ 8）
从百泉 1 井的取心情况和成像测井分析，漏失 原因主要是地层的缝洞发育且裂缝宽度较大 。从区 域地质和邻井漏失情况分析，漏失层位是邻近大断 层、小断层较多和裂缝特别多的区域 。氮气钻井液
图2
U 形管模拟碳酸盐岩地层漏失
碳酸盐岩的孔、缝、洞成因是多样性的，难以 预测，所以碳酸盐岩漏失的预测和分析都比较困难。 从不同岩性的漏失分析可以得出 ，压差漏失的 漏失通道种类较多 （ 孔隙、 裂缝、 孔洞 ） ， 压裂漏 失的漏失通道必然有人为压裂裂缝 ，同时可能还有 自然通道。地层的漏失通常可分为渗透性漏失 、裂 缝性漏失、缝洞性漏失、溶洞及地下暗河性漏失和 破裂性漏失。 渗透性漏失常发生在孔隙度和渗透率较高的粗 砂岩、砾岩及含砂砾岩等层位，其漏失原因主要是 压差作用下的渗漏，漏失量较小，漏速较慢，一般 3 在 10 m / h 以内。 如果孔隙压力低于静水柱压力，
(
)
（ 5）
非稳定流 0. 022 6 Kh（ p － p w ） q = r B μ ln e － 3 + S rw 4
地层破裂试验.
四、试验程序(续)
7.试验的最高极限泵压是固井后的套管抗内压试验 压力。 如果地层泄漏/破裂试验的泵压已达到极限泵压， 地层还没有泄漏/破裂，就终止试验。这时的极限 泵压，就是地层没泄漏/破裂时的最大试验泵压。 地漏试验/破裂试验压力曲线示意图见图11-1
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四、试验程序(续)
地漏试验/破裂试验压力曲线示意图
（Psi）
XXX 9-5/8 2725 2725 1.16 47＃，BTC,N80, 3000 7.25 3200 3500
井别
XXX 井眼尺寸 井深 井眼垂深 地层压力梯度 套管抗内压强度 套管鞋静压 返回体积 当量密度 试验日期
平台/钻机 26 2728 2728 1.28 9300 3161 4.25 1.97 XXX
7
四、试验程序
试验程序
1. 对套管进行压力试验后，钻出套管浮鞋及新地 层3-5米。 2. 循环与调整钻井液性能，要求密度均匀和10分 钟的静切力尽可能低。 3. 起钻头进入套管鞋内，关环形防喷器。 4. 固井泵向井内注入30桶±泥浆，要求固井泵以 40、80和120升/分的的低泵速循环，记录注入 量及泵压； 5. 固井管线试压到预计使地层破裂的泵压再加 6.89兆帕。 6. 用固井泵以选定的泵速，向钻杆内开始恒定地 泵入，记录泵压、泵入量和时间，并绘制泵压 对泵入量的变化曲线。
6
4. 准备好压力记录纸； 5. 根据作业者做地漏试验的要求，可在泵头 排出端安装合适量程的压力表，便于查看 压力（注意：打紧2”高压由壬头后再装压 力表，拆时，装表时反之。） 6. 通知井队，输送20桶泥浆到固井计量柜， 保持搅拌； 7. 收集数据，如套管数据、套管鞋垂深、井 内泥浆密度，预测地层破裂梯度、破裂压 力等；
采用MTC技术提高地层漏失压力的油井堵漏试验
采用MTC技术提高地层漏失压力的油井堵漏试验孟从举【摘要】@@%对于具有天然漏失通道的地层,通过提高地层的漏失压力来提高地层的承压力;对于不具有天然漏失通道但强度薄弱的地层,通过提高地层的原始破裂压力来提高地层的承压力.MTC技术主要是将高炉矿渣加入到原钻井液中,采用一定的处理剂将其激活发生水化,进一步固化,从而进行堵漏.试验试验表明:桥堵剂加量达5％对MTC浆强度影响不大；单封、JHZD能一定程度上提高MTC固化体的强度；JHZD对MTC浆有一定催凝作用,其他桥堵剂对MTC浆有缓凝作用.在一定条件下,MTC体系具有较好的提高地层承受压力的效果,由此形成的配套技术将对解决同一裸眼井段可能出现的漏、塌等技术难题有着实际意义.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2012(031)004【总页数】2页(P25-26)【关键词】MTC;井漏;防漏;堵漏;地层压力【作者】孟从举【作者单位】中国石油川庆川东钻探公司【正文语种】中文国内已经研究出了各种各样的堵漏技术，并通过高压岩心压裂实验证明了含有合适固体堵塞物质的体系确实能够有效地达到提高地层承压力效果。
通过在正压差下停钻、随钻堵漏和封护井壁的方法提高地层的漏失压力或者破裂压力的实质就是提高地层的承压能力。
迫于生产的急需，相应地研究形成了许多类型的堵漏体系和配套工艺技术，如桥塞体系、冻胶体系、水泥体系等。
由于井下地质环境异常复杂，孔、缝、洞和流体、压力、温度因素千变万化，没有任何一种类型的堵漏体系能够满足所有薄弱地层提高地层承压能力的需要，因此，能够尽可能多地满足井下苛刻地质和工程条件的堵漏体系和几种堵漏体系的组合应用是当前国内外技术研究的重点。
凡是能够提高井眼内裸露地层的漏失压力或者破裂压力的技术方法都称为提高地层承压力的方法。
