鉆井工程防漏堵漏技術(shù)演示文稿

鉆井工程防漏堵漏技術(shù)演示文稿第一頁，共二百五十三頁。鉆井工程防漏堵漏技術(shù)第二頁，共二百五十三頁。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：預防預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：井漏的預防第六部分：處理井漏的常規(guī)方法與措施第七部分：儲層井漏的處理第八部分：復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:近年來國外堵漏技術(shù)新進展第十二部分:渤海油田井漏簡況第三頁，共二百五十三頁。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第四頁，共二百五十三頁。

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。我們在這里所指的“井漏”是：在油氣鉆井作業(yè)過程中，鉆井液漏入地層的一種井下復雜情況。一、井漏的定義第五頁，共二百五十三頁。二、井漏的危害1.井漏損失大量的鉆井液，使鉆進無法維持;2.井漏損失大量的鉆井時間;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、井噴等其它井下復雜情況和重大事故，給鉆井工程造成重大損失;6.如果儲集層發(fā)生井漏，大量的鉆井液和堵漏材料進入儲集層空間，造成嚴重儲集層傷害。第六頁，共二百五十三頁。三、發(fā)生井漏的基本條件井漏的產(chǎn)生必須具備三個必要條件：一是：地層中存在能使鉆井液流動的漏失通道，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漏失通道中發(fā)生流動的正壓差；三是：地層中存在能容納一定鉆井液體積的空間。以上三個條件缺一不可，必須同時具備時才產(chǎn)生井漏。第七頁，共二百五十三頁。四、鉆井中發(fā)生井漏的幾種常見情況1、鉆進過程中井漏；2、提高鉆井液密度過程中井漏；3、關(guān)井過程中井漏；4、壓井過程中井漏；5、下鉆或開泵時井漏。第八頁，共二百五十三頁。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壓力的敏感程度漏失壓力井漏嚴重度井漏時的其它井下復雜情況開口尺寸形狀及分布狀態(tài)連通性地層流體第九頁，共二百五十三頁。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?，F(xiàn)場主要是通過綜合分析的方法來判斷漏層性質(zhì)：

井漏發(fā)生后，首先是分析漏層位置，在漏層位置確定的基礎上，根據(jù)漏層巖性、漏層位置井深、鉆時、漏失井段長短、井漏嚴重度等來判斷漏失通道性質(zhì)。第十頁，共二百五十三頁。漏速：指單位時間內(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衡量漏層的漏失能力，稱為漏層吸收系數(shù)：二、井漏嚴重度第十一頁，共二百五十三頁。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重度的關(guān)鍵因素。漏失壓差：作用于漏層上的動壓力：漏失壓力：第十二頁，共二百五十三頁。四、影響井漏的因素

影響井漏的因素很多，也比較復雜，但概括起來講，主要有兩個方面：1、漏失通道性質(zhì)對井漏的影響2、漏失壓差對井漏的影響：凡是對漏失壓差產(chǎn)生影響的因素均對漏失產(chǎn)生影響。第十三頁，共二百五十三頁。

漏失通道性質(zhì)對井漏的影響非常復雜，一般有這樣的規(guī)律：(1)漏失通道的開口幾何尺寸越大，井漏越嚴重；(2)漏失通道之間的連通性越好，井漏越嚴重；(3)漏失通道傾角越大，井漏越嚴重；(4)如果漏失通道中含有活動地層水，會給堵漏帶來很大困難；(5)如果漏失通道中含有非?；钴S的天然氣，井漏后極容易產(chǎn)生井噴。1、漏失通道性對井漏的影響第十四頁，共二百五十三頁。2、壓差對井漏的影響(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。第十五頁，共二百五十三頁。五、井漏的分類

國內(nèi)外對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)場常用的分類方法。第十六頁，共二百五十三頁。1、按漏速分類第十七頁，共二百五十三頁。2、按漏失通道形狀分類第十八頁，共二百五十三頁。3、按引起井漏的原因分類第十九頁，共二百五十三頁。第三部分：預防與處理井漏的

