冯博涩北地区井漏预防论文.docx
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冯博涩北地区井漏预防论文
论文
涩北地区井漏预防
与处理
姓名冯博
指导教师
西部钻探青海钻井公司
涩北地区井漏预防与处理
摘要:
涩北气田在钻井和完井作业中极易发生井漏,井漏是石油钻井中严重而又普遍的井下复杂情况之一,大多数油气田都存在不同程度的井漏问题。
井漏对正常钻井施工作业危害非常大井漏后大量的钻井液进入造成储层的破坏,严重损害储层;井漏后井内液面下降,液柱压力降低,使得地层压力不能平衡,更会造成其它井下事故
关键词:
涩北井漏预防处理
一、涩北气田井漏的原因分析
涩北气田的第四系地层结构疏松,成岩性差,在钻井和完井过程固井中极易发生井漏。
钻井工艺措施不当则会诱发和加剧井漏的发生。
涩北气田井漏主要原因:
地层成岩性差,地层疏松,部分地区(例如:
台南地区)存在地层裂缝,通过气层试采造成产层压力下降严重,产层易发生漏失。
其他原因:
施工中人为操作不当以及钻井液性能影响导致井漏。
1、钻井液排量控制不当,小排量循环时间太短,环空稠浆未全部返出。
开泵过猛或排量太大往往会导致井漏。
2、下钻或接单根时,由于下放速度过快,造成过高的激动压力,压漏钻头以下的地层。
3、钻井液粘切过高,开泵时造成激动压力过大,压漏钻头附近的底层
在快速钻进时,由于排量跟不上,使岩屑浓度大不能及时排出,使之岩屑沉淀聚集在钻铤环空处,造成压力过高压漏地层。
4、加重钻井液时,没有控制好加量,造成密度过高,压漏了裸眼井段中抗压强度最薄弱的地层。
5、下套管过程中扶正器刮削井壁,使裸眼段井壁严重破坏,泥饼脱落,漏失层裂缝裸露,同时脱落的泥饼堆积在井眼内,增加了循环压耗,容易造成开泵井漏。
6、固井时水泥浆密度的影响。
水泥浆密度远远大于地层压力系数,随着水泥浆在环空上返高度的增加液柱压力增大,当上返到一定高度时就会导致易漏层的漏失。
二、涩北气田发生井漏预防措施
井漏预防最主要是避免人为造成的井漏,这就要求在施工前收集好相关地质,工程等资料,并且要把所有预防堵漏的工作提前做好。
(1)、设计合理的井身结构。
加强前期基础研究,做到地质、钻井设计能有效指导钻井施工
(2)、在钻易漏地层时,排量要适当,钻速要适当,起
下钻、接单根时下放速度要适当,防止产生激动激动压力而压漏地层
(3)、下钻时发现钻井液不返,及时上提两柱,避开漏层接方钻杆循环堵漏。
(4)、加重钻井液时严格控制加重速度,确保钻井液密度均匀。
(5)、在钻井液静止时间过长的情况下,要分段循环钻井液,并且开泵要从小至大,以防憋漏地层
(6)、下钻时尽量避免在已知漏层位臵开泵循环;起钻时要灌满钻井液,以防井塌导致井漏。
(7)、下套管作业时应严格控制下放速度,特别是在有遇阻现象时决不能硬放,应采用上下活动或接方钻杆开泵循环的方法慢慢下放,防止蹩漏地层。
(8)、下完套管应先将套管内灌满钻井液,然后用小排量建立循环,待井内老浆全部返出之后再逐渐加大排量清洗井壁。
(9)、固井工艺上目前现场采用分段设计水泥浆比重的方法,在浅部选用低密度水泥浆,可防止在顶替水泥浆过程中因液柱压力过高而造成井漏。
涩北气田的第四系地层结构地层成岩性普遍较差,岩性以浅灰色泥岩和粉砂质泥岩为主,夹浅灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩及薄层钙质泥岩、灰黑色碳质泥岩,且各类岩性间互频繁;地层含高压,压力复杂,浅部地层结构疏松,
