井漏及处理技术

2、压差对井漏的影响
(1)钻井液密度：钻井液密度越高，液柱压 力越大，漏速越大； (2)钻井液粘切：粘切越大，循环压耗越大， 漏速越大；粘切越大，漏失阻力越大，漏 速越小； (3)排量：排量越大，循环压耗越大，漏速 越大。
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。
漏层对压力的 敏感程度
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。
二、处理井漏的程序
确定漏层位置 制定处理井漏 的具体方案
确定漏层压力
判断井漏严重 度及复杂性
确定漏失通道性质：
开口尺寸、形状、状态及 连通性、所含流体性质等
判断漏层对压 力的敏感程度
1、漏层位置的确定方法
(1)综合分析法
a)钻进中井漏：钻开新地层时，井底漏； b)分析原来曾发生过井漏的层段重新漏失的可能性 c) 根据地层压力和破裂压力的资料对比，最低压力 点是首先要考虑的地方，特别是已钻过的油、气、 水层及套管鞋附近； d) 根据地质剖面图和岩性对比，漏层往往在孔隙、 裂隙发育的地方； e)和邻井相同井段进行对照分析。
钻遇天然孔隙 或裂缝时引起 的井漏， 在有限 井漏原因及特点 压力作用下， 漏 失通道的开口 尺寸及联通性 不发生变化。
处理井漏的基本思路和方法
本节主要围绕井漏发生的条 件和影响因素，介绍预防和处理 井漏的基本思路及程序。
一、基本思路(途径)
由井漏的条件可知，预防或消除井漏，不外乎：
1、封堵漏失通道，即我们通常所说的堵漏 2 、消除井筒与地层之间的正压差，如降密 度………
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、关井过程中井漏； 4、压井过程中井漏； 5、下钻或开泵时井漏。
井漏的性质与分类
漏失通道性质
漏层性质 漏层位置 开口尺寸 形状及分 布状态 连通性 地层流体
井 漏 性 质
漏层温度
漏失压力 井漏严重度 井漏时的其它井 下复杂情况
计算公式：
6
泵 压
QT 2 T1 H L 1.274 10 D D
2 2 2 1
L－下钻井深(井底)，m； Q－排量，m3/min； T1 T2 D2，D1－井眼直径和钻具外径，mm。
T3
时间
(6)周循环时间差法
原理：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。 t 计算公式： 6 H 1.27410
1、按漏速分类
漏速 (m3/h) 井漏类型
≤5 微漏
5～15 小漏
15～30 中漏
30～60 大漏
≥60 严重漏失
2、按漏失通道形状分类
漏失通道形状 孔隙 裂缝 孔隙－裂缝 溶洞
井漏类型
孔隙性漏失
裂缝性漏失
孔隙-裂缝 性漏失
溶洞性漏失
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3、按引起井漏的原因分类
井漏类型 压差性漏失 诱导性漏失 在井筒钻井液动压力 的作用下，地层中不 足以引起井漏的通道 相互联通，并向地层 深部延伸，形成更大 的通道而引起井漏， 漏失通道的开口尺寸 及联通性随外部压力 变化。 压裂性漏失 地层中本身不存 在漏失通道， 只当 井筒中作用于井 壁地层的动压力 大于地层的破裂 压力时， 造成地层 被压裂， 形成新的 漏失通道面引起 井漏。
n 1 n 2 1 3 漏 n f1
(4)替换轻泥浆法
原理：漏层压力不变 要点：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 注意：替换后静液面在井口以下，密度均匀 H H 计算公式： H
1 1 2 2 1 2
(5)注轻泥浆法
原理：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 现拐点。 要点：在整个顶替过程中，排量不变。
二、井漏的危害