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，介紹預防和處理井漏的基本思路及程序。第二十頁，共二百五十三頁。一、基本思路

由產(chǎn)生井漏的三個基本條件可知，要預防井漏的產(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，即我們通常所說的堵漏2、減小或消除井筒與地層之間的正壓差3、增大鉆井液在漏失通道中的流動阻力第二十一頁，共二百五十三頁。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)等判斷漏層對壓力的敏感程度判斷井漏嚴重度及復雜性制定處理井漏的具體方案第二十二頁，共二百五十三頁。1、漏層位置的確定方法(1)綜合分析法a)鉆進中井漏：鉆開新地層時，井底漏；b)分析原來曾發(fā)生過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比，最低壓力點是首先要考慮的地方，特別是已鉆過的油、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)和鄰井相同井段進行對照分析。第二十三頁，共二百五十三頁。(2)正反循環(huán)法原理：漏速相等時，漏失壓差相等要點：正循環(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)時環(huán)空流速、反循環(huán)時環(huán)空與鉆具內(nèi)流速，m/s。第二十四頁，共二百五十三頁。(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：井漏發(fā)生后，排量不變計算公式：

有返出時：無返出時：第二十五頁，共二百五十三頁。(4)替換輕泥漿法原理：漏層壓力不變要點：漏層以上泥漿全部替換為輕泥漿，這時靜液面發(fā)生變化，根據(jù)靜液面的變化計算注意：替換后靜液面在井口以下，密度均勻計算公式：第二十六頁，共二百五十三頁。(5)注輕泥漿法原理：在用輕泥漿頂替重泥漿的過程中，泵壓發(fā)生變化，當輕泥漿到達漏層時，泵壓的變化出現(xiàn)拐點。要點：在整個頂替過程中，排量不變。第二十七頁，共二百五十三頁。泵壓T1T2T3時間計算公式：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。第二十八頁，共二百五十三頁。(6)周循環(huán)時間差法原理：井漏發(fā)生后，由于漏層以上鉆井液上返速度降低，導致循環(huán)時間延長。計算公式：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′－井漏后的實測周循環(huán)時間；V－井眼容積(扣除鉆具本體體積)，m3。第二十九頁，共二百五十三頁。(7)盲堵找漏層法條件：有兩個或以上的可疑漏層；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.準確計算注入堵漏劑和頂替泥漿到達各可疑漏層的量和填滿靜液面以上空間的量；

4.根據(jù)實際注入量確定漏層位置。第三十頁，共二百五十三頁。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（空氣鉆進中出水）。2、確定下鉆位置為1200m，保證離可疑漏層較近，同時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。第三十一頁，共二百五十三頁。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，鉆具底部到可疑漏層環(huán)空容積13m3。也就是說如果注入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。第三十二頁，共二百五十三頁。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，漏層壓力計算如下：現(xiàn)場確定靜液面的方法主要有儀器測試、下鉆探測、懸重變化計算等方法。第三十三頁，共二百五十三頁。3、漏失通道性質(zhì)的確定第三十四頁，共二百五十三頁。第三十五頁，共二百五十三頁。第三十六頁，共二百五十三頁。第三十七頁，共二百五十三頁。4、漏層對壓力敏感性的分析漏層對壓力的敏感程度主要有兩個方面的含義：(1)指漏速對漏失壓差的敏感程度；(2)是指漏失通道對井筒動壓力的敏感程度。第三十八頁，共二百五十三頁。5、井漏嚴重程度及復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壓力敏感程度的基礎上，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重度及復雜性，即充分地認識井漏性質(zhì)和可能發(fā)生的其它井下復雜，只有這樣才可能制定出處理井漏的合理方案，及時有效地消除井漏，最大限度降低井漏造成的損失。第三十九頁，共二百五十三頁。6、制定處理井漏的具體方法與施工方案在充分認識井漏性質(zhì)的基礎上，同時結(jié)合現(xiàn)場實際情況，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、堵漏施工中可能出現(xiàn)的其它意外情況及其應急方案等問題。第四十頁，共二百五十三頁。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，這一部分主要介紹現(xiàn)場常用的堵漏材料與工具。第四十一頁，共二百五十三頁。一、堵漏水泥漿