因此，提高地层承压力的定义是指只要能够提高已经发生漏失地层的漏失压力，或者提高没有发生漏失的地层破裂压力，均是提高地层承压力。
裂缝性地层钻井液的漏失规律
图1 钻井液漏失裂缝模型钻井作业中如果遇到以上漏失模型中的情况，钻井施工前期就会遇到裂缝，初始压力的数值也会发生相应的改变，井眼中的钻井液与缝内的流体在性能上、流变性上出现比较相近的数值。
裂缝面与井眼之间在时间保持不变的情况下，两者之间存在相交的情况，这时候裂缝内的压力也会逐渐的升高，井内压力也会随着钻井液的增加而上升。
在一些比较特殊的情况下，我们可以将钻井液当作是一种不能进行压缩处理的非流动性流体，通过构建与钻井液相对应的流变方程，对其实现减压、稀释的目的。
3 钻井液漏失规律3.1 裂缝面的滤失性裂缝面滤失性在井底压差相同的基础上，会逐渐的上升，这就会造成钻井液漏失的现象变得越来越严重，钻井液漏失的速率在初始阶段的时候，会有着一定程度的下降幅度。
裂缝面上的钻井液在施工阶段过程中，会出现一定程度的泥饼现象，钻井液漏失的速度在这种情况下会逐渐的呈现出下降的趋势，但是下降的速率不是很快，趋近于平稳。
钻井液漏失的速率在井底压差上升的情况下也会出现上升的趋势，需要采取科学合理的调整方式，来保障井底压差的合理性，目前采取的主要措施为通过提高钻井液体系的封堵性降低裂缝面的滤失量。
3.2 裂缝的几何参数裂缝面的倾斜角从一定角度分析是不断增加的，钻井液漏失的速率也会呈现出上升的情况，对以上现象发生的原因进行分析，其中重力对钻井液流动的影响是其主要的原因之一。
钻井液漏失的速率会随着裂缝初始倾斜角的不断增加而增加。
钻井液在相同压力的情况下漏失的渠道变得越来越多。
裂缝面在此时如果变得越来越小，钻井液漏失的速率也会受到影响变得逐渐降低。
0 引言裂缝型地层钻井作业过程中井漏是最为常见的，井漏给钻井企业带来巨大的经济损失，同时还可能造成钻井施工中出现卡钻、井喷、井塌等安全事故，甚至造成井眼报废，严重影响钻井施工进程。
国内外专家学者针对堵漏材料、堵漏工具和堵漏工艺进行了大量的研究，对井漏进行有效控制和预防，已经实现了一系列完善的技术，并且已经对其机理研究高度重视，通过大量的实验和理论研究，已经深入的了解了钻井液漏失的规律。
地层破裂(漏失)压力试验
四、地层破裂压力试验
数据处理 2、有关参数的计数 地层实际的漏失压力或破裂压力等于地层漏失或破裂时的地面表压加上井内钻井液的静液压力。
2.3、最小水平主地应力 Pmin=PGS+0.00981ρH 式中 Pmin—最小水平主地应力，MPa； PGS—瞬时停泵地面表压，MPa。 2.4、岩石抗拉强度，MPa, St=PGF-PGR 式中： St—试漏层岩石抗拉强度，MPa； PGR—重张时地面表压，MPa。
一、地层破裂压力
地层破裂压力是指某一深度地层发生破碎和裂缝时所能承受的压力。当达到地层破裂压力时，地层原有的裂缝扩大延伸或无裂缝的地层产生裂缝。
一、地层破裂压力
一般情况(遵循压实规律)下，地层破裂压力随着井深的增加而增大。 在钻井时，钻井液柱压力的下限要保持与地层压力相平衡，实现压力控制。而其上限则不能超过地层的破裂压力，以避免压裂地层造成井漏。
五、现场地层漏失压力试验
五、现场地层漏失压力试验
某井试漏时井深1206米，泵排量16.35升∕冲，钻井液密度1.20克∕厘米3
累计泵冲
立压（kPa)
累计泵冲
立压（kPa)
5
836
45
14986
10
2991
50
15015
15
5123
55
15021
20
7264
60
15018
25
9391
试漏前的准备 试漏层段 确定： （SY 5430—92）《地层破裂压力测定套管鞋试漏法 》 试漏层段应选在套管鞋下第一个3～5m厚的易漏层。 井控教科书：当钻至套管鞋以下第一个砂岩层时（或出套管鞋3-5米）， Q/SYCQZ《长庆区域钻井井控实施细则》钻出套管鞋进入地层5 m ～ 15 m， 《长庆油田钻井井控实施细则》钻出套管鞋进入第一个砂层3-5m时
地质钻探完全漏失地层处理方式探讨
钻探工程Drilling Engineering第50卷增刊2023年9月Vol. 50 Sup.Sep. 2023：218-222地质钻探完全漏失地层处理方式探讨王志祥1，许非1，陈冲2，刘爱明1，胡有山1，蒲俊佚2（1.四川省第七地质大队，四川 乐山 614099； 2.西藏自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队，西藏 拉萨 851400）摘要：地质钻探遇到完全漏失地层时经常采用顶漏钻进和水泥堵漏。
提出顶漏钻进可采用孔口长流水、倾倒高稠度浆液、倾倒制泡浆液、钻杆涂抹润滑脂（膏）等干孔段应对措施，水泥堵漏添加抗分散剂、促凝早强剂、缓凝剂、水泥球胶合剂等应对措施。
研发了钻孔堵漏小球，从结构特点、操作流程及原理特征进行了说明和探讨，拟解决传统惰性堵漏材料“大颗粒易架桥但不易进裂缝，小颗粒易进裂缝但难承压”的矛盾。