1.钻进无法维持:损失大量的钻井液 2.损失钻井时间: 3.消耗堵漏材料: 4.影响地质录井:不能获取合格的地质资料 5.其它井下复杂:井塌、卡钻、井喷等; 6.储层伤害:储层井漏。
三、发生井漏的基本条件
井漏必须具备两个条件： 一是：地层中存在能使钻井液流动的漏失通 道，如孔隙、裂缝或溶洞。 二是：井筒与地层之间存在能使钻井液在漏 失通道中发生流动的正压差。 两个条件缺一不可，必须同时具备时 才会井漏。
二、井漏严重度
•漏 漏速：指单位时间内的漏失量，用 m3/h表示：
Q V t
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：
Kc V P
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： P P －P
动 漏
•作用于井壁上的动压力：P ＝P ＋P ＋P 动 柱 耗 激 •漏漏失压力：
漏层压力是指漏失停止后，漏层所能承受 的静液柱压力。漏失停止后，井筒中的钻井液 液面就静止在某一位置，根据静液面井深，漏 层压力计算如下：
P＝9.8 10 H H
3 漏
静

现场确定静液面的方法主要有仪器测试、 下钻探测、悬重变化计算等方法。
3、漏失通道性质的确定
判 断 规 则 砂泥岩地层井漏，漏速可以几方至失返 泥岩地层井漏，漏速一般小于 30m3/h 碳酸盐岩地层井漏，漏速小于 30m3/h 碳酸盐岩地层井漏，漏速 30～60m3/h 在碳酸盐岩地层钻进过程中，出现钻时加 快，钻具蹩跳，发生井漏，且井口很快失返 在碳酸盐岩地层钻进过程中，出现钻具放 空，井口突然失返 漏 失 通 道 性 质 孔隙性漏失 孔隙或微小裂缝性漏失 裂缝开度：＜1mm 微小裂缝性漏失 裂缝开度：＜1mm 中等裂缝性漏失 裂缝开度：2～5mm 大裂缝性漏失 裂缝开度：＞5mm 溶洞性井漏
D
2
2
D
2 1
1/ Q 1/ Q
V t T 其中：
Q
Q－排量，m3/min； Q′－返出量，m3/min； D2，D1－分别为井眼直径和钻具外径，mm； T′－井漏后的实测周循环时间； V－井眼容积(扣除钻具本体体积)，m3。
(7)仪器测试法
静液面 井深
漏层 位置
2、漏层压力的确定方法
二、桥接堵漏材料
1、种类
(1)颗粒状材料，如：核桃壳、橡胶粒、硅 藻土、沥青等。 (2)纤维状材料，如：棉籽壳、锯木末、甘 蔗渣、石棉粉、皮革粉、纸纤维、稻草及 秸杆等。 (3)片状材料，如：云母片、蛭石、稻谷壳、 花生壳、玻璃纸、鱼鳞片等。
2、规格
桥接堵漏剂没有统一的规格，通常将 材料分为粗、中、细三级 (1)粗：大于10目(大于2mm) (2)中：10～20目(0.9mm～2mm) (3)细：小于20目(小于0.90mm)
3、柴油膨润土水泥浆
(1)原理：柴油膨润土堵漏水泥浆是将一定比例的水 泥、膨润土和柴油混合，配成一种比较稳定的悬浮液， 由钻杆内注入漏层，并和管外注入的钻井液混合，油 被钻井液中的水替换并游离出来，水泥和膨润土吸水 后形成粒度不等的小球，这些小球在漏失通道架桥堵 塞，并相互粘结，最终形成膨润土水泥石而彻底封堵 漏层。 (2)特点：具有桥浆和水泥浆堵漏的双重作用。 (3)配方：膨润土:水泥:柴油＝1:1:1.5(重量比)，配 成密度为 1.49g/cm3 的浆液，该浆液与钻井液按不 同比例混合，可获得从软到极硬的堵塞强度。
(2)正反循环法
原理：漏速相等时，漏失压差相等 要点：正循环的漏速V正＝返循环的漏速V反 适用性：有返井漏
D V D D V 计算公式：H ＝ D V V
n1 n n1 f2 2 1 漏 n1 n n f1 f2 n f3
L
D、D1、D2－钻具内径、钻具外径、井眼直径，m； Vf1、Vf2、Vf3－正循环时环空流速、反循环时环空与钻具 内流速，m/s。
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： (1)指漏速对漏失压差的敏感程度； (2)是指漏失通道对井筒动压力的敏感程 度。