水泥是常用的一種無機膠凝堵漏材料，其堵漏原理是把水泥配成水泥漿，泵送至漏層中，一段時間后，水泥漿從稠化到固化，形成具有一定抗壓強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，達到封堵漏層的目的。（平衡原理）水泥具有原料來源廣、價格便宜、堵漏工藝簡單、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度和承壓能力等特點，因而水泥漿堵漏一直是現(xiàn)場應用最廣泛的一種堵漏方法之一。第四十二頁，共二百五十三頁。平衡原理的解讀所謂平衡原理指的是在水泥堵漏過程中所建立的兩個平衡，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：平衡實現(xiàn)的時候，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？第四十三頁，共二百五十三頁。1、普通水泥漿(1)水泥原漿：G級油井水泥:水＝1:0.45～0.6，主要用于淺井～中深井段的堵漏；(2)緩凝水泥漿：G級油井水泥:水＝1:0.45～0.6，并在水泥漿中加入緩凝劑，主要用于中深井～深井段的堵漏；(3)速凝水泥漿：G級油井水泥:水＝1:0.45～0.6，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8～15％，水玻璃的加量為6～10％。第四十四頁，共二百五十三頁。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土，以提高漿液的抗稀釋能力，同時可降低水泥石的強度，防止軟地層堵漏后，鉆水泥塞時鉆出新井眼的目的。膠質(zhì)堵漏水泥漿通常采用以下兩種方法配制：(1)把膨潤土粉與水泥干灰混合，混合比例一般為：水泥:膨潤土＝100:10～30，按0.6～0.8的水灰比配成密度為1.50～1.70g/cm3的膠質(zhì)水泥漿。(2)把水泥加入到1～3％的預水化膨潤土中，配成密度為1.65～1.80g/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。第四十五頁，共二百五十三頁。SHANUL-4井26in鉆頭表層43m發(fā)生井漏，無靜液面，采用20%高濃度橋塞無效，干堵漏劑直接倒入井中，灌泥漿返出，劃眼到底即漏，如此反復堵漏多次無效。采用膠質(zhì)水泥：6%膨潤土漿: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)鉆進不漏，36in擴眼不漏，下30in套管固井不漏。經(jīng)典案例（SHANUL-4井）第四十六頁，共二百五十三頁。3、柴油膨潤土水泥漿(1)原理：柴油膨潤土堵漏水泥漿是將一定比例的水泥、膨潤土和柴油混合，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，水泥和膨潤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)，最終形成膨潤土水泥石而徹底封堵漏層。(2)特點：具有橋漿和水泥漿堵漏的雙重作用。(3)配方：膨潤土: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度。第四十七頁，共二百五十三頁。二、橋接堵漏材料1.對橋接堵漏材料的要求

(1)與攜帶液(泥漿)無明顯的化學作用，對泥漿性能無破壞性影響，具有一定的抗溫能力；

(2)起“架橋”作用的硬果殼類材料必須具有一定的強度，棱角分明，且在水中和堿液中浸泡一段時間，強度無明顯降低；

(3)材料便于加工和管理，不易腐爛變質(zhì)；

(4)來源廣，價格便宜，便于大批量采購。第四十八頁，共二百五十三頁。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，它們在堵漏過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?shù)膸缀纬叽绾蜋C械性能，以便能承受作用于橋塞上的壓差。一般認為，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，就是在堵漏過程中，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，此時方能形成穩(wěn)定的橋堵。在穩(wěn)定的橋堵形成過程中，顆粒狀材料必須具有足夠的抗壓、抗張和抗剪切的強度才能承受由壓差引起的彎曲應力和縱向應力。同時，顆粒狀材料還必須具有足夠的硬度，以防止顆粒應力形變而改變其幾何形狀而降低堵漏效果。