关键词：地质钻探；完全漏失；顶漏钻进；水泥堵漏；堵漏小球中图分类号：P634.8 文献标识码：A 文章编号：2096-9686（2023）S1-0218-05Discussion on treatment of completely leak strata for geological drillingWANG Zhixiang 1，XU Fei 1，CHEN Chong 2，LIU Aiming 1，HU Youshan 1，PU Junyi 2(1. No.7 Geological Brigade of Sichuan Province, Leshan Sichuan 614099, China ；2. No.6 Geological Group, Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Development ofTibet Autonomous Region, Lhasa Xizang 851400, China )Abstract ： Leakage drilling and cement plugging are often used when geological drilling encounters completely leak formation. It is suggested that the dry hole section measures can be taken for leakage drilling such as long running water at hole opening ， pouring high consistency grout ， pouring foam slurry and applying grease on drill pipe. While for the cementing plugging ， adding anti‑dispersant ， hardening accelerating and flash setting agent ， retarding agent and cement ball cemedin can be used. The drill hole plugging ball is developed ， and the structural characteristics ， operation process and principle are explained and discussed ， which is intended to solve the contradiction of “arge particles are easy to bridge but hard to enter the crack while small particles are easy to enter the crack but difficult to bear pressure ” for the traditional inert plugging material.Key words ： geological drilling; complete leakage; leakage drilling; cement plugging; plugging ball0 引言地质钻探施工经常遇到钻孔漏失等情况，其发生原因在于孔内泥浆压力大于地层中孔隙、裂缝或溶洞中液体的孔隙压力，并通过漏失通道向周围的容纳空间流失［1-2］。
关于地漏实验
一、关于地层破裂压力试验、地层漏失压力试验、地层承压能力试验。
据我了解：地破试验和承压试验用的仪器和设备一样，没有区别。
唯一区别是二者的求取资料的目的不同，地破试验需要得到地层破裂压力，故作业中要做到地层破裂，并重复一次，求取到地层传播压力及闭合压力；而承压试验是事先估计一个地层承压值，只作到此值为止，并不做破，但若估计值高于实际地层破裂压力，则实际变成了地破试验地破试验：了解套管鞋处地层破裂压力值，为计算出最大允许关井套压，为压井套压控制提供依据。
承压试验：钻开高压油气层前了解上部裸眼地层的承压能力能否承受，下步要提高钻井液密度所带来的液柱压力。
在钻井施工中，通常通过地层强度试验了解地层承压能力的大小，地层强度试验的目的主要有两个：一是了解套管鞋处地层破裂压力值；二是钻开高压油气层前了解上部裸眼地层的承压能力。
试验的方法主要有三种，即地层破裂压力试验、地层漏失压力试验、地层承压能力试验。
1、地层破裂压力试验地层破裂压力试验是为了确定套管鞋处地层的破裂压力，新区第一口探井、有浅气层分布的探井或生产井，必须进行地层破裂压力试验。
试验方法如下：（1）关闭环形空间。
（2）用水泥车以低速（0.8~1.32L/s）缓慢地启动泵向井内注入钻井液。
（3）记录各个时间的泵入量和相应的井口压力。
