鉆井工程防漏堵漏技術(shù)課件ppt1

1、鉆井工程防漏堵漏技術(shù)鉆井工程防漏堵漏技術(shù)內(nèi)容提要第一部分井漏的基本概念第二部分井漏的性質(zhì)與分類第三部分預(yù)防預(yù)處理井漏的基本思路與程序第四部分常用堵漏材料與工具第五部分井漏的預(yù)防第六部分處理井漏的常規(guī)方法與措施第七部分儲(chǔ)層井漏的處理第八部分復(fù)雜井漏的處理第九部分處理井漏的原則第十部分氣體型流體鉆井治漏技術(shù)第十一部分:近年來(lái)國(guó)外堵漏技術(shù)新進(jìn)展第十二部分:渤海油田井漏簡(jiǎn)況第一部分：井漏的基本概念一、井漏的定義二、井漏的危害三、發(fā)生井漏的基本條件四、鉆井中發(fā)生井漏的幾種常見情況 井漏是指在石油、天然氣勘探開發(fā)的鉆井、修井等作業(yè)過(guò)程中，井內(nèi)工作流體(鉆井液、修井液、固井水泥漿等)漏入地層的一種現(xiàn)象。 我

2、們?cè)谶@里所指的“井漏”是：在油氣鉆井作業(yè)過(guò)程中，鉆井液漏入地層的一種井下復(fù)雜情況。一、井漏的定義二、井漏的危害1.井漏損失大量的鉆井液，使鉆進(jìn)無(wú)法維持;2.井漏損失大量的鉆井時(shí)間;3.井漏消耗大量的堵漏材料; 4.井漏可能使地質(zhì)錄井工作不能正常進(jìn)行，從而不可能獲取合格的地質(zhì)資料;5.井漏可能造成井塌、卡鉆、井噴等其它井下復(fù)雜情況和重大事故，給鉆井工程造成重大損失;6.如果儲(chǔ)集層發(fā)生井漏，大量的鉆井液和堵漏材料進(jìn)入儲(chǔ)集層空間，造成嚴(yán)重儲(chǔ)集層傷害。三、發(fā)生井漏的基本條件井漏的產(chǎn)生必須具備三個(gè)必要條件：一是：地層中存在能使鉆井液流動(dòng)的漏失通道，如孔隙、裂縫或溶洞；二是：井筒與地層之間存在能使鉆井液在

3、漏失通道中發(fā)生流動(dòng)的正壓差；三是：地層中存在能容納一定鉆井液體積的空間。以上三個(gè)條件缺一不可，必須同時(shí)具備時(shí)才產(chǎn)生井漏。四、鉆井中發(fā)生井漏的 幾種常見情況1、鉆進(jìn)過(guò)程中井漏；2、提高鉆井液密度過(guò)程中井漏；3、關(guān)井過(guò)程中井漏；4、壓井過(guò)程中井漏；5、下鉆或開泵時(shí)井漏。第二部分：井漏性質(zhì)與分類井漏性質(zhì)漏層性質(zhì)漏失通道性質(zhì)漏層位置漏層溫度漏層對(duì)壓力的敏感程度漏失壓力井漏嚴(yán)重度井漏時(shí)的其它井下復(fù)雜情況開口尺寸形狀及分布狀態(tài)連通性地層流體一、漏層性質(zhì) 弄清楚漏層性質(zhì)，是提高處理井漏成功率的關(guān)鍵。漏層性質(zhì)的確定比較困難，尤其是漏失通道性質(zhì)的確定更是如此。現(xiàn)場(chǎng)主要是通過(guò)綜合分析的方法來(lái)判斷漏層性質(zhì)： 井漏發(fā)

4、生后，首先是分析漏層位置，在漏層位置確定的基礎(chǔ)上，根據(jù)漏層巖性、漏層位置井深、鉆時(shí)、漏失井段長(zhǎng)短、井漏嚴(yán)重度等來(lái)判斷漏失通道性質(zhì)。用水泥車通過(guò)鉆具內(nèi)正注重晶石漿液并頂替至漏失井段后關(guān)井，讓重晶石充分沉淀，堵塞漏失通道或井眼，使得井漏停止，然后對(duì)漏層以上井眼進(jìn)行壓井。在有水的環(huán)境下，水泥的混合物通過(guò)聚合反應(yīng)生成了由鎂羥基硫酸鹽/氯化物組成的高抗壓強(qiáng)度無(wú)機(jī)聚合物。2、方式：一是“段塞式”；58m3 68噸應(yīng)用橋接堵漏材料的堵漏工藝包括擠壓法和循環(huán)法兩種方法。盡管堵漏工具中心篩管斷裂，釋放接頭銷釘未能剪斷，鉆完全部水泥塞及堵漏工具于井深104m不漏，溶洞堵漏成功。(4)重晶石塞水泥漿復(fù)合堵漏根據(jù)這一

5、理論，如果用膠粒堵漏，設(shè)法使其進(jìn)入裂縫內(nèi)，產(chǎn)生一定程度的形變，就會(huì)使膠粒和縫壁之間產(chǎn)生很大摩擦力，借此摩擦阻力，在撤去外力后，膠粒就會(huì)獲得一定的穩(wěn)定性而形成橋塞骨架。橡膠粒在復(fù)合堵劑中的作用一、氣體型流體的主要類型3、適應(yīng)范圍：(1)微小裂縫或孔隙性地層引起的部分漏失；D、D1、D2鉆具內(nèi)徑、鉆具外徑、井眼直徑，m；D2，D1井眼直徑和鉆具外徑，mm。橋接堵漏占整個(gè)處理方法的50以上，并取得明顯的效果，使用此方法可以對(duì)付由孔隙和裂縫造成的部分漏失和失返漏失。(1)盡量簡(jiǎn)化鉆具結(jié)構(gòu)；d)在鉆井漏中加入0.漏速：指單位時(shí)間內(nèi)的漏失量，用m3/h表示：漏層吸收系數(shù)：用單位壓差下的漏速來(lái)衡量漏層的漏失

6、能力，稱為漏層吸收系數(shù)：二、井漏嚴(yán)重度三、漏失壓差 除漏失通道自身性質(zhì)外，漏失壓差是決定井漏及漏失嚴(yán)重度的關(guān)鍵因素。漏失壓差：作用于漏層上的動(dòng)壓力：漏失壓力：四、影響井漏的因素 影響井漏的因素很多，也比較復(fù)雜，但概括起來(lái)講，主要有兩個(gè)方面：1、漏失通道性質(zhì)對(duì)井漏的影響2、漏失壓差對(duì)井漏的影響：凡是對(duì)漏失壓差產(chǎn)生影響的因素均對(duì)漏失產(chǎn)生影響。 漏失通道性質(zhì)對(duì)井漏的影響非常復(fù)雜，一般有這樣的規(guī)律：(1)漏失通道的開口幾何尺寸越大，井漏越嚴(yán)重；(2)漏失通道之間的連通性越好，井漏越嚴(yán)重；(3)漏失通道傾角越大，井漏越嚴(yán)重；(4)如果漏失通道中含有活動(dòng)地層水，會(huì)給堵漏帶來(lái)很大困難；(5)如果漏失通道中含

7、有非常活躍的天然氣，井漏后極容易產(chǎn)生井噴。1、漏失通道性對(duì)井漏的影響2、壓差對(duì)井漏的影響(1)鉆井液密度：鉆井液密度越高，液柱壓力越大，漏速越大；(2)鉆井液粘切：粘切越大，循環(huán)壓耗越大，漏速越大；粘切越大，漏失通道中的流動(dòng)阻力越大，漏速越??；(3)排量：排量越大，循環(huán)壓耗越大，漏速越大。五、井漏的分類 國(guó)內(nèi)外對(duì)井漏的分類方法很多，它們分別從不同的側(cè)面反映了井漏的性質(zhì)和規(guī)律。這里我們介紹幾種現(xiàn)場(chǎng)常用的分類方法。（1）嚴(yán)重漏失和高固相含量的堵漏球擠注法5in，直徑約20m，纖維水泥體系中的纖維與普通纖維不同，它有高度的靈活性，能在水泥漿中很好地分散，所以很容易在漏失帶形成一種非常強(qiáng)的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

8、。溶洞惡性井漏、又噴又漏、壓力敏感性水層漏失、長(zhǎng)段低壓漏失等Q返出量，m3/min；調(diào)試好設(shè)備，并按要求對(duì)設(shè)備、管匯、閥門、旋轉(zhuǎn)防噴器等進(jìn)行試驗(yàn)壓，試驗(yàn)壓合格后才能開鉆。(3)若出水量較大，空氣鉆進(jìn)難以確保井下安全和正常鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)立即轉(zhuǎn)化為其它(霧化、泡沫或充氣)氣體型流體鉆進(jìn)。(3)所鉆或待鉆地層無(wú)天然氣07g/cm3，濃度為17的橋接堵漏漿液28.川東礦區(qū)臥126井，245mm技術(shù)套管下至982m。(3)漿液量(1)盡量簡(jiǎn)化鉆具結(jié)構(gòu)；堵漏成功后立即篩除在井漿中的橋接材料。二、確定合理的鉆井液密度斯倫貝謝公司研制出一種可以很快封堵嚴(yán)重漏失層的堵漏液。施工人員對(duì)堵漏工藝掌握的好環(huán)，是決定堵漏施

9、工能否成功的關(guān)鍵。(2)有一定量的地層水產(chǎn)出；井漏是指在石油、天然氣勘探開發(fā)的鉆井、修井等作業(yè)過(guò)程中，井內(nèi)工作流體(鉆井液、修井液、固井水泥漿等)漏入地層的一種現(xiàn)象。整個(gè)施工過(guò)程中，羅注1井油3、其它相關(guān)設(shè)備：霧化泵、化學(xué)藥劑注入泵、1、按漏速分類2、按漏失通道形狀分類3、按引起井漏的原因分類第三部分：預(yù)防與處理井漏的 基本思路和程序 本節(jié)主要圍繞井漏發(fā)生的條件和影響因素，介紹預(yù)防和處理井漏的基本思路及程序。一、基本思路 由產(chǎn)生井漏的三個(gè)基本條件可知，要預(yù)防井漏的產(chǎn)生或要消除已發(fā)生的井漏，不外乎有三條基本思路(途徑)： 1、封堵漏失通道，即我們通常所說(shuō)的堵漏 2、減小或消除井筒與地層之間的正壓

10、差 3、增大鉆井液在漏失通道中的流動(dòng)阻力二、處理井漏的基本程序確定漏層位置確定漏層壓力確定漏失通道性質(zhì)：開口尺寸、形狀、狀態(tài)及連通性、所含流體性質(zhì)等判斷漏層對(duì)壓力的敏感程度判斷井漏嚴(yán)重度及復(fù)雜性制定處理井漏的具體方案1、漏層位置的確定方法(1)綜合分析法a)鉆進(jìn)中井漏：鉆開新地層時(shí)，井底漏；b)分析原來(lái)曾發(fā)生過(guò)井漏的層段重新漏失的可能性c)根據(jù)地層壓力和破裂壓力的資料對(duì)比，最低壓力點(diǎn)是首先要考慮的地方，特別是已鉆過(guò)的油、氣、水層及套管鞋附近；d)根據(jù)地震、地質(zhì)剖面圖和巖性對(duì)比，漏層往往在孔隙、裂隙發(fā)育的地方；e)和鄰井相同井段進(jìn)行對(duì)照分析。(2)正反循環(huán)法原理：漏速相等時(shí)，漏失壓差相等要點(diǎn)：正

11、循環(huán)的漏速V正返循環(huán)的漏速V反適用性：有返井漏計(jì)算公式：D、D1、D2鉆具內(nèi)徑、鉆具外徑、井眼直徑，m；Vf1、Vf2、Vf3正循環(huán)時(shí)環(huán)空流速、反循環(huán)時(shí)環(huán)空與鉆具內(nèi)流速，m/s。II號(hào)井位于墨西哥灣上，所采用的是含有適量的彈性石墨炭合成基鉆井液。1、注意：(1)應(yīng)采用分階段緩慢降低的辦法；除鋸末、花生殼、紙屑、棉籽殼、甘蔗渣等纖維物質(zhì)在浸泡中略有吸水或吸油變軟外，其它材料性能基本不變，變化程度以油或油基泥漿比水或普通泥漿要好。作為橋堵劑不僅應(yīng)易于產(chǎn)生橋堵，而且應(yīng)具有一定的強(qiáng)度。這里我們介紹幾種現(xiàn)場(chǎng)常用的分類方法。(1)漏失通道開口尺寸大，橋接堵漏材料不能在漏失通道中架橋堵塞；正注凝膠12 m3

12、、水泥漿9 m3，HD復(fù)合橋接堵漏劑，當(dāng)其顆粒以大于5目的粗顆粒為主時(shí)，可在3MPa壓差下堵住寬度9mm以上的裂縫；(3)材料便于加工和管理，不易腐爛變質(zhì)；48m時(shí)，發(fā)生井漏失返，靜液面深達(dá)265m。十一、合理應(yīng)用堵漏技術(shù)水泥具有原料來(lái)源廣、價(jià)格便宜、堵漏工藝簡(jiǎn)單、固化前能適合任意漏失通道形狀、固化后具有很高的抗壓強(qiáng)度和承壓能力等特點(diǎn)，因而水泥漿堵漏一直是現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最廣泛的一種堵漏方法之一。(1)與攜帶液(泥漿)無(wú)明顯的化學(xué)作用，對(duì)泥漿性能無(wú)破壞性影響，具有一定的抗溫能力；堵漏漿液注入漏層后，在井下溫度的作用下固化，形成具有一定抗壓強(qiáng)度的凝固體，酸溶率達(dá)96以上，是油氣層堵漏的一種較為理想的堵漏

13、劑。膠粒之間有一定的孔隙，還須進(jìn)一步封堵，這就需要配合一定量的小于裂口寬度的膠粒，這些膠粒的選擇同樣應(yīng)根據(jù)它們的大小而定，它們的作用是在大膠粒形成橋堵之后進(jìn)一步進(jìn)行堆積橋堵，因此1到1/7以下的膠粒都是必要的。膠粒在壓力的作用下產(chǎn)生形變。并可使用交聯(lián)劑使二種獨(dú)立的聚合物鍵交聯(lián)在一起。(3)漏前、漏后立壓變化法套壓未變化，最終關(guān)井油起鉆靜止后，讓漏入地層的鉆井液因其靜切力的增大，起到粘結(jié)封堵作用；(4)氣體型流體鉆井期間執(zhí)行24小時(shí)干部值班制度，出現(xiàn)情況及時(shí)處理。(3)漏前、漏后立壓變化法原理：井漏后漏層以上環(huán)空壓耗減小要點(diǎn)：井漏發(fā)生后，排量不變計(jì)算公式： 有返出時(shí)： 無(wú)返出時(shí)：(4)替換輕泥漿

14、法原理：漏層壓力不變要點(diǎn)：漏層以上泥漿全部替換為輕泥漿，這時(shí)靜液面發(fā)生變化，根據(jù)靜液面的變化計(jì)算注意：替換后靜液面在井口以下，密度均勻計(jì)算公式：(5)注輕泥漿法原理：在用輕泥漿頂替重泥漿的過(guò)程中，泵壓發(fā)生變化，當(dāng)輕泥漿到達(dá)漏層時(shí)，泵壓的變化出現(xiàn)拐點(diǎn)。要點(diǎn)：在整個(gè)頂替過(guò)程中，排量不變。泵壓T1T2T3時(shí)間計(jì)算公式：L下鉆井深(井底)，m；Q排量，m3/min；D2，D1井眼直徑和鉆具外徑，mm。(6)周循環(huán)時(shí)間差法原理：井漏發(fā)生后，由于漏層以上鉆井液上返速度降低，導(dǎo)致循環(huán)時(shí)間延長(zhǎng)。計(jì)算公式：其中：Q排量，m3/min；Q返出量，m3/min；D2，D1分別為井眼直徑和鉆具外徑，mm；T井漏后的實(shí)

15、測(cè)周循環(huán)時(shí)間；V井眼容積(扣除鉆具本體體積)，m3。(7)盲堵找漏層法條件：有兩個(gè)或以上的可疑漏層；非溶洞或大裂縫漏失；采用橋漿堵漏的方法。原理：利用堵漏劑及頂替泥漿量的差來(lái)確定漏層位置。做法：1.確定靜液面和可能性最大懷疑漏層； 2.下鉆位置靠近可能性大的漏層； 3.準(zhǔn)確計(jì)算注入堵漏劑和頂替泥漿到達(dá)各可 疑漏層的量和填滿靜液面以上空間的量； 4.根據(jù)實(shí)際注入量確定漏層位置。經(jīng)典案例（分水1井）20in*400m17-1/2in*2000m靜液面200m下鉆位置1200m可疑漏層900m1、探靜液面為200m；最大懷疑漏層為900m（空氣鉆進(jìn)中出水）。2、確定下鉆位置為1200m，保證離可疑漏

16、層較近，同時(shí)也兼顧上下裸眼井段。3、1200m鉆桿容積11.2m3，靜液面以上環(huán)空容積35.3m3，鉆具底部到可疑漏層環(huán)空容積42.6m3，合89.1m3。4、實(shí)際注入堵漏劑和頂替泥漿共92.5m3。5、確定漏層位置就在900m處。6、如果漏層在井底，至少需要堵漏劑和頂替泥漿157m3以上。經(jīng)典案例（渡4井）17-1/2in*1900m12-1/4in*3200m靜液面在井口下鉆位置2700m可疑漏層2500m1、靜液面在井口；最大懷疑漏層為2500m（曾經(jīng)是漏層），同時(shí)也懷疑井底出現(xiàn)新的漏層。2、確定下鉆位置為2700m。3、2700m鉆桿容積25m3，鉆具底部到井底容積38m3，鉆具底部到

17、可疑漏層環(huán)空容積13m3。也就是說(shuō)如果注入38m3左右返出，則漏層在2500m；如果注入63m3左右返出，則漏層在井底。4、實(shí)際注入堵漏劑和頂替泥漿共39m3返出。5、確定漏層位置就在2500m處。2、漏層壓力的確定方法 漏層壓力是指漏失停止后，漏層所能承受的靜液柱壓力。漏失停止后，井筒中的鉆井液液面就靜止在某一位置，根據(jù)靜液面井深，漏層壓力計(jì)算如下： 現(xiàn)場(chǎng)確定靜液面的方法主要有儀器測(cè)試、下鉆探測(cè)、懸重變化計(jì)算等方法。3、漏失通道性質(zhì)的確定4、漏層對(duì)壓力敏感性的分析漏層對(duì)壓力的敏感程度主要有兩個(gè)方面的含義：(1)指漏速對(duì)漏失壓差的敏感程度；(2)是指漏失通道對(duì)井筒動(dòng)壓力的敏感程度。5、井漏嚴(yán)重

18、程度及復(fù)雜性的判斷 在確定漏層位置、漏失通道性質(zhì)、漏層所含油氣水情況以及漏層對(duì)壓力敏感程度的基礎(chǔ)上，并結(jié)合其它井下情況，如井塌、卡鉆、井噴等，綜合分析判斷井漏的嚴(yán)重度及復(fù)雜性，即充分地認(rèn)識(shí)井漏性質(zhì)和可能發(fā)生的其它井下復(fù)雜，只有這樣才可能制定出處理井漏的合理方案，及時(shí)有效地消除井漏，最大限度降低井漏造成的損失。6、制定處理井漏的 具體方法與施工方案 在充分認(rèn)識(shí)井漏性質(zhì)的基礎(chǔ)上，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定處理井漏的具體方法和施工方案。 若采用堵漏的方法(處理井漏的主要手段)，主要考慮：堵漏漿液的配制、鉆具下入井深、堵漏漿液的注入工藝、頂(擠)替量及其工藝、確保堵漏施工的安全技術(shù)措施、堵漏施工中可能

19、出現(xiàn)的其它意外情況及其應(yīng)急方案等問(wèn)題。第四部分：常用堵漏材料與工具 堵漏是處理井漏最普遍最常用的一種方法。堵漏不能缺少堵漏材料和堵漏工具，堵漏材料和堵漏工具是鉆井工程防漏堵漏的物質(zhì)基礎(chǔ)，這一部分主要介紹現(xiàn)場(chǎng)常用的堵漏材料與工具。一、堵漏水泥漿 水泥是常用的一種無(wú)機(jī)膠凝堵漏材料，其堵漏原理是把水泥配成水泥漿，泵送至漏層中，一段時(shí)間后，水泥漿從稠化到固化，形成具有一定抗壓強(qiáng)度的凝固體而填塞漏失通道，并把近井壁周圍的地層膠結(jié)為一體，達(dá)到封堵漏層的目的。（平衡原理） 水泥具有原料來(lái)源廣、價(jià)格便宜、堵漏工藝簡(jiǎn)單、固化前能適合任意漏失通道形狀、固化后具有很高的抗壓強(qiáng)度和承壓能力等特點(diǎn)，因而水泥漿堵漏一直是

20、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最廣泛的一種堵漏方法之一。平衡原理的解讀所謂平衡原理指的是在水泥堵漏過(guò)程中所建立的兩個(gè)平衡，即鉆具內(nèi)外的壓力平衡和井筒內(nèi)液柱壓力與地層壓力之間的平衡。鉆具內(nèi)外的壓力平衡盡可能保證鉆具內(nèi)外的水泥面高度一致，最大限度的減少混漿。井筒內(nèi)液柱壓力與地層壓力之間的平衡平衡實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，形成井筒內(nèi)與地層之間的水泥連續(xù)相，這是水泥堵漏成功與否的關(guān)鍵，也是水泥漿堵漏的精髓！怎樣保證井筒與地層之間形成水泥漿的連續(xù)相？1、普通水泥漿(1)水泥原漿：G級(jí)油井水泥:水1:0.450.6，主要用于淺井中深井段的堵漏；(2)緩凝水泥漿：G級(jí)油井水泥:水1:0.450.6，并在水泥漿中加入緩凝劑，主要用于中深井深井段

21、的堵漏；(3)速凝水泥漿：G級(jí)油井水泥:水1:0.450.6，并在水泥漿中加入催凝劑，主要用于淺井段的堵漏。最常用的催凝劑為CaCL2和水玻璃，配制時(shí)將催凝劑溶解在配漿水中，其加量根據(jù)需要而定，一般情況下，CaCL2在配漿水中的加量為815，水玻璃的加量為610。3、適應(yīng)范圍：(1)微小裂縫或孔隙性地層引起的部分漏失；川東雙21井(如圖)，244.起鉆至4364m套管內(nèi)，配橋接材料堵漏漿29.另外要注意的是采用這種方法時(shí)應(yīng)盡量下光鉆桿，如帶鉆頭要去掉噴嘴，不然選擇的橋接材料尺寸必須首先滿足噴嘴尺寸，以避免堵塞鉆頭。(4) “拉筋”作用在制備常規(guī)膠聯(lián)水泥時(shí)，可用常規(guī)油井水泥（A級(jí)、B級(jí)、H級(jí)或G

22、級(jí)水泥）代替鎂氧水泥。故封死這個(gè)水層是解決這口井漏失的關(guān)鍵。(1)漏失通道的開口幾何尺寸越大，井漏越嚴(yán)重；川東亭4井(如圖)，339.D、D1、D2鉆具內(nèi)徑、鉆具外徑、井眼直徑，m；川東礦區(qū)臥126井，245mm技術(shù)套管下至982m。HD復(fù)合橋接堵漏劑，當(dāng)其顆粒以大于5目的粗顆粒為主時(shí)，可在3MPa壓差下堵住寬度9mm以上的裂縫；6，主要用于淺井中深井段的堵漏；在北海油田的鉆井經(jīng)驗(yàn)表明，新鉆井在距注水井很近的情況下，由于注入的海水冷卻了地層，所以發(fā)生了漏失。(2)有較大量的地層水產(chǎn)出；近兩年，川渝地區(qū)分別在正壩1井、核桃1井、大天9井和礦2井4口井上開展了空氣、泡沫、微泡沫、充氣流體鉆井治漏試

23、驗(yàn)，鉆井總進(jìn)尺1478.最近這項(xiàng)技術(shù)有了新的發(fā)展，使用預(yù)處理的鉆井液來(lái)鉆穿弱層，使井眼周圍形成壓力安全殼。(1)間接擠替法堵漏時(shí)，將光鉆桿下至漏層底部，并把堵漏漿液替到漏失井段，起鉆至堵漏漿液上面，關(guān)井小排量反復(fù)擠壓。在制備常規(guī)膠聯(lián)水泥時(shí)，可用常規(guī)油井水泥（A級(jí)、B級(jí)、H級(jí)或G級(jí)水泥）代替鎂氧水泥。(3)堵漏時(shí)首先要考慮建立有效的止流屏障或隔水屏障；2、膠質(zhì)水泥漿 膠質(zhì)堵漏水泥漿是在水泥漿中加入膨潤(rùn)土，以提高漿液的抗稀釋能力，同時(shí)可降低水泥石的強(qiáng)度，防止軟地層堵漏后，鉆水泥塞時(shí)鉆出新井眼的目的。膠質(zhì)堵漏水泥漿通常采用以下兩種方法配制：(1)把膨潤(rùn)土粉與水泥干灰混合，混合比例一般為：水泥:膨潤(rùn)土

24、100:1030，按0.60.8的水灰比配成密度為1.501.70g/cm3的膠質(zhì)水泥漿。(2)把水泥加入到13的預(yù)水化膨潤(rùn)土中，配成密度為1.651.80g/cm3的膠質(zhì)水泥漿。此方法獲得的膠質(zhì)水泥漿比第一種方法抗稀釋能力更強(qiáng)。SHANUL4井26in鉆頭表層43m發(fā)生井漏，無(wú)靜液面，采用20%高濃度橋塞無(wú)效，干堵漏劑直接倒入井中，灌泥漿返出，劃眼到底即漏，如此反復(fù)堵漏多次無(wú)效。采用膠質(zhì)水泥6%膨潤(rùn)土漿:水泥漿1:1，雙管井口混合注入，各11m3。候凝12h鉆塞不漏，繼續(xù)鉆進(jìn)不漏，36in擴(kuò)眼不漏，下30in套管固井不漏。經(jīng)典案例（SHANUL-4井）3、柴油膨潤(rùn)土水泥漿(1)原理：柴油膨潤(rùn)

25、土堵漏水泥漿是將一定比例的水泥、膨潤(rùn)土和柴油混合，配成一種比較穩(wěn)定的懸浮液，由鉆桿內(nèi)注入漏層，并和管外注入的鉆井液混合，油被鉆井液中的水替換并游離出來(lái)，水泥和膨潤(rùn)土吸水后形成粒度不等的小球，這些小球在漏失通道架橋堵塞，并相互粘結(jié)，最終形成膨潤(rùn)土水泥石而徹底封堵漏層。(2)特點(diǎn)：具有橋漿和水泥漿堵漏的雙重作用。(3)配方：膨潤(rùn)土:水泥:柴油1:1:1.5(重量比)，配成密度為1.49g/cm3的漿液，該漿液與鉆井液按不同比例混合，可獲得從軟到極硬的堵塞強(qiáng)度。二、橋接堵漏材料1.對(duì)橋接堵漏材料的要求 (1)與攜帶液(泥漿)無(wú)明顯的化學(xué)作用，對(duì)泥漿性能無(wú)破壞性影響，具有一定的抗溫能力； (2)起“架

26、橋”作用的硬果殼類材料必須具有一定的強(qiáng)度，棱角分明，且在水中和堿液中浸泡一段時(shí)間，強(qiáng)度無(wú)明顯降低； (3)材料便于加工和管理，不易腐爛變質(zhì)； (4)來(lái)源廣，價(jià)格便宜，便于大批量采購(gòu)。2、種類橋接堵漏材料按其形狀可分為三大類 :(1)顆粒狀材料。 常用的有核桃殼、橡膠粒、焦炭粒、碎塑料粒、硅藻土、珍珠巖、生貝殼、熟貝殼、生石灰、石灰石、瀝青等，它們?cè)诙侣┻^(guò)程中卡住漏失通道的“喉道”，起“架橋”作用，因此又被稱為“架橋劑”。它們必須有適當(dāng)?shù)膸缀纬叽绾蜋C(jī)械性能，以便能承受作用于橋塞上的壓差。一般認(rèn)為，若是流體中含有一定濃度的、其粒徑為漏失通道寬度約三分之一的硬顆粒，那么漏失通道便容易被堵住。換句話說(shuō)

27、，就是在堵漏過(guò)程中，顆粒狀材料的最佳尺寸是地層中漏失通道開口尺寸的三分之一，此時(shí)方能形成穩(wěn)定的橋堵。在穩(wěn)定的橋堵形成過(guò)程中，顆粒狀材料必須具有足夠的抗壓、抗張和抗剪切的強(qiáng)度才能承受由壓差引起的彎曲應(yīng)力和縱向應(yīng)力。同時(shí)，顆粒狀材料還必須具有足夠的硬度，以防止顆粒應(yīng)力形變而改變其幾何形狀而降低堵漏效果。 2、種類(2)纖維狀材料。 來(lái)源于植物、動(dòng)物、礦物，以及一系列合成纖維，如鋸末、各種樹木粉末、棉纖維、皮革粉、亞麻纖維、花生殼、玉米心、紙纖維、甘蔗渣、棉籽殼、石棉粉、廢棕繩等，它們?cè)诙侣{液中起懸浮作用，在形成的堵塞中它們縱橫交錯(cuò)，相互拉扯，因此又被稱為“懸浮拉筋劑”。2、種類(3)片狀材料 云

28、母片、稻殼、賽璐珞、玻璃紙、魚鱗等屬于這類材料，它們?cè)诙侣┻^(guò)程中主要起填塞作用，因此又稱作“填塞劑”。它們必須有能力在堵橋上形成密封，以降低堵塞滲透率。 就纖維狀和片狀材料而言，它們必須有能力在堵橋上形成密封，以降低堵塞滲透率。也就是說(shuō)，它們必須具有足夠的強(qiáng)度，才能橋接填塞住顆粒狀材料中的間隙，而且還必須具有足夠的彈性和塑性，才能變形封堵大部分縫隙的有效流動(dòng)面積。 3、規(guī)格橋接堵漏劑沒(méi)有統(tǒng)的規(guī)格，美國(guó)通常將顆粒狀材料分為粗、中、細(xì)三級(jí)，粗粒介于410目之間，中粒介于1220目之間，細(xì)粒小于20目。在我國(guó)一般分為5種規(guī)格45目、57目、79目、912目、小于12目。片狀材料一般應(yīng)通過(guò)4目篩，以防

29、堵塞鉆頭水眼，柔性片狀材料的尺寸可達(dá)25.4mm。片狀材料要求具有一定的抗水性，水泡24h后其強(qiáng)度不得降低一半，在原處反復(fù)折疊不斷裂。柔性大者其厚度可為0.25mm，柔性差者厚度為0.0130.1mm。表51列舉了四川石油管理局所采用的云母片的篩析結(jié)果。纖維狀堵漏劑通常分為四種47目、712目、1240目、40目以下。 4、橋接堵漏材料的物理化學(xué)特性 （1）結(jié)構(gòu)特征 從生物顯微鏡的照片上可以清晰地看到各類橋接堵漏材料的結(jié)構(gòu)特征。 核桃殼顆粒分明、棱角突出，是堵漏架橋的理想材料；云母片光滑明亮、片理清楚；棉籽殼含有細(xì)長(zhǎng)纖維，并夾有片狀殼體；花生殼以片狀為主，片狀間以纖維相連，兼有纖維狀與片狀材料

30、的雙重特征；甘蔗渣纖維致密、韌性良好；石棉材質(zhì)松散，纖維長(zhǎng)而堅(jiān)韌，并具有耐高溫的特性。4、橋接堵漏材料的物理化學(xué)特性（2）機(jī)械性能材料名稱密 度g/cm3熔點(diǎn)莫氏硬度抗壓能力Mpa核桃殼1.21.4148314貝殼2.73.11482.532.18云母2.72.8148317.6蛭石2.42.714811.55.6石英2.2148728核桃殼、貝殼、云母、蛭石等都是較理想的堵漏材料，而石英砂由于材質(zhì)過(guò)于堅(jiān)硬，加工比較困難，因此一般不作為堵漏材料。4、橋接堵漏材料的物理化學(xué)特性（3）溫度影響 絕大多數(shù)橋接堵漏材料在120以下性能基本不變，120以上時(shí)部分材料性能有所改變，當(dāng)溫度高達(dá)180時(shí)，云母

31、、蛭石、貝殼及石棉等材料性能基本不變，而核桃殼、甘蔗渣、谷殼等強(qiáng)度有所下降，鋸末、紙屑和棉籽殼等部分燒焦。說(shuō)明對(duì)于一般性質(zhì)的井漏，上述材料均能適用，但對(duì)于超深井或高溫井,上面的一些材料就不合適了。4、橋接堵漏材料的物理化學(xué)特性（4）浸泡試驗(yàn) 除鋸末、花生殼、紙屑、棉籽殼、甘蔗渣等纖維物質(zhì)在浸泡中略有吸水或吸油變軟外，其它材料性能基本不變，變化程度以油或油基泥漿比水或普通泥漿要好。作為架橋材料的核桃殼、橡膠粒等，其性能受液體的影響極小，核桃殼經(jīng)油浸后，顏色光亮、韌性好，強(qiáng)度也略有增高。說(shuō)明上述材料均適用于水基和油基泥漿。4、橋接堵漏材料的物理化學(xué)特性（5）橋接堵漏材料對(duì)泥漿性能的影響 在泥漿中加

32、入核桃殼、云母等材料，對(duì)泥漿性能影響不大。而鋸末、棉籽殼、甘蔗渣、石棉等材料都對(duì)泥漿有著不同的增粘作用，其中以棉籽殼、甘蔗渣、石棉等對(duì)泥漿的增粘尤為顯著；多數(shù)材料的加入，都使泥漿的失水有所增加，但影響不大。80m，鉆塞后未漏，恢復(fù)正常鉆進(jìn)。停用固控設(shè)備，防止除掉橋接劑。5m井段為大溶洞，且向西南方向傾斜，其傾角為7089，該井段幾乎無(wú)完整井壁。微泡沫的“氣鎖”效應(yīng)起到了很好的封堵作用，固井時(shí)水泥漿順利返至地面。99g/cm3的泥漿，鉆至井深4176.在鉆井工業(yè)中，像尼龍和聚丙烯纖維也被用作堵漏材料，但是這些纖維在水泥漿中的分散能力不強(qiáng)，極易堵塞泵和漂浮設(shè)備，經(jīng)常能看到纖維呈“小絨球”狀漂浮在水

33、泥漿的表面。(1)利用空氣、充氣或泡沫等鉆過(guò)全部漏失井段后下套管封隔；(3)漏失通道傾角越大，井漏越嚴(yán)重；(1)測(cè)定靜液面深度H0，計(jì)算漏層壓力(3)排量：排量越大，循環(huán)壓耗越大，漏速越大。D2，D1井眼直徑和鉆具外徑，mm。整個(gè)施工過(guò)程中，羅注1井油(2)起鉆至堵漏要求的井深位置，以10L/S左右的排量依次注前置隔離液、水泥漿、后置隔離液；3、國(guó)內(nèi)外處理溶洞井漏的主要方法而比以前南路易斯安那州所鉆的一口高溫深井中更安全的鉆達(dá)設(shè)計(jì)深度。川東亭4井(如圖)，339.核桃殼（49目）：云母：鋸末：棉籽殼=314：35：23：23(4)井場(chǎng)供水充足，能保證強(qiáng)行鉆進(jìn)所需大量用水。水泥漿、橋接堵漏材料一

34、般都具有較好的堵漏效果，但不易解堵，不適宜油氣層堵漏。一、氣體型流體的主要類型我們?cè)谶@里所指的“井漏”是：在油氣鉆井作業(yè)過(guò)程中，鉆井液漏入地層的一種井下復(fù)雜情況。5、原理 橋接堵漏劑封堵漏失通道的過(guò)程屬機(jī)械堵塞: (1)“架橋”作用 （架橋原理） (2)充填和嵌入作用 (3)滲濾作用 (4) “拉筋”作用 (5)膨脹作用 (6)“卡喉”作用(1)“架橋”作用 （架橋原理） 作為“架橋劑”的顆粒狀橋接堵漏材料，在通過(guò)地層中漏失通道時(shí)，能在其凹凸不平的粗糙表面及狹窄部位產(chǎn)生掛阻并“架橋”。所謂“架橋”，不僅僅指的是顆粒材料“單板”式的“架橋”，多數(shù)情況下是多顆粒材料相互支撐、相互依托的堆砌式“架橋

35、”。由于顆粒狀材料材質(zhì)硬、力臂短、應(yīng)力分散，因此一旦“架橋”，就具有相當(dāng)強(qiáng)的抗壓能力，在其它材料的配合作用下，能有效地封堵漏層。(1)“架橋”作用 （架橋原理）對(duì)于顆粒狀橋接堵漏材料的架橋機(jī)理，國(guó)外有關(guān)學(xué)者進(jìn)行了更為深入的研究。美國(guó)桑迪拉實(shí)驗(yàn)室針對(duì)裂縫性漏失地層，建立了單顆粒材料和多顆粒材料的橋堵模式。模式的研究表明，寬廣的顆粒尺寸分布，有利于獲得大量組合顆粒尺寸來(lái)橋堵大范圍的裂縫寬度，但是只有一定尺寸的顆粒才能產(chǎn)生穩(wěn)定的橋堵，而且雙顆粒穩(wěn)定橋堵形成的可能性會(huì)隨顆粒尺寸的增加而降低，形成橋堵的強(qiáng)度則增加。顆粒狀材料的濃度不會(huì)明顯影響橋堵的承壓能力，但會(huì)增加橋堵形成的可能性。(1)“架橋”作用

36、（架橋原理）日本學(xué)者針對(duì)滲透性漏失，提出三顆粒相接和四顆粒相接的架橋模型理論，模型中以球代表顆粒。研究球形相接模型的目的，是為了更好地選擇堵漏材料粒徑的配比，特別是有效粒徑對(duì)堵漏的效果至關(guān)重要。研究表明，上述兩種理論模型在實(shí)際中都是存在的，但三球相接模型占多數(shù)。 對(duì)于三顆粒相接架橋理論來(lái)說(shuō)，形成最佳橋堵的粒徑比為10.15。 四顆粒相接架橋理論模型的研究表明，從第一顆粒到第四顆粒的粒徑比是1040.10.05，也就是說(shuō)，按照上述粒徑比組合復(fù)配而成的堵漏劑，能有效快速地封堵漏層。(2)堵塞和嵌入作用上述“架橋”作用形成以后，僅僅形成了封堵漏失通道的基本骨架，漏失通道由大變小，由小變微，但還沒(méi)有徹

37、底消除漏失通道的相互連通。這時(shí)，堵漏漿液中的纖維狀材料、片狀材料和細(xì)顆粒材料，在壓差的作用下對(duì)“橋架”中的微小孔道和地層中的原有小裂縫進(jìn)行嵌入和堵塞，從而完全消除井漏，達(dá)到堵漏的目的。(3)滲濾作用堵漏漿液中的橋接材料，具有增大漿液高壓失水的作用，形成較厚的濾餅。這些濾餅在壓差的作用下，被擠入地層裂縫，形成楔塞，增強(qiáng)堵漏效果。(4)在濾餅中的“拉筋”作用堵漏漿液在壓差的作用下失水形成濾餅填塞時(shí)，各類堵漏材料，尤其是纖維狀和片狀材料被夾在濾餅之中起到了強(qiáng)有力的“拉筋”作用，同時(shí)大大加強(qiáng)了楔塞的機(jī)械強(qiáng)度。這樣，由基本 “橋架”和填塞物以及含“拉筋”材料的濾餅共同在漏失通道中形成塞狀的封堵墊層，這種

38、塞狀的墊層在漏層中的移動(dòng)十分困難，故能達(dá)到堵漏的目的。 (5)膨脹堵塞作用 橋接堵漏材料大部分屬于木質(zhì)纖維類物質(zhì)，這些材料在水或水基泥漿的浸泡下，具有一定的吸水膨脹性。因此，當(dāng)橋接堵漏材料被擠進(jìn)地層裂縫形成“橋堵墊層”后，受到地層中液體的浸泡膨脹，可增加“橋堵墊層”的封堵能力。(6)“卡喉”作用地層中存在有許多形狀不一的裂縫、孔隙，它們互相交錯(cuò)、延伸。對(duì)一條漏失通道來(lái)說(shuō)，始終有其最窄小的部位，這就是“喉道”，在此“架橋”就是我們所說(shuō)的“卡喉”作用。橋接堵漏材料就是針對(duì)這些“喉道”部位發(fā)揮架橋、填塞、嵌入等作用來(lái)形成機(jī)械堵塞，從而達(dá)到消除井漏的目的。 從橋接堵漏材料的基本作用原理，可以總結(jié)出對(duì)橋

39、接堵漏材料的主要功能要求。就顆粒狀材料而言，它們必須有適當(dāng)?shù)膸缀纬叽绾蜋C(jī)械性能，以便能承受作用于橋塞上的壓差。一般認(rèn)為，若是流體中含有一定濃度的、其粒徑為漏失通道寬度約三分之一的硬顆粒，那么漏失通道便容易被堵住。換句話說(shuō)，就是在堵漏過(guò)程中，顆粒狀材料的最佳尺寸是地層中漏失通道開口尺寸的三分之一，此時(shí)方能形成穩(wěn)定的橋堵。在穩(wěn)定的橋堵形成過(guò)程中，顆粒狀材料必須具有足夠的抗壓、抗張和抗剪切的強(qiáng)度才能承受由壓差引起的彎曲應(yīng)力和縱向應(yīng)力。同時(shí)，顆粒狀材料還必須具有足夠的硬度，以防止顆粒應(yīng)力形變而改變其幾何形狀而降低堵漏效果。就纖維狀和片狀材料而言，它們必須有能力在堵橋上形成密封，以降低堵塞滲透率。也就是

40、說(shuō)，它們必須具有足夠的強(qiáng)度，才能橋接填塞住顆粒狀材料中的間隙，而且還必須具有足夠的彈性和塑性，才能變形封堵大部分縫隙的有效流動(dòng)面積。對(duì)這一類材料功能的要求，顯然不同于對(duì)顆粒狀材料功能的要求，原因是幾乎沒(méi)有一種材料能完全同時(shí)具備上述兩類材料的功能。因此，堅(jiān)硬的顆粒狀材料與易彎曲的纖維狀和片狀材料的復(fù)合物才能提供最佳的裂縫封堵特性。 5.橋接堵漏材料的封堵特性單一的橋接堵漏材料能封堵的裂縫大小與材料加入的濃度和粒度有關(guān)。一般而言，單一材料可封堵住比其自身粒度直徑大23倍的裂縫，而單一材料的最佳濃度則因材料的不同而存在差別。單一材料的封堵能力往往是很有限的，由于不同材料的組合能相互增效，因此橋接堵漏

41、材料的復(fù)配使用，能大大提高其封堵能力。 美國(guó)桑迪拉實(shí)驗(yàn)室針對(duì)裂縫性漏失地層，建立了單顆粒材料和多顆粒材料的橋堵模式。川東亭4井(如圖)，339.同時(shí)，水泥漿中的固體顆粒填塞在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)形成隔離帶，阻止水的漏失（見圖1和圖2）。采用此種纖維水泥混合堵漏劑的關(guān)鍵在其纖維的長(zhǎng)度及水泥的粒度，以及二者之間的比例。井漏發(fā)生后，用橋漿、速凝水泥共堵漏13次無(wú)效。廣泛被接受的方法是封堵小裂縫，其原理是通過(guò)顆粒堵塞巖石的孔隙喉道。從橋接堵漏材料的基本作用原理，可以總結(jié)出對(duì)橋接堵漏材料的主要功能要求。鉆井治漏技術(shù)(4)重晶石塞水泥漿復(fù)合堵漏在卸開方鉆桿之前，必須對(duì)立管和鉆具內(nèi)的壓縮空氣泄壓。第三部分：預(yù)防與處理

42、井漏的 基本思路和程序整個(gè)施工過(guò)程中，羅注1井油2、選用合理的鉆具結(jié)構(gòu)，一方面增大環(huán)空間隙，另一方面防止起下鉆時(shí)破壞井壁濾餅；Sarawak Shell Berhad公司研究開發(fā)出兼?zhèn)錆?rùn)滑性能的彈性石墨炭新型堵漏材料。3、適應(yīng)范圍：(1)微小裂縫或孔隙性地層引起的部分漏失；六、承壓試驗(yàn)與先期堵漏一般而言，單一材料可封堵住比其自身粒度直徑大23倍的裂縫，而單一材料的最佳濃度則因材料的不同而存在差別。美國(guó)桑迪拉實(shí)驗(yàn)室針對(duì)裂縫性漏失地層，建立了單顆粒材料和多顆粒材料的橋堵模式。說(shuō)明上述材料均適用于水基和油基泥漿。5.橋接堵漏材料的封堵特性顆粒狀橋接堵漏材料一般分為粗、中、細(xì)三種規(guī)格。各組分間的重量比

43、約為111，可根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握。顆粒粒徑大小也應(yīng)視裂縫大小而定，但最粗的材料粒徑一般在裂縫尺寸的三分之一較為合適。顆粒狀、片狀和纖維狀堵漏材料之比一般為521，其中片狀和纖維狀材料在堵漏漿液中加量一般不得超過(guò)5，否則將大量吸水而使泥漿變稠，導(dǎo)致泵送困難。其它材料加量也應(yīng)控制在7以內(nèi)，因?yàn)閱我灰?guī)格材料的加量在5時(shí)，已能較大限度的發(fā)揮其堵塞能力，加多了會(huì)造成施工困難和造成堵劑的浪費(fèi)。5.橋接堵漏材料的封堵特性 在鉆井液中加入不同粒徑、不同形狀的橋接堵漏劑配成的具有一定濃度的堵漏漿液 注意事項(xiàng)： (1)級(jí)配 (2)濃度 (3)漿液量6.復(fù)合橋接堵漏材料 隨著人們對(duì)橋接堵漏材料認(rèn)識(shí)的深入，在應(yīng)用上

44、早已完成了從單一材料向復(fù)配使用方向上的轉(zhuǎn)化。但是，長(zhǎng)期以來(lái)盲目的混合使用，掩蓋了復(fù)配的實(shí)質(zhì)，影響了復(fù)合堵劑的發(fā)展。近年來(lái)，人們更加深入地研究了橋堵材料之間、粒徑大小之間的關(guān)系，開發(fā)出了各種具有較高實(shí)用價(jià)值的復(fù)合橋接堵漏材料，使橋接堵漏材料的應(yīng)用得到了進(jìn)一步發(fā)展。6.復(fù)合橋接堵漏材料 (1)橡膠粒復(fù)合堵漏劑 橡膠粒復(fù)合堵漏劑是一種新型的橋接堵漏劑。這種堵漏劑比單一的堵漏劑好，它可以充分發(fā)揮各種物質(zhì)的合力作用，具有較好的彈性和掛阻特征。進(jìn)入裂縫后能產(chǎn)生較高的橋塞強(qiáng)度，所以能達(dá)到快速、安全堵漏的目的。其堵塞機(jī)理是靠橡膠粒在裂縫內(nèi)形成橋塞骨架，在充填劑作用下達(dá)到密封，通過(guò)靜止形成內(nèi)泥餅而達(dá)到堵漏的目的

45、。(1)橡膠粒復(fù)合堵漏劑橡膠粒復(fù)合堵漏劑的組成 橡膠粒35，核桃殼20，貝殼粉15，鋸末10，棉籽殼12，花生殼5，稻草3。(1)橡膠粒復(fù)合堵漏劑橡膠粒在復(fù)合堵劑中的作用 膠?？捎脧U舊的橡膠，如輪胎膠等加工而成。它具有一定的強(qiáng)度和很好的彈性。室溫下測(cè)得膠粒的破碎壓力在50MPa以上，彈性模量為80MPa，彈性系數(shù)為045。 膠粒在壓力的作用下產(chǎn)生形變。反之，膠粒發(fā)生形變后就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的反彈力。這種反彈力如果作用在膠粒相接觸的層面間，必定會(huì)增大接觸面間的摩擦阻力。根據(jù)這一理論，如果用膠粒堵漏，設(shè)法使其進(jìn)入裂縫內(nèi)，產(chǎn)生一定程度的形變，就會(huì)使膠粒和縫壁之間產(chǎn)生很大摩擦力，借此摩擦阻力，在撤去外力后，

46、膠粒就會(huì)獲得一定的穩(wěn)定性而形成橋塞骨架。橡膠粒在復(fù)合堵劑中的作用 這種骨架能否形成取決于膠粒的粒度，如果我們選擇的膠粒粒度合適，再配合其它一些填充和固化性材料，必定能達(dá)到堵漏目的。膠粒的密度在1.1721.270gcm3之間，能夠均勻地分散于泥漿當(dāng)中，并能吸附泥漿中的粘土等物質(zhì)形成一層吸附膜，具有一定的粘結(jié)能力，膠粒呈不規(guī)則多面體，能與縫壁產(chǎn)生較大摩擦力。這些特性表明，膠粒是一種很好的堵漏材料。 橡膠粒在復(fù)合堵劑中的作用 膠粒是一種柔性橋堵材料，選擇膠粒的粒度，應(yīng)首先研究膠粒在裂縫內(nèi)的行為，即膠粒以何種方式產(chǎn)生橋堵。作為橋堵劑不僅應(yīng)易于產(chǎn)生橋堵，而且應(yīng)具有一定的強(qiáng)度。很多研究者認(rèn)為，橋堵材料的

47、顆粒應(yīng)為裂縫寬度的至之間，才能獲得比較穩(wěn)定的橋堵。這種理論對(duì)于堅(jiān) 硬材料而言是合理的。因?yàn)橛差w粒的彈性形變極小，象核桃殼之類，顆粒尺寸若大于裂口寬度，只能在縫口橋堵，這種橋堵很不穩(wěn)定，在泥漿流動(dòng)和鉆具運(yùn)動(dòng)時(shí)都會(huì)很快被解堵；1至裂縫寬度的顆粒不可能產(chǎn)生兩個(gè)顆粒橋堵，而恰好相當(dāng)裂口寬度的顆粒事實(shí)上是很難選擇的；小于的顆粒粒度太細(xì)，產(chǎn)生橋堵的機(jī)率太低，也是不可取的。橡膠粒在復(fù)合堵劑中的作用 對(duì)于膠粒而言，它在裂縫內(nèi)的行為和核桃殼就有許多不同之處，它可以選擇大于裂口寬度的膠粒，在外力的作用下進(jìn)入裂縫內(nèi)，而形成單橋(圖513)。這種單橋有一定的強(qiáng)度，且有100的成堵機(jī)率。膠粒在裂縫內(nèi)形成兩個(gè)以上的橋堵是

48、不易的(圖514)，雖然也能產(chǎn)生瞬間橋堵，但在壓差的作用下，膠粒將變形，到一定程度橋堵就會(huì)破壞。無(wú)論是平行裂縫還是楔形裂縫，只有兩個(gè)以上膠粒的橋堵都不易形成而且強(qiáng)度很低。單個(gè)膠粒橋堵不論在平行裂縫還是楔形裂縫內(nèi)都易于形成，其強(qiáng)度隨變形程度的增大而增大，通過(guò)粗略計(jì)算，得出不同裂縫、不同壓力可選擇的大于裂口寬度的膠粒尺寸。橡膠粒在復(fù)合堵劑中的作用 進(jìn)一步研究表明，單個(gè)膠粒橋堵的致密程度是很差的。膠粒之間有一定的孔隙，還須進(jìn)一步封堵，這就需要配合一定量的小于裂口寬度的膠粒，這些膠粒的選擇同樣應(yīng)根據(jù)它們的大小而定，它們的作用是在大膠粒形成橋堵之后進(jìn)一步進(jìn)行堆積橋堵，因此1到1/7以下的膠粒都是必要的。

49、但是，不同粒度的膠粒相互匹配應(yīng)有一定的比例，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得大小顆粒的比例為大于裂口寬度的膠粒占4050，11/2的膠粒占1020，小于的1/2膠粒占3040，不僅有一定的強(qiáng)度，而且比較致密。2.FDJ復(fù)合堵漏劑 FDJ復(fù)合堵漏劑是以惰性硬堵材料為主要原料，以無(wú)機(jī)鹽為增強(qiáng)劑，以聚合物為助效劑，通過(guò)優(yōu)選各類硬性堵漏材料的配比、單一硬性堵漏材料的粒級(jí)分布、增強(qiáng)劑、助效劑等，研制出的復(fù)合堵漏劑。該堵漏劑包括適應(yīng)小漏速(10m3/h)堵漏的FDJ一1，適應(yīng)中等漏速(10 30m3/h)堵漏的FDJ一2和適應(yīng)大漏速(3050m3/h)堵漏的FDJ一3。 FDJ在一般情況下的推薦用量（以FDJ在堵漏液中的濃度

50、計(jì)）如下FDJ1為2%5%；FDJ2為3%8%。長(zhǎng)段漏層、漏層不清，搶鉆后堵漏時(shí)可提高至10%12%；FDJ3為5%10%。嚴(yán)重漏失時(shí)可提高至10%15%。3.HD橋接復(fù)合堵漏劑HD橋接復(fù)合堵漏劑是通過(guò)堵漏模擬試驗(yàn)臺(tái)架對(duì)10種橋堵劑進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)選出的最佳配方。HD橋堵劑由核桃殼、云母、橡膠、棕絲、蛭石、棉籽殼、鋸末復(fù)配而成，其配比為3230.12，11。 HD復(fù)合橋接堵漏劑，當(dāng)其顆粒以大于5目的粗顆粒為主時(shí)，可在3MPa壓差下堵住寬度9mm以上的裂縫；當(dāng)其以中、細(xì)顆粒(520目)為主時(shí)，可堵住寬度9mm以下的裂縫。 如果在HD復(fù)合橋接堵漏劑所配漿液中增加2單向壓力封閉劑，則可進(jìn)一步提高堵漏效

51、果，所堵裂縫寬度可增加12mm。 4.915、917復(fù)合橋接堵漏材料 915、917復(fù)合橋接堵漏材料是遼河石油勘探局泥漿公司研制的。915由30核桃殼、45棉籽殼與鋸末、25蛭石與云母片組配而成；917由20核桃殼、15橡膠粒、15棉籽殼、20鋸末、15蛭石、15云母片組配而成。 5.棉籽殼丸堵漏劑棉籽殼丸堵漏劑是由棉籽殼、棉籽粉、膨潤(rùn)土以及棉絨和表面活性劑等制成的丸。鉆遇漏層，將此劑加入泥漿，擠入漏層經(jīng)一段時(shí)間后開始吸收大量的水，引起膨脹和分裂，封堵漏層。1、原理：高失水堵漏漿液進(jìn)入漏失井段后，在井下壓差的作用下迅速失水，漿液里的固相組分在漏失通道中聚集、變稠，形成堵塞濾餅，繼而壓實(shí)，填充漏

52、失通道，達(dá)到堵漏的目的。（架橋原理）2、特點(diǎn)：高失水堵漏劑以其使用方便、見效快、適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)。如：Z-DTR、PCC、HHH、HALS等等。三、高失水堵漏劑1、PCC暫堵劑：是一種可酸溶的高失水堵漏劑，濾餅酸溶率達(dá)85以上，堵漏原理與高失水堵漏劑同。2、SLD-1：是由纖維狀和顆粒狀材料組成的橋接堵漏劑，酸溶率達(dá)75，堵漏原理與橋接堵漏劑同。3、酸溶性固化材料ASC-1：是一種無(wú)機(jī)固化堵漏劑。堵漏漿液注入漏層后，在井下溫度的作用下固化，形成具有一定抗壓強(qiáng)度的凝固體，酸溶率達(dá)96以上，是油氣層堵漏的一種較為理想的堵漏劑。堵漏工藝與水泥漿同。常溫下24小時(shí)不凝固，可用地面泥漿罐配制。與之性能相

53、近的還有高承壓堵漏劑ZC6-6。四、酸溶性堵漏劑五、化學(xué)凝膠類堵漏劑1、化學(xué)凝膠 聚合物在膠聯(lián)劑的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一種具有較高強(qiáng)度的體形結(jié)構(gòu)凝膠粘彈體。 優(yōu)點(diǎn)能適應(yīng)各種形狀的漏失通道，并具有相當(dāng)好的抗水污染能力。 缺點(diǎn)不易形成產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)工藝較為復(fù)雜，不易掌握。 （堵漏原理？）2、化學(xué)膨體 所謂化學(xué)膨體，就是一種膨脹性化學(xué)材料，經(jīng)過(guò)特殊顆?；屯飧裟ぬ幚硪院螅惯@種材料在遇水一段時(shí)間以后開始膨脹，在自由環(huán)境中一般可膨脹原體積的50倍。用這種材料封堵漏層時(shí)，不需要嚴(yán)格要求其顆粒大小與漏失通道的匹配，利用這些顆粒在漏層中的膨脹特性來(lái)達(dá)到堵漏的目的。 （堵漏原理？）代表性成果PMN化學(xué)凝膠利用

54、高分子材料和交聯(lián)劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成具有一定彈性、與巖石有較強(qiáng)黏附作用的凝膠體。完成于八十年代末，未形成產(chǎn)品。智能凝膠是利用高分子交聯(lián)技術(shù)制得的、具有三維網(wǎng)絡(luò)立體結(jié)構(gòu)的功能性高分子凝膠，是由三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子化合物與溶劑組成、并可被溶劑滲透的特殊體系。 新型抗高壓堵漏劑含有高分子材料和交聯(lián)劑，具有高分子材料的粘彈性，是一種聚合物交聯(lián)體系。 經(jīng)典案例（羅家2井）2006年3月3日，羅家2井進(jìn)行飛仙關(guān)層位的試油施工，循環(huán)時(shí)發(fā)生井漏；3月21日3:45井下情況惡化，井筒內(nèi)液面漲至防溢管，關(guān)井、關(guān)下旋塞，套壓由23.78.517MPa，并逐步演化為地下井漏滲氣復(fù)雜情況，處于緊急搶險(xiǎn)狀態(tài)。在三次使用“

55、高粘重泥漿水泥漿重泥漿”進(jìn)行堵漏施工無(wú)效情況下，采取“高粘重泥漿智能凝膠水泥漿重泥漿”堵漏壓井技術(shù)，經(jīng)過(guò)四次連續(xù)鞏固性施工，成功封堵羅家2井井漏滲氣地層，結(jié)束搶險(xiǎn)。 羅家2井羅家注1井地表泄漏點(diǎn)智能凝膠液堵漏施工前套壓7.876.90MPa立壓8.08.9MPa油壓在12.2614.69MPa之間波動(dòng)，套壓在9.99.56MPa之間波動(dòng)，火焰桔紅色，焰高810米，放噴流程間斷被堵塞，火焰時(shí)大時(shí)小滲漏處裂縫由15m擴(kuò)展到30m，且下沉30cm；河邊漫灘有18個(gè)點(diǎn)火點(diǎn)。第一次施工后凝膠水泥235m3 84噸套壓、立壓均為06：30開油、套放噴，油壓15.259.864.24MPa，套壓7.238.

56、170.552MPa，火焰桔紅色，焰高610米施工期間地表泄漏觀測(cè)點(diǎn)火苗基本穩(wěn)定，火苗始見減弱趨勢(shì)第二次施工后凝膠水泥63m3 90噸立壓0，套壓4.1MPa整個(gè)施工過(guò)程中，羅注1井油套壓未變化，最終關(guān)井油壓：1.88MPa,套壓0.40MPa集氣點(diǎn)火器有兩個(gè)因氣量減小不能點(diǎn)燃，3個(gè)點(diǎn)火器火焰明顯減小，滑坡段無(wú)明顯變化第三次施工后凝膠水泥185m3 110噸立、套壓為0立、套壓為0原設(shè)置的天然氣聚集器尚能點(diǎn)燃的只剩6個(gè)，火焰弱，目測(cè)有減小趨勢(shì)，滑坡基本無(wú)變化第四次施工后凝膠水泥58m3 68噸立、套壓為0立、套壓為0火焰弱，滑坡基本無(wú)變化堵漏效果 堵漏工具，可大致歸納為四大類1、堵漏漿液輸送工

57、具: (1)鉆具 ；(2)鉆桿特制凡爾漿液筒2、堵漏漿液井下混合工具:篩管鉆桿3、堵漏漿液擠注工具: 可鉆短接安全接頭封隔器4、漏層封隔工具:(1)波紋管 ；(2)袋式工具六、堵漏工具(1)波紋管波紋管堵漏.MPG典型案例（云安21井）云安21井海拔805m，用311.2mm（12 1/4in）鉆頭鉆至377m，正鉆層位涼高山，巖性頁(yè)巖夾煤，清水鉆進(jìn)中井漏，出口失返，并且有放空現(xiàn)象，放空1.70m，井內(nèi)無(wú)液面。井漏發(fā)生后，用橋漿、速凝水泥共堵漏13次無(wú)效。 通過(guò)電測(cè)井徑、擴(kuò)眼、地面焊接波紋管串、下波紋管、投球后井口注入清水脹管、投球加壓丟手、下脹管器脹管、磨銑等完成全部試驗(yàn)工序。波紋管總承長(zhǎng)度

58、16.7m，下入井段為342.38m359.08m 完成了波紋管預(yù)定的全部施工作業(yè)工序，但在注水脹管過(guò)程中波紋管破裂，未能實(shí)現(xiàn)堵漏的目的。 (2)袋式工具典型案例（威寒1井）威寒1井121/4in(311.2mm井眼) 用密度0.83g/cm3的微泡沫鉆井液鉆至井深93.56m出現(xiàn)井漏，漏速6m3/h，鉆至井深94m，鉆具放空至95.42m(放空1.42m)，鉆遇溶洞性惡性井漏，井口失返。 用濃度為18%的橋漿強(qiáng)鉆至井深96.96m(井口失返)。起采用井口投注泥球和混凝土4m3，堵漏無(wú)效。用清水強(qiáng)鉆井深115m，井口無(wú)返，由于漏失通道與地表連通，堵漏材料及強(qiáng)鉆漿液漏入山下，強(qiáng)鉆無(wú)法實(shí)施。針對(duì)井

59、下漏失情況，采用了袋式堵漏工具進(jìn)行堵漏試驗(yàn)。 (1)工具入井在地面連接好工具后，整體吊上鉆臺(tái)送入井下； (2)工具丟手(擺脫) ；(3)注水泥漿 ；(4)起鉆 。工具起出至鉆臺(tái)，發(fā)現(xiàn)工具釋放剪銷沒(méi)有剪斷，支撐篩管上端螺紋退刀槽處折斷。 盡管堵漏工具中心篩管斷裂，釋放接頭銷釘未能剪斷，鉆完全部水泥塞及堵漏工具于井深104m不漏，溶洞堵漏成功。 第五部分：井漏的預(yù)防 井漏是井下發(fā)生的一種復(fù)雜情況，有的井漏是客觀存在的、不可避免的，但有的井漏是可以通過(guò)改變、調(diào)整外部因素(條件)避免的，也就是說(shuō)是可以預(yù)防的。一、設(shè)計(jì)合理的井身結(jié)構(gòu) 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，直接影響鉆井過(guò)程中井漏的發(fā)生，是預(yù)防井漏的基礎(chǔ)

60、設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)的依據(jù)：地層壓力剖面 考慮的因素： (1)孔隙壓力 (2)破裂壓力 (3)坍塌壓力 (4)漏失壓力 使同一裸眼井段所需鉆井液當(dāng)量密度同時(shí)滿足防噴、防塌、防漏的要求。 由于受套管層次的限制，當(dāng)上述條件無(wú)法同時(shí)滿足時(shí)，則應(yīng)下套管將低破裂壓力地層與高壓層分開，使得同一裸眼井段所需鉆井液最高當(dāng)量密度小于地層破裂壓力，防止壓裂性井漏的發(fā)生。一、設(shè)計(jì)合理的井身結(jié)構(gòu)二、確定合理的鉆井液密度 當(dāng)井身結(jié)構(gòu)確定后，為防止井漏、井噴和井塌，在確定鉆井液密度時(shí)，應(yīng)使作用于井壁上的壓力小于該井段地層的最小破裂壓力和漏失壓力，大于地層坍塌壓力和孔隙壓力。1、對(duì)于孔隙、裂縫、溶洞十分發(fā)育的地層，由于鉆井液進(jìn)入地