地层敏感。
气层井段:
434.0~1373.0m;厚度939.0m。
最大孔隙度为47.45%,最小孔隙度为6.8%,平均孔隙度为31.68%,储层多,非均质性强,不同位的岩样具有较大差异。
总体上分析,具有表现为高孔隙度、中-低渗透率的特点。
地层漏失的可能性非常大,并且本地区钻进机械钻速高,泥浆排量时有跟不上的情况,容易堵塞环空。
所以井喷和井漏的可能性很大。
涩北地区已钻井资料:
1、涩R25-3井,该井设计井深1331M,钻具组合:
∮374.7㎜钻头+∮177.8㎜钻铤*3根+∮127.00㎜钻杆+133.35方钻杆。
泥浆性能:
r:
1.41g/cm3,u:
42s。
该井下钻井深1086.37米时发生井漏,出口槽返出量减小,配制堵漏钻井液注入静止4小时后建立循环恢复正常。
2、涩4-25井,该井设计井深1445m,钻具组合:
∮215.9㎜钻头+∮158.75㎜钻铤*15根+扩眼器+∮127.00㎜钻杆+下旋塞+133.35方钻杆。
泥浆性能:
r:
1.41g/cm3,u:
42s在完井作业过时下钻过程中,下钻至井深1137米时发生井漏复杂情况。
钻杆内灌泥浆、接方钻杆,开泵循环向井内注入堵漏泥浆20方,静止堵漏1小时后井口液面无变化,开泵循环机房转速750r/m,泵压2Mpa,未发现漏失,循环1小时后机房转速750~850r/m,泵压4Mpa,井口液面无变化,未漏失。
3、涩R47-3井该井设计井深1395m,一开钻进过程中,钻至井深47.89米时发生井漏复杂情况泵压由8Mpa下降至6Mpa,出口槽返出量减小,漏失钻井液2m3,当时钻井液性能为r:
1.28g/cm3,u:
38。
配制堵漏泥浆注入u:
滴流,密度1.28g/cm3堵漏泥浆11.55m3,井口未见液面,起钻灌入1.275m3堵漏泥浆,见液面,静止堵漏半小时井口液面无变化,下钻井口灌入泥浆0.7m3堵漏泥浆观察1小时30分,下钻到底开泵循环,转速750r/m,泵压2Mpa未发现漏失,转入正常。
涩北地区漏层位臵位于400-1300米复杂地层之间,涩北地区钻井不单要预防地质方面的问题,而且要结合钻井施工方面来做到整体性预防,杜绝人为因素。
涩4-25井下钻过程中下钻发生井漏因地层疏松,缩径现象严重,下钻作业中钻井液上返流动阻力大导致蹩漏地层。
在易漏区块钻井,作业前应进行预防堵漏,提高地层的承压能力,避免在作业中发生井漏。
浅气层地区钻井施工加强岗位落实,优化钻井质量措施预防井漏。
三、涩北地区井漏的处理
(一)、井漏分为静态状态漏失、钻进-循环时漏失、反循环漏失、起下钻漏失、关井憋压井漏各种情况。
在不同钻井作业时,构成了不同的井内压力系统,所以在处理井漏时
必须分清漏失发生的条件和过程。
正确分析与判断不同类型的井漏及漏失层位,是确定恰当处理措施的首要条件。
想要封堵剂真正起到作用,就必须使其充分进入裂缝,并在裂缝中停留、膨胀而起到封堵、防漏、堵漏作用。
现场配制的防漏、堵漏钻井液在高压力条件下和钻柱转动的条件下,在裂缝层段能够进裂缝中而起到堵漏承压作用。
根据井漏的不同情况及发生井漏时的现象,结合地质资料进行分析,研究漏速﹑漏层性质及井漏原因判断为何种类型井漏,然后制定出与之相匹配的堵漏措施。
1因液柱压力不平衡而造成的井漏,一般都是泵压下降,钻井液进多出少,或只进不出,甚至环空液面下降。