（4）作出以井口压力与泵入量为坐标的试验曲线，如泵速不变，也可作出井口压力和泵入时间的关系曲线。
进行地层破裂压力试验时，要注意确定以下几个压力值：（1）漏失压力（Pl）：试验曲线偏离直线的点。
此时井内钻井液开始向地层少量漏失。
习惯上以此值作为确定井控作业的关井压力依据。
如图3—9所示。
（2）破裂压力（Pf）：试验曲线的最高点。
反映了井内压力克服地层的强度使其破裂，形成裂缝，钻井液向裂缝中漏失，其后压力将下降。
（3）延伸压力（Ppro）：压力趋于平缓的点。
它使裂缝向远处扩展延伸。
（4）瞬时停泵压力（Ps）：当裂缝延伸到离开井壁压力集中区，即6倍井眼半径以远时（估计从破裂点起约历时1分钟左右），进行瞬时停泵。
裂缝性地层钻井液漏失模型及漏失规律
裂缝性地层钻井液漏失模型及漏失规律摘要：裂缝性地层中经常出现钻井液漏入裂缝的现象，这不仅增加了采油成本，也为其他井下事故埋下了安全隐患。
这一缺陷一直困扰着矿工，并日益成为制约中国石油工业持续进步的关键因素。
影响钻井液泄漏的常见原因包括裂缝表面的粗糙度和裂缝表面本身的高渗透性。
有关专家指出，钻井液在裂缝性地层中的泄漏有一定的规律。
因此，采用相关模型，在考虑相关因素的前提下，全面分析该模型中影响泄漏规律的因素，应该是一项具有普遍现实意义的工作。
关键词：裂缝性；地层钻井液；漏失模型；漏失规律；随着我国经济的不断发展以及科技水平的显著提高，石油开采等工作取得了显著的进步。
但是在开采的过程中经常会出现钻井液泄露的问题，这一问题的出现不仅降低了石油开采的效率，而且加大了一些安全隐患出现的几率。
因此从科技的角度对裂缝性地层钻井液的漏失模型进行设计，然后在此基础上对漏失规律进行全面的分析与探讨应该是一项重要的工作。
一、探究裂缝性地层钻井液漏失模型及漏失规律的必要性目前我国石油行业通常采用分形手段建立裂缝性地层钻井液漏失模型，以此将其表层的粗糙程度更加直观的表示出来。
在进行分析的过程中要通过相应方程式的计算确保各项参数的准确性。
在应用控制方程进行计算之前一定要确认裂缝的开度满足变形规律需求，从而对裂缝地层的表面粗糙程度是否会对漏失规律产生影响而做出合理判断。
但是在技术人员通过平板模型对钻井液漏失规律展开实际研究时，所得出的结果往往都会产生一定的误差现象，最终使整个分析结果失去准确性。
在这种情况下，技术人员需要采取有效措施对误差现象进行控制，针对不同的裂缝开度给与相应的定义，将所得的准确参数作为裂缝性地层钻井液漏失建模的重要依据，继而将裂缝表层粗糙度对钻井液缝内流体流动的规律全面体现出来。
二、当前裂缝性地层钻井液漏失建模的主要手段当工作人员在地层环境中进行钻井作业时，出现一条处于任意倾角状态的矩形裂缝，并且该裂缝的表层表现出明显的渗透性特点该模型的建立是沿着裂缝表层先创建一个直角坐标系，其中的x轴代表水平方向，而此裂缝的走向也与x轴的方向相一致。
地层压力检测
地层压力检测钻进时，井内压力的控制是使井眼压力处在地层孔隙压力和地层破裂压力之间。
既不发生井喷，又不压破地层，钻井的整个过程中要随时测试地层孔隙压力、井内液柱压力和地层破裂压力的平衡情况。
一、压力完整性测试1、dc指数法dc指数法是通过分析钻进动态数据来检测地层压力的一种方法。
其原理是钻进速度在钻头类型；钻头直径；水眼尺寸；钻头磨损；钻压；转速；钻井液类型；钻井液密度；钻井液粘度；固相含量、颗粒大小及在钻井液中的分布；泵压；泵速相对不变的条件下和地层压力、地层岩性有关。
正常情况下，随井深的增加岩石的强度增大，钻速下降，但进入异常压力过渡带，正常趋势发生变化。
这是由于地层的欠压实作用，地层的空隙度大硬度小，所以利用随井深钻速的变化能检测异常高压层的到来。
根据钻速模式：Ｒ=aN(W/D)d式中：Ｒ－钻速,ft/h;a－可钻性系数，对于大段页岩，视为1；Ｎ－转数，r/min;Ｗ－钻压，klbf;Ｄ－钻头直径，in；d－指数，无因次。
由钻速方程，可得出d指数的表达式为：d指数可用来检测从正常到异常压力的过渡带。
但没有考虑钻井液密度的影响现场上用修正d指数，式中：ρn－地层水密度（从当地地层水含盐量中查出）g/cm3ρm－所用密度g/cm3d用下式表达式中：Ｒ－钻速m/h; N－转速r/min;Ｗ－钻压t；Ｄ－钻头直径mm；Ｌ－进尺m；Ｔ－钻时min。
若Ｗ的单位用KN(千牛)，则由于0.0547R N 一般小于1，所以在d中，Ｒ增大，则d减小，故d反映地层的压实情况与ΔＰ。
压实差、孔隙多，地层压力大，ΔＰ减小，钻速可增加。
运用d c指数求地层压力可按下述方法进行：(1)、列表，准备记录和计算表的内容包括：井深Ｈ，进尺Ｌ，钻时Ｔ，钻速Ｒ，转速Ｎ，井径Ｄ，钻压Ｗ，地层水密度ρ0,钻井液密度ρm大，dc地层压力PP。
(2)、取点记录,计算dc,填入表内.在钻速慢的地层每1m-3m取1点，在钻速快的地层,可5、10、15、30m取1点。
裂缝性地层钻井液漏失规律研究
裂缝性地层钻井液漏失规律研究我们主要研究的是在裂缝性地层特征和钻井液流体参数的基础上，钻井液的漏失规律。
