钻井堵漏手册

雪佛龙菲利普斯化工有限公司

简介

2000年7月1日雪佛龙公司的石油化工和塑料业务与菲利普斯石油公司的化工业务以各占50%的股份合并在一起。雪佛龙菲利普斯化工有限公司（CPChem）总部位于德克萨斯州的Woodlands，是一家生产烯烃、聚烯烃、芳香烃、苯乙烯和各种特殊化学品与塑料品的世界顶尖生产者。在世界范围内大约有5,150位雇员，资产达70亿美元，有34个制造工厂，6个研究机构和技术中心，并在80多个国家开展业务。雪佛龙菲利普斯化工有限公司有高素质的人才，雄厚的实力和高超的技术，引领世界先进化学品生产的先锋。

声明：

声明

采用本资料中所包含的任何技术信息，读者必须同意，这些由雪佛龙菲利普斯化工有限公司提供的技术信息，只是为了方便起见，不具备任何保证或任何形式的担保，并接受和自行承担由此使用而导致的风险。使用者应该独立核实这些信息是否满足其使用要求。在本资料中所包含的技术信息中的任何意见或建议，因其使用条件可能与读者的具体情况存在差异，因而不提供其保证。在本文中所谓的“技术信息”是指所本资料中包含的所有的技术咨询，建议，测试，或分析，包括但不限于因其可能涉及对具体使用和应用而所作的产品选择方面的信息。此外，这里所包含的信息，不涉及任何知识产权方面的问题，同时，所涉及到的国家，地区或当地的法律问题，应由用户自行调查核实。

录

目 录

前 言 (6)

序 言 (7)

第一章 渗透性漏失 (8)

第二章 中等程度漏失 (12)

第三章 井眼加固 (15)

第四章 严重漏失——钻井液全部漏失不返出 (19)

第一节 概述 (19)

第二节 活性堵漏材料 (20)

第三节 钻井液失去循环的钻井（或者用充气流体并下套管） (43)

第四节 产层漏失 (44)

附 录 (45)

附录Ⅰ (46)

附录Ⅱ (47)

附录Ⅲ (48)

附录Ⅳ (49)

附录Ⅴ (51)

附录Ⅵ (52)

附录Ⅶ (53)

附录Ⅷ (54)

附录Ⅸ (55)

附录Ⅹ (57)

附录Ⅺ (58)

附录XII (59)

实 例 (75)

前 言言

钻井特殊化学品公司在经过广泛调查之后，认为在油气钻井工程中，导致钻井液成本上升的井下复杂问题就是井漏与堵漏。这本手册（以及光盘）的编写目的就是要告诉读者这一问题的本质和解决的途径。

这本手册（以及光盘）是我公司专业小组结合其各位专业人士合计达180多年在钻井液方面的专业经验而编制出来的。该小组的人员向钻井特殊化学品公司的西半球销售和营运经理Bill R. Holvey 作报告，小组的全体成员感谢管理层对该项目提供的支持。