第四十九頁，共二百五十三頁。2、種類(2)纖維狀材料。來源于植物、動物、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，它們在堵漏漿液中起懸浮作用，在形成的堵塞中它們縱橫交錯，相互拉扯，因此又被稱為“懸浮拉筋劑”。第五十頁，共二百五十三頁。2、種類(3)片狀材料云母片、稻殼、賽璐珞、玻璃紙、魚鱗等屬于這類材料，它們在堵漏過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，它們必須具有足夠的強度，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面積。

第五十一頁，共二百五十三頁。3、規(guī)格橋接堵漏劑沒有統(tǒng)—的規(guī)格，美國通常將顆粒狀材料分為粗、中、細三級，粗粒介于4～10目之間，中粒介于12～20目之間，細粒小于20目。在我國一般分為5種規(guī)格：4～5目、5～7目、7～9目、9～12目、小于12目。片狀材料一般應通過4目篩，以防堵塞鉆頭水眼，柔性片狀材料的尺寸可達25.4mm。片狀材料要求具有一定的抗水性，水泡24h后其強度不得降低一半，在原處反復折疊不斷裂。柔性大者其厚度可為0.25mm，柔性差者厚度為0.013～0.1mm。表5—1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：4～7目、7～12目、12～40目、40目以下。第五十二頁，共二百五十三頁。4、橋接堵漏材料的物理化學特性

（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；棉籽殼含有細長纖維，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，纖維長而堅韌，并具有耐高溫的特性。第五十三頁，共二百五十三頁。4、橋接堵漏材料的物理化學特性（2）機械性能材料名稱密度g/cm3熔點℃莫氏硬度抗壓能力Mpa核桃殼1.2～1.4＞148314貝殼2.7～3.1＞1482.5～32.18云母2.7～2.8＞148317.6蛭石2.4～2.7＞1481～1.55.6石英2.2＞148728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)過于堅硬，加工比較困難，因此一般不作為堵漏材料。第五十四頁，共二百五十三頁。4、橋接堵漏材料的物理化學特性（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℃以上時部分材料性能有所改變，當溫度高達180℃時，云母、蛭石、貝殼及石棉等材料性能基本不變，而核桃殼、甘蔗渣、谷殼等強度有所下降，鋸末、紙屑和棉籽殼等部分燒焦。說明對于一般性質(zhì)的井漏，上述材料均能適用，但對于超深井或高溫井,上面的一些材料就不合適了。第五十五頁，共二百五十三頁。4、橋接堵漏材料的物理化學特性（4）浸泡試驗除鋸末、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，強度也略有增高。說明上述材料均適用于水基和油基泥漿。第五十六頁，共二百五十三頁。4、橋接堵漏材料的物理化學特性（5）橋接堵漏材料對泥漿性能的影響在泥漿中加入核桃殼、云母等材料，對泥漿性能影響不大。而鋸末、棉籽殼、甘蔗渣、石棉等材料都對泥漿有著不同的增粘作用，其中以棉籽殼、甘蔗渣、石棉等對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。第五十七頁，共二百五十三頁。5、原理

橋接堵漏劑封堵漏失通道的過程屬機械堵塞:

(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”作用第五十八頁，共二百五十三頁。(1)“架橋”作用（架橋原理）