经过我们的研究发现，在钻井液的漏失初级阶段，漏失的速率会随着剪切稀释性而升高；钻井液漏失速率也会受到裂缝迂曲度的影响，本文针对几种影响钻井液漏失规律的因素进行分析，找到相应的解决措施。
标签：裂缝性；地层钻井液漏失规律；钻井液大量漏失的情况一般都发生在钻井遇到裂缝性地层的时候，钻井液的漏失很容易导致钻井的成本增加，也会导致井下发生复杂的事故。
我们通过实际中对钻井液漏失数据和规律进行分析和研究，其中堵漏作业需要的参数都是通过裂缝形态分析得到的。
钻井液的漏失规律和钻井液的流变参数、裂缝的迂曲度、几何参数等都有一定的影响，钻井液因为地层中的裂缝面具有的渗透性漏失到裂缝中，再通过裂缝漏失到地层基质中，裂缝面的滤失性直接影响钻井液的漏失规律，我们对钻井液漏失规律的分析除了钻井液和地层的参数外，还要对井眼和裂缝的位置进行考虑，井内压力和裂缝内压力产生的压力差进行考虑等。
1. 钻井液流变参数对漏失规律的影响钻井液的流变参数对裂缝内的钻井液流动规律有着直接的影响，因此钻井液漏失速率的主要影响因素就是钻井液的流变参数。
钻井液流动性指数的减小会造成钻井液漏失速率的加大。
鉆井液流动性指数越小，其钻井液的剪切稀释效果就会变得越来越明显，钻井液在裂缝中的流动阻力相应减小，进而导致钻井液的流动速率加大。
钻井液的塑性粘度会因为稠度系数增加而增加，裂缝内钻井液的流动阻力变大，钻井液的漏失速度减小。
2. 裂缝的迂曲度对漏失规律的影响在初始裂缝开度不变的基础上，裂缝的迂曲度变低会导致钻井液的漏失速度增加；钻井液的漏失速率从开始阶段到最终阶段，一般是开始比较快速而后慢慢的进入到稳定的状态；因此钻井液的漏失速率很大程度上决定于裂缝迂曲度的影响，裂缝初始开度减小而漏失速率逐渐增大，其中不可忽略的一项就是在初始裂缝开度比较小的时候，裂缝面的粗糙度对钻井液漏失速率的影响。
地层破裂压力试验
图3--13
pf
从图上
确定以下； Pf---破裂压力，单位为Mpa；
计算有关数值：
计算地层破裂压力Pf。 Pf = PL+0。0098mHf 式中 Pf---地层破裂压力，Mpa； PL---漏失压力，Mpa； Hf---套管鞋处垂深，m。 计算地层破裂压力梯度Gf
地层最大破裂压力MPa
5
M 表示钻井液密度为1.4最大允许 关井套压为5MPa
1.4
最大破裂压力当量钻井液密度
地层破裂压力实验目的：
1、确定最大使用的泥浆密度。
2、实测地层破裂压力。
Gf
pf Hf
Gf---地层破裂压力梯度，Mpa。
确定最大允许钻井液密度mmax
通常表层套管安全附加压力Sf=0.06g /cm3,
技术套管Sf=0.12g /cm3,
则表层套管以下:mmax=mf-0.06g /cm3, 技术套管以下:mmax=mf-0. 12g /cm3。
最大允许关井套压与井内钻井液密度 的关系
2）实验步骤 井眼准备---钻开套管鞋以下第一个砂层 后，循环钻井液，使钻井液密度均匀稳定。 上提钻具，关封井器。 以小排量,一般以0.8--1.32L / s的排量缓 慢向井内灌入钻井液。 记录不同时间的注入量和立管压力。 一直注到井内压力不在升高并有下降 (地层已经破裂漏失),停泵,记录数据后,从节 流阀写泄压。 从直角坐标内做出注入量和立管压力的 关系曲线。如图
钻井过程中的地层漏失机理研究
诱 导裂缝 的方 向 总是 垂 直 最 小地 应力 方 向 ，分 为水平诱导裂缝和垂直诱导裂缝 。
当 ＞ ≥ 时 ，形成 水 平诱 导裂缝 ，此 种 情况 大 多发生 在浅 层 。产生 水平 裂缝 时 的最小 注 入 压力 ，必 须大 于作 用在 裂缝 面上 的原地 层法 向应力 。 在深 部地 层 中 ，只有 在 逆 断 层 活 动 区域 里 才 能 形成 水平裂缝 ，但注入压力很高 ，要大于或至少等于上覆
图 １ 左右液柱平衡 时的 ｕ型管 （砂岩 ）
这 个 自然漏 失模 拟 分 析 以砂 岩 为例 ，对 其他 岩 性 也成 立 ，只须 漏 失 通 道 的连 通 性 好 即 可 。也 可 以 用 模拟 ｕ型管 来 解 释溢 流 和采 油 的原 理 ，这 时 地层 流体压 力大 于井 内液柱 压力 ，地层 流体 向井 内流动 。 不 同岩性岩石一般可分为黏土岩、砂／砾岩 、碳 酸盐 岩 、火成 岩 、变质岩 。一 般来 说 ，泥 、页 岩发生 井 漏 的 可 能性 较小 。
第 １５卷 第 ４期
重庆科 技学 院学 报 （自然科 学版 ）
２０１３年 ８月
钻 井过 程 中 的地层 漏 失机 理 研 究
蒋宏伟 石 林 郭庆丰 杨 宝刚 张小平
（１．中国石 油 集 团钻 井 工程技 术研 究院 ，北 京 １００１９５； ２．中国石 油技 术 开发公 司，北京 １０００２８；
体
漏 失 —＋—＋一
图 ３ 地 层 岩石 单 元 应 力 图
图 ２ 左 右液柱不平衡 时的 ｕ型管 （砂岩 ）