编写成员是编写成员是：：

Daniel (Dan) J. Ferron——钻井特殊化学品公司拉丁美洲销售董事

Bruce E. Smiley——钻井特殊化学品公司墨西哥海湾技术产品专家

W. P . (Willie) Reneau——康菲石油公司钻井液高级顾问（钻井特殊化学品公司）

Sam B. Ledbetter——钻井特殊化学品公司技术服务高级工程师

Mike L. Stephens——钻井化学品公司固井化学品产品系列经理

Don Murray——雪佛龙菲利普斯化工有限公司IT 专家（已退休）

Jill Griggs——雪佛龙菲利普斯化工有限公司IT 专家

Charlotte Esparza——雪佛龙菲利普斯化工有限公司行政助理

John E. Hostettler——技术文献顾问

Dennis S. Goldwood——钻井特殊化学品公司高级技术销售工程师和项目协调员

审核成员是审核成员是：：

Phill Moses——钻井特殊化学品公司亚太销售经理

Marc Matthiesen——钻井特殊化学品公司总经理

翻译翻译：：

为本手册提供翻译的有中国石油大学的李健鹰李健鹰李健鹰老师，胜利油田钻井院油田化学所的唐代绪唐代绪唐代绪高级工程师，中国石油天然气总公司老干部局的徐同台徐同台

徐同台老师也提供了协助。特在此表示衷心的感谢！

序 言

井漏：是指钻井液（泥浆）在任何井深漏到地层中的现象。

漏失地层的类型漏失地层的类型：：

1. 粗而疏松的渗透性好的未固结的地层，如砂岩、砾岩和某些粗砾石床、破碎地层和生物礁沉积层；

2. 岩穴和孔洞地层，如生物礁地层、灰岩地层、白垩地层和白云岩地层；

3. 天然的和诱导的裂缝或破碎地层。

已证明，井漏是钻井施工中耗时最多和增加成本很多的井下复杂情况。据估计由于井漏占用的钻井时间和材料等费用每年需花费十亿美元以上。为了解决这一问题，雪佛龙菲利普斯化工有限公司的分公司-钻井特殊化学品公司承担了编写一套堵漏手册（及光盘）的任务。这套堵漏手册（及光盘）的独特之处是提供了一套堵漏材料（LCM ）的计算软件，它可以帮助客户找到合适的堵漏配方。为了编写这套堵漏手册（及光盘），形成容易理解的和相对独立的主题，我们将这套堵漏手册（及光盘）的内容分为三个主要的部分，即渗透性漏失、中等程度漏失和严重漏失或钻井液完全失返。在每一部分中，我们将描述漏失的本质并推荐堵漏的方法。

第一章第一章 渗透性漏失渗透性漏失

为便于讨论，我们对钻井液的渗透性漏失定义为：每小时漏失油基钻井液少于10桶（1.6立方米），水基钻井液少于25桶（4立方米）。钻井施工中影响漏失速率的因素可能很多，否则只是一种可以觉察到的漏失。在比较坚硬的地层快速钻进时能引起可觉察到的渗透性漏失，而实际并不存在。

例如：在8.5”井眼中钻井速度高时，若怀疑发生渗透性漏失，这可能是其它因素引起的。其中一个因素是钻井液正常的取代了被钻出的岩屑空间。如在8.5”井眼，当每小时进尺为50英尺（15.2米/小时）时，每小时将需要3.5桶（0.56立方米/小时）的钻井液填入新的井眼。另外一种可觉察的可能的渗透性漏失的原因是钻井液随钻屑从体系中被除去。对造成这种结果的钻井液损失量进行估算或者根据经验粗略计算的话，大概是每桶钻屑损失1桶钻井液。因此，如前述的例子，在8.5”直径的井眼，钻速维持在每小时50英尺（15.2米/小时），每小时或每50英尺（15.2米）长的井眼将有额外的3.5桶钻井液会经由钻屑而损失。这样每小时能觉察的钻井液损失总计达7桶（1.1立方米/小时），或者经过8小时将会觉察到损失了56桶钻井液。经过24小时钻井液损失总计将达168桶（26.7立方米）。因此，当觉察到钻井液损失准备处理时应考虑到这些因素。当然，井眼越大这种影响就越大。

为了有效和及早地处理渗透性漏失，我们必须弄清楚发生渗透性漏失的原因。除了上述例子之外，还有几个常见的原因，如钻井液当量循环密度（ECD ），通常是钻井液密度超过地层压力，或者是所钻地层的特点决定了渗透性漏失。也许，从钻井施工的几个重要方面可以分清是否存在真正的渗透性漏失。用体积累积方法、事故指示仪或类似装置也能测量出实际漏失钻井液的数量。

在查找出漏失的原因之后便可以进行堵漏。根据施工的阶段可以判断所发生的渗透性漏失的严重程度，根据情况，施工者可以选择完全忽略井漏情况，继续正常钻进。这就是说，若施工的井眼稳定并能容许短时间漏失（接近套管鞋深度）一些成本不高的钻井液，作一个简单的经济分析可以表明忽略这种漏失可能是最好的解决方法。

另外一种可采用的方法是继续钻进而不需要做什么处理，仅依靠细钻屑的逐步堆积，填满空隙，从而阻止漏失。这种方法需要慎重考虑，因为钻井液中细钻屑的增加会影响钻井液的流变性（变稠）。因此，我们可能在解决一个问题的同时又引发另一个花钱更多的问题。

解决这种漏失的第二种方法是停钻，关泵，将钻杆提到可疑的漏失层之上，对井眼进行处理。在这期间做一些通常的平台维护作业（穿大绳或丢大绳等），以减少停钻时间。这种方法通常需要大约两小时。

对付这种类型漏失的第三种和最好的方法是在钻遇可疑的漏失层之前（预防）或者当漏失已经发生时（补救），对整个体系进行处理。预处理作为比较好的方法若可以选用的话，推荐钻井液用4～6 ppb