2因操作不当造成井漏的,一般都是泵压上升,钻井液进多出少,或者只进不返,但环空液面不下降,停泵后钻柱内又回压,但活动钻具时除正常摩阻力外,没有额外的阻力。
3因井塌或沙桥堵塞环空造成的井漏,则泵压上升,钻井液进多出少,或不返,停泵时有回压,活动钻具时有阻力而且阻力随着漏失量的增大而增大。
(二)、发生井漏时,应先确定下列参数:
1)漏失程度(漏失量、漏失速度)
2)井内钻井液液面
3)漏层位臵及岩性描述
4)漏失性质及特征
5)漏层以上井眼状况
6)漏失时的钻井液性能(确定漏失时的钻井液当量循环密度或下钻时的激动压力)、泵压及其变化
7)估计继续钻进可能产生的后果
发生井漏,先用储备堵漏泥浆进行堵漏,如不够便立即配制堵漏泥浆或在储备漏浆的基础上继续配制,并循环均匀,堵漏时,可将光钻杆下入到漏层顶部,把堵漏泥浆替入井下,用钻井液将其替出钻具,根据井下漏失情况,采用循环加压或关井方式把堵漏泥浆挤入漏层,对于大多数的井漏,采用桥浆堵漏时,均采用间隔关井挤压的方式把堵漏浆挤入漏层,以形成的桥接堵塞物更加紧密,以提高堵漏的成功率和封堵效果。
做好井漏后强行起钻至套管内或在井漏段立即进行关井等不同情况下的应急措施。
若发生井口失返的井漏,立即组织从井口环空灌堵漏泥浆,力图保持一定的液面高度,平衡地层压力,若灌入量达到40方,仍不见液面保持稳定,则采取如下措施:
①在灌入40方泥浆后,未见井口外溢,且具备正常起钻、连续灌入泥浆量正常的情况下,将钻具强行起至套管内后,观察井漏情况,采取静堵或水泥堵漏等方法,若关井后堵漏,并有立、套压的情况下,采用臵换法堵漏压井。
②、若发生恶性井漏,无法进行强行将钻具起至套管内,或存在发生井漏后,立即发生外溢情况,则采取立即关井的方法,进行臵换堵漏压井方法,先企求井内平衡,后采取其
它方法,进行钻具解卡等方法。
在台南气田钻进过程中,发生不同程度的井漏时,分别采取了不同的堵漏方法。
按照漏速的多少将漏失大小分为以下几类:
漏速m3/h≤55~1515~3030~60≥60井漏类型微漏小漏中漏大漏严重漏失
微漏的处理方法:
漏失速度小于5立方米/每小时,为微漏。
①此时开震动筛、除沙器、除泥器。
②在井下情况容许的条件下,尽量降低钻井密度。
③在钻井液中加入增粘剂,提高粘度减小循环排量向漏失井段注入高粘度钻井液,起钻静止堵漏。
小漏的处理方法:
漏失速度在5~15立方米/每小时,为小漏。
①、起钻静止,停止钻进和循环,讯速将堵漏泥浆注入漏层井段,起钻至套管内关井后,分次向漏层蹩入堵漏泥浆3-6方,静止堵漏6-8小时,使堵漏材料在漏层内充分膨胀后,漏层承压能力达到当量泥浆密度1.65g/㎝3,可恢复钻进。
②、如果漏失不大,我们可以继续钻进,快钻穿过漏层,利用岩屑堵漏,至少也可以穿过漏层后,针对全部漏层段进行堵漏,不用打一米堵一米了。
③、调整钻井液性能,降低密度,在保证井下安全的前提下使用设计钻井液密度的下限值,以降低作用在漏层的
静液柱压力,同时要求钻井液保持低粘切。
降低井筒内液柱压力、循环压力和激动压力,以减少或停止漏失。
④、在钻井液中加入小颗粒的纤维质物质。
大漏和中漏的处理方法:
漏速在15立方米~60立方米/每小时之间,岩层可能存在自然裂缝,一般都是由于比重过高的钻井液和钻头泥包、开泵过猛、起下钻操作不当引起压力激动,在液柱压力超过自然裂缝的扩张压力时,造成裂缝性漏失。
应及时的进行处理,否则漏失情况加剧成为恶性漏失,如遇高压井就有可能发生井喷等恶性事件。
下面是我们常用的几种方法:
①、采取静止的方法来堵漏,因为有的只进不出的漏失并非是大的裂缝、溶洞造成的,而是由于压差大造成的;所以当钻井液漏入微细裂缝和孔隙后,由于地层中粘土吸水膨胀和钻井液中固体颗粒的沉淀及漏失钻井液静切力的增加也会堵住地层。
②、微细颗粒和纤维物质堵漏,因为有些裂缝、孔隙的开口比较小,只是由于通道过多,才使漏失也很严重,而较大的颗粒不能进入此通道,不能实现堵漏的效果,所以只有用微细物质通过压差在漏点逐渐聚结和钻井液中的颗粒物质进行充填来实现堵漏
③、复合堵漏剂堵漏,此方法是我们使用最广泛的一种,它是由不同粒径的刚性颗粒、柔性颗粒、纤维物质、片状物质按一定比列混合,加入高粘切髙失水的钻井液中,泵入井
内漏层位臵进行堵漏。
因为井漏后我们很难确定漏层的性质,若是裂缝漏失的话,那么裂缝决不会是均匀的,所以复合堵漏剂中的刚性颗粒先在孔道内架桥,然后纤维物质、片状物质及特小的粘土颗粒进行充填,形成坚实的堵塞物质。
堵漏失败后,向井内注入快干水泥,水泥浆注入裂缝,可在很短时间内初凝,从而封堵裂缝。
井漏处理时的注意事项
(1)合理的选择堵漏材料也是堵漏工作的关键。
发生井漏后,应详细分析,对于非油气层,应钻一层封堵一层。
对于油气层漏失,严禁乱堵,不能损坏油气层。
为了继续钻进而又不损坏油气层,可采用时会乳泥浆进行暂时。
(2)封堵发生井漏后,改为单泵循环,维持井内一定液面,避免发生井喷和井塌。
测定漏速,记录悬重值的变化,以便算出平衡液面和漏层的地层压力,同时立即进行堵漏的准备工作。
堵漏过程中,不得中途中断施工,否则会容易引起憋泵。
(3)在易发生井漏的地区钻井作业时,井场储备一定数量的堵漏材料和储备泥浆,以便及时进行堵漏。
井漏给钻井工作带来困难重重,应依据地质预报,准确判断地层的岩性、结构地层压力,采取合理有效的预防措施,尽量预防井漏的发生。
四、总结
1、井漏前采取预防措施是处理井漏最经济的方法。
在钻井过程中,对预料的高低压层尽可能用套管分隔,保证钻井工作的顺利进行。
降低井筒内钻井液的动压力,随时做好压力预测、监测、检测,使泥浆比重保持适当的数值,保持与井底压力的平稳。
采取正确的钻井工艺措施,严格控制操作过程中起下钻速度,开泵时的注意事项,避免井下过高的压力激动;通过调整泥浆性能,提高地层的承压能力,使用随钻堵漏技术,预防井漏的发生。
2、井漏发生后,准确的判断井漏的漏层性质、漏速、类型,选择合理有效的堵漏措施是堵漏的基础。
渗透性漏失一般采取静止堵漏和随钻堵漏相结合的方法。
裂缝性漏失时,配制与井下相适应的堵漏泥浆进行封堵;
3、处理井漏过程时,应分清是否在油气层井段漏失,合理的选择堵漏材料也是堵漏工作的关键。
在操作过程中,保证循环系统正常,防止憋泵。
堵漏数据计算准确,针对不同的漏失情况,采用多种堵漏技术,可以有效的提高台南气田的防漏、堵漏效率。
保证堵漏工作的顺利进行。
参考文献
《钻井事故与复杂处理》作者:
蒋希文石油工业出版社《钻井监督手册》编者俞新永石油工业出版社《钻井工程技术手册》作者:
张桂林赵金州中国石化出版社《钻井司钻》编者黄国志石油工业出版社《钻井工程理论与技术》陈庭根管志川中国石油大学出版社
作者:
冯博
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主页:
论文
涩北地区井漏预防
与处理
姓名冯博
指导教师
西部钻探青海钻井公司
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