（２）砂 、砾 岩 。 砂 、砾 岩 埋 藏 深 度 范 围 较 大 ，在 中 、高渗 地层 中 ，孔 隙是 主 要 漏 失 通 道 。砂 、砾 岩 孔 隙按其成 因可分 为原生孔隙 、次生孔 隙和混合型孔 隙 。较 深井段 的岩 石 经 过 较 强 的成 岩作 用 ，大 多 属 于低 孔 、低渗 的砂 、砾 岩 层 ，一般 不 易 发 生 井 漏 。类 裂缝尽管所 占孔隙度极低 ，但渗透性高 ，构成漏失通
裂缝性地层H_B流型钻井液漏失流动模型及实验模拟
y y 轴为平面裂缝的延伸方向， 平面裂缝在 x、 平行， 方向上的边界长度分别用 Lx 和 Ly 表示， 平面裂缝纵 （缝长 / 缝高） ， 平面裂缝的倾角表示为 α。 横比为 Lx/L y 所建数学模型描述了 H-B 流型钻井液沿与井筒相交 的二维平面裂缝漏失流动的过程， 钻井液漏失进入 平面裂缝的同时， 也将井筒液柱压力传递给裂缝壁 面， 导致裂缝受力而发生变形， 裂缝宽度变大。
Flow model and experimental simulation for leak-off of H-B flow-pattern drilling fluid in fractured formation LI Song1, 2, KANG Yili1, LI Daqi3, TANG Long1, YANG Jian2, LIU Xuefen1,4
第 37 卷 第 6 期 2015 年 11 月
石 油 钻 采 工 艺 OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY
Vol. 37 No. 6 Nov. 2015
文章编号：1000 – 7393 （ 2015 ）06 – 0057 – 06 doi:10.13639/j.odpt.2015.06.014
Abstract: As the oil and gas exploration and development gradually shifts to complicated formations such as deep formation, super-deep formation, deepwater formation, high-temperature high-pressure & high-sulfur-content formation and multi-pressure formation, the problem of lost circulation becomes more and more serious, which greatly delays the progress of oil and gas exploration and development. Therefore, researching the diagnosis of leak-off of drilling fluid and revealing the dynamic behavior and characteristics of leak-off of drilling fluid are of great significance for understanding the lost circulation and optimizing the leakage prevention and sealing technologies. The flow model for leak-off of H-B flow pattern drilling fluid in 2-dimensional planar fracture has been established, and the dynamic behavior and affecting factors of leak-off of drilling fluid have been revealed. The research results indicate that, as the aspect ratio, area, extended length, deformation and surface inclination angle of 2-dimensional planar fracture increase, the leak-off
地层完整性及漏失测试程序与计算
地层完整性测试程序与计算(FIT)地层完整性测试是增加井底压力到设计压力测试地层强度的方法。
在钻进到更高井底压力的下一地层，通常进行地层完整性测试确保套管鞋以下地层不破裂。
通常，陆地工程师将设计需要的地层完整性测试压力（单位为ppg）。
在进行地层完整性测试前，你应当知道地层完整性测试需要的压力。
如下公式显示如何计算地层完整性压力。