5、井漏严重程度
漏速、漏层吸收系数
6、制定处理井漏的
具体方法与施工方案
堵漏的方法 (处理井漏的主要手段 )，主要考虑： 堵漏浆液的配制、钻具下入井深、堵漏浆液的 注入工艺、顶(挤)替量及其工艺、确保堵漏施 工的安全技术措施、堵漏施工中可能出现的其 它意外情况及其应急方案等问题。
3、原理
桥接堵漏剂封堵漏失通道的过程属 机械堵塞: (1)“架桥”作用 (2)充填和嵌入作用 (3)膨胀作用
4、桥接堵漏浆液
在钻井液中加入不同粒径、不同形 状的桥接堵漏剂配成的具有一定浓度的 堵漏浆液 注意事项： (1)级配 (2)浓度 (3)浆液量
三、高失水堵漏
1 、原理：高失水堵漏浆液进入漏失井段后， 在井下压差的作用下迅速失水，浆液里的固 相组分在漏失通道中聚集、变稠，形成堵塞 滤饼，继而压实，填充漏失通道，达到堵漏 的目的。 2 、特点：高失水堵漏剂以其使用方便、见 效快、适应范围广等特点。如：PCC、HHH 堵漏剂。
常用堵漏材料
堵漏是处理井漏最普遍、最常用 的方法。堵漏不能缺少堵漏材料。
一、堵漏水泥浆
水泥是常用的一种无机胶凝堵漏材料，其堵漏原 理是把水泥配成水泥浆，泵送至漏层中，一段时间后， 水泥浆从稠化到固化，形成具有一定抗压强度的凝固 体而填塞漏失通道，并把近井壁周围的地层胶结为一 体，达到封堵漏层的目的。 水泥具有原料来源广、价格便宜、堵漏工艺简单、 固化前能适合任意漏失通道形状、固化后具有很高的 抗压强度和承压能力等特点，因而水泥浆堵漏一直是 现场应用最广泛的一种堵漏方法之一。
(3)漏前、漏后立压变化法
原理：井漏后漏层以上环空压耗减小 要点：井漏发生后，排量不变 计算公式： D －D 有返出时： H ＝
2 1 漏 n f1
n 1 n n f2
4k 8 4 / n V V

P
无返出时：
D －D H P 9.8 10 B 4k 8 4 / n V
P ＝P ＋P
漏 孔
损
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。
1、漏失通道性对井漏的影响
漏失通道性质对井漏的影响非常复杂， 一般有这样的规律： (1) 漏失通道的几何开口尺寸越大，井 漏越严重； (2) 漏失通道之间的连通性越好，井漏 越严重；
2、胶质水泥浆
胶质堵漏水泥浆是在水泥浆中加入膨润土，以提 高浆液的抗稀释能力，同时可大降低水泥石的强度， 防止软地层堵漏后，钻水泥塞时钻出新井眼的目的。 胶质堵漏水泥浆通常采用以下两种方法配制： (1)把膨润土粉与水泥干灰混合，混合比例一般为： 水泥 : 膨润土＝ 100:10～ 30，按 0.6～ 0.8 的水灰比 配成密度为1.50～1.70g/cm3的胶质水泥浆。 (2)把水泥加入到1～3％的预水化膨润土中，配成密 度为 1.65～ 1.80g/cm3的胶质水泥浆。此方法获得 的胶质水泥浆比第一种方法抗稀释能力更强。
1、水泥浆
(1)水泥原浆： G 级油井水泥 :水＝ 1:0.45～ 0.6，主 要用于浅井～中深井段的堵漏； (2)缓凝水泥浆： G级油井水泥 :水＝ 1:0.45～ 0.6， 并在水泥浆中加入缓凝剂，主要用于中深井～深井段 的堵漏； (3)速凝水泥浆： G级油井水泥 :水＝ 1:0.45～ 0.6， 并在水泥浆中加入催凝剂，主要用于浅井段的堵漏。 最常用的催凝剂为 CaCL2和水玻璃，配制时将催凝剂 溶解在配浆水中，其加量根据需要而定，一般情况下， CaCL2在配浆水中的加量为 8～15％，水玻璃的加量 为6～10％。
井漏的预防与处理
2010年11月8日
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
一、井漏的定义
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 的一种复杂情况。
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。