作為“架橋劑”的顆粒狀橋接堵漏材料，在通過地層中漏失通道時，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”。由于顆粒狀材料材質(zhì)硬、力臂短、應力分散，因此一旦“架橋”，就具有相當強的抗壓能力，在其它材料的配合作用下，能有效地封堵漏層。第五十九頁，共二百五十三頁。(1)“架橋”作用（架橋原理）對于顆粒狀橋接堵漏材料的架橋機理，國外有關(guān)學者進行了更為深入的研究。美國桑迪拉實驗室針對裂縫性漏失地層，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隨顆粒尺寸的增加而降低，形成橋堵的強度則增加。顆粒狀材料的濃度不會明顯影響橋堵的承壓能力，但會增加橋堵形成的可能性。第六十頁，共二百五十三頁。(1)“架橋”作用（架橋原理）日本學者針對滲透性漏失，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，特別是有效粒徑對堵漏的效果至關(guān)重要。研究表明，上述兩種理論模型在實際中都是存在的，但三球相接模型占多數(shù)。對于三顆粒相接架橋理論來說，形成最佳橋堵的粒徑比為1：0.15。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1：0．4：0.1：0.05，也就是說，按照上述粒徑比組合復配而成的堵漏劑，能有效快速地封堵漏層。第六十一頁，共二百五十三頁。(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，但還沒有徹底消除漏失通道的相互連通。這時，堵漏漿液中的纖維狀材料、片狀材料和細顆粒材料，在壓差的作用下對“橋架”中的微小孔道和地層中的原有小裂縫進行嵌入和堵塞，從而完全消除井漏，達到堵漏的目的。第六十二頁，共二百五十三頁。(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，增強堵漏效果。第六十三頁，共二百五十三頁。(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，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有力的“拉筋”作用，同時大大加強了楔塞的機械強度。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，這種塞狀的墊層在漏層中的移動十分困難，故能達到堵漏的目的。

第六十四頁，共二百五十三頁。(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，當橋接堵漏材料被擠進地層裂縫形成“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。第六十五頁，共二百五十三頁。(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、延伸。對一條漏失通道來說，始終有其最窄小的部位，這就是“喉道”，在此“架橋”就是我們所說的“卡喉”作用。橋接堵漏材料就是針對這些“喉道”部位發(fā)揮架橋、填塞、嵌入等作用來形成機械堵塞，從而達到消除井漏的目的。第六十六頁，共二百五十三頁。

從橋接堵漏材料的基本作用原理，可以總結(jié)出對橋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?shù)膸缀纬叽绾蜋C械性能，以便能承受作用于橋塞上的壓差。一般認為，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，就是在堵漏過程中，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，此時方能形成穩(wěn)定的橋堵。在穩(wěn)定的橋堵形成過程中，顆粒狀材料必須具有足夠的抗壓、抗張和抗剪切的強度才能承受由壓差引起的彎曲應力和縱向應力。同時，顆粒狀材料還必須具有足夠的硬度，以防止顆粒應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。也就是說，它們必須具有足夠的強度，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面積。對這一類材料功能的要求，顯然不同于對顆粒狀材料功能的要求，原因是幾乎沒有一種材料能完全同時具備上述兩類材料的功能。因此，堅硬的顆粒狀材料與易彎曲的纖維狀和片狀材料的復合物才能提供最佳的裂縫封堵特性。第六十七頁，共二百五十三頁。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2～3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，因此橋接堵漏材料的復配使用，能大大提高其封堵能力。

第六十八頁，共二百五十三頁。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、細三種規(guī)格。各組分間的重量比約為1：1：1，可根據(jù)實際情況靈活掌握。顆粒粒徑大小也應視裂縫大小而定，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5：2：1，其中片狀和纖維狀材料在堵漏漿液中加量一般不得超過5％，否則將大量吸水而使泥漿變稠，導致泵送困難。其它材料加量也應控制在7％以內(nèi)，因為單一規(guī)格材料的加量在5％時，已能較大限度的發(fā)揮其堵塞能力，加多了會造成施工困難和造成堵劑的浪費。第六十九頁，共二百五十三頁。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：

(1)級配(2)濃度(3)漿液量第七十頁，共二百五十三頁。6.復合橋接堵漏材料

隨著人們對橋接堵漏材料認識的深入，在應用上早已完成了從單一材料向復配使用方向上的轉(zhuǎn)化。但是，長期以來盲目的混合使用，掩蓋了復配的