地层完整性测试需要的压力(psi) = (地层完整性测试需要的压力 ppg – 现在的泥浆比重ppg)×0.052×真正的垂直套管鞋的深度ft举例:需要地层完整性测试压力(ppg) = 14.5目前的泥浆比重 (ppg) = 9.2套管鞋垂直深度(ft) = 4000 TVD地层完整性测试需要的压力（psi） = (14.5-9.2) x 0.052 x 4000 = 1102 psi 地层完整性测试规则指导罗列如下：（注: 仅仅是指导。
为了进行压力测试，你可能需要遵循标准程序):1. 钻进新地层几英尺后，循环洗井并收集样品确认钻到新地层然后起钻具到套管位置。
2. 关闭环形防喷器或者闸板，准备泵,通常是固井泵，通过节流管汇循环确保地面管汇充满钻井液。
3. 停泵并关闭压井管汇阀。
4. 使用固定泵冲逐渐泵入少量的钻井液到井内。
记录总泵冲、钻杆压力和套管压力。
泵入直到套管压力到达地层完整性测试压力，稳压一段时间确定压力。
5. 卸掉压力并打开井。
然后继续钻井作业。
然后继续钻进。
漏失测试程序与计算漏失测试是为了找到特定地层的压裂梯度。
漏失测试的结果也可以显示在钻井作业时可以使用的最大等量泥浆比重。
漏失测试(LOT)指导程序如下：(注:这不是唯一的指导程序。
进行漏失测试时，你可能需要遵守你的标准程序。
):1.钻进新地层几英尺后，循环洗井并收集砂样确定已经钻到新地层并且起管柱到套管。
2.关闭环形防喷器或者闸板防喷器，准备泵，通常为固井泵，通过节流管汇循环确保地面管汇充满钻井液。
地层压力-地层破裂压力-地层坍塌压力预检测
地层破裂压力和坍塌压力预测摘要地层破裂压力和地层坍塌压力是钻井工程设计的重要依据，对确定合理的钻井液密度和其他钻井参数有重要意义。
在参考了一些书籍和相关论文的基础上，对地层破裂压力和坍塌压力的预测方法做出了较为系统的总结。
地层破裂压力的预测主要有H-W模式和H-F模式，包括伊顿法、黄荣樽法、安德森法等；地层坍塌压力的预测主要基于井壁岩石剪切和拉伸破坏的原理。
关键词：破裂压力；坍塌压力；预测第一章前言地层破裂压力是指使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底流体压力。
它是钻井和压裂设计的基础和依据。
如何准确地预测地层破裂压力，对于预防漏、喷、塌、卡等钻井事故的发生及确保油气井压裂增产施工的成功有着重要的意义。
地层坍塌压力是指随着钻井液密度的降低，井眼围岩的剪应力水平不断提高，当超过岩石的抗剪强度时，岩石发生剪切破坏时的临界井眼压力。
它的确定对于确定合理的钻井液密度和钻井设计及施工有重要意义。
地层三项压力研究历史及发展现状：✧八十年代以前，地层孔隙压力以监测为主，地层破裂压力预测处于经验模式阶段，如马修斯-凯利模式、伊顿模式等。
没有地层坍塌压力的概念。
✧八十年代，提出了地层坍塌压力的概念，从理论上对地层三个压力进行了公式推导。
✧九十年代以来，一般根据岩石力学的基本原理由地应力和地层的抗拉强度预测地层的破裂压力，进入实用技术开发阶段。
目前，地层三项压力预测技术已经得到广泛的重视，也从各个方面对其进行了研究和应用：●室内实验研究方法（研究院）●地震层速度法（石大北京）●常规测井资料法（华北钻井所、石大）●页岩比表面积法（Exxon)●人造岩心法(Norway)●岩屑法(Amoco、石油大学）●LWD、SWD法（厂家）●经验模式法（USA)第二章 地层三项压力预测机理2.1 地应力模型1、各向同性模型利用电缆地层测试或压力恢复测试资料，在不考虑构造应力影响情况下，各向同性模型计算水平应力公式为：()p p b x P P P PR PR αασ+-⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=01（2-1） 式中：PR — 泊松比；Pob — 上覆岩层压力；Pp — 孔隙流体压力；α — Biot 常量。
地层破裂(漏失)压力试验
试验原理概述
地层破裂(漏失)压力试验是通过向地 层施加压力，观察地层发生破裂或漏 失时的压力变化，从而获取地层的破 裂压力和漏失压力。
地层破裂(漏失)压力试验广泛应用于 石油、天然气、水文地质等领域，为 油气田开发、地下水资源评估等提供 重要的地质参数。
试验目的
确定地层的破裂压力和漏失压 力，为钻井、完井和采油工程 提供重要参数。
评估地层的稳定性，预测地层 可能出现的破裂和漏失风险， 为钻井、完井和采油工程提供 安全保障。
了解地层的渗透性和流体流动 能力，为油藏工程提供基础数 据，优化油田开发方案。
02
地层破裂(漏失)压力试验原理
破裂压力与漏失压力的定义
破裂压力
地层破裂时所需的压力，通常是 指地层孔隙、裂缝或矿物晶体发 生破裂时所承受的压力。
漏失压力
地层发生漏失时所需的压力，即 流体通过地层孔隙、裂缝或矿物 晶体发生流动时所承受的压力。
破裂压力与漏失压力的关系
破裂压力通常大于漏失压力，因为地 层在发生破裂之前，其孔隙、裂缝或 矿物晶体已经具有一定的连通性，允 许流体流动。
试验过程中，需要记录地层在不同压 力下的变化情况，如孔隙水压、裂缝 开度等，以评估地层的物理性质和潜 在的工程地质问题。
03
试验设备与材料
试验设备
01
02
03
04
压力表
用于测量地层破裂时的压力， 确保精度和稳定性。
试验管
用于模拟地层，通常由耐压、 耐腐蚀的材料制成。
连接器
用于将试验管连接在一起，保 证密封性和压力传递的准确性
确定试验目的
明确试验的目标，是为了测定地层的破裂压 力还是漏失压力。
地层破裂(漏失)压力试验
四、地层破裂压力试验 注意事项
1、实验压力不应超过地面设备、套管的承压能力。
2、在钻进几天后进行液压实验时，可能由于岩屑堵
塞了岩石孔隙，导致实验压力很高，这是假象， 应注意。 3、液压试验只适用于砂、页岩为主的地区，对于石 灰岩、白云岩等地层的液压实验尚待解决。
五、现场地层漏失压力试验
试漏前的准备
=11.512+0.00981×1.2×1206 =25.709MPa 最大允许关井套压：Pamax=PL－0.00981ρ用H试 ＝25.709－0.00981×1.2×1206 ＝11.512MPa Pamax＝PCL－0.00981（ρ用－ρ试） H试 ＝11.512－0.00981（1.2－1.2）×1206 ＝11.512MPa
1、预测法——应用经验公式预测地层破裂
压力，作为钻井设计的依据。
2、验证法——在下套管固井后，必须进行 试漏试验，以验证预测的破裂压力。
二、确定地层破裂（漏失）压力的方法 DPSIP
CSIP
在做地层破裂压 力试验时，在套管鞋 以上钻井液的静液压 力和地面回压的共同 作用下，使地层发生 破裂而漏失
疏松地表层
1.00 1.02 1.04 1.06
1.08 1.10 1.12 1.14
1.16 1.18 1.20 1.22
图 3—11 漏失压
五、现场地层漏失压力试验
五、现场地层漏失压力试验
五、现场地层漏失压力试验
某井试漏时井深1206米，泵排量16.35升∕冲，钻井液密度 1.20克∕厘米3
累计泵冲 5 10 立压（kPa) 836 2991 累计泵冲 45 50 立压（kPa) 14986 15015
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地层漏失试验程序
1.1.1 试漏层位：
二开后钻揭新地层5~10m做地层破裂压力试验。
1.1.2 试漏程序：
（1）试验前循环调节钻井液性能，保证钻井液性能均匀，以满足试验施工要求。
（2）上提钻头至套管鞋内，井内灌满钻井液，关井。
（3）用水泥车或试压泵采用从钻具水眼或环空两种方式中的一种向井内泵入钻井液。
裸眼长度在5m以内的选用0.7~1.0L/s的排量，超过5m的选用2~4L/s的排量。
（4）为了求取试漏层最小主地应力和岩石抗拉强度数据，地层压裂后应进行停泵和重张压力测量。
（5）当压力达到井口承压设备中的最小额定工作压力或套管承受的压力达到套管中的最小抗内压强度80%时仍未被压裂，应停止试验。
1.1.3 试漏数据采集：
（1）日期、时间、井号、井深、套管尺寸及下深、地层及岩性、钻井液密度、注入泵型号、缸套直径及冲数。
（2）每间隔20~50L泵入量或每间隔10s（泵速恒定）记录一次相应泵压和注入量或时间。
开始时记录点间隔可大些，后期应加密记录点。
正循环
泵入时，泵压由立管或井口压力表读数。
环空泵入时由环空压力表读数。
（3）地层压裂后继续泵入直到记录出压力平稳段后停泵，停泵每间隔10s记录一次泵压，直至记录出泵压平稳段。
（4）待泵压相对稳定后，重新开泵压开地层，继续泵入钻井液直至再次出现压力平稳段停泵，每间隔10s记录一次重张压力。
（5）详细记录试验过程中的压力与排量变化情况，特别要读出破裂压力值、裂缝延伸压力、瞬时停泵开始压力、停泵后压力下降的拐点、重新开泵后的裂缝重张压力、裂缝延伸压力等各项数据。
1.1.4 试漏结果：
根据采集的数据做出如下图所示的试漏曲线；
有关参数的计算： a ．漏失压力
H G L L ρ00981.0+P =P
式中：L P ——漏失压力，MPa ；
GL P ——漏失时地面压力，MPa ； ρ——钻井液密度，g/cm 3； H ——试漏层深度，m 。
b ．破裂压力
H G F F ρ00981.0+P =P
式中：F P ——试漏层破裂压力，MPa ；
GF P ——破裂时地面压力，MPa 。
c ．破裂压力当量钻井液密度
H
F e P ⨯=972.101ρ 式中：e ρ——地层破裂压力当量钻井液密度，g/cm 3。
d ．最小水平主地应力
H GS m ρ00981.0+P =P
式中：m P ——最小水平主地应力，MPa ；
GS P ——瞬时停泵拐点压力，MPa 。
e ．岩石抗拉强度
GR GF t S P -P =
式中：t S ——试漏层岩石抗拉强度，MPa ；
GR P ——重张时地面压力，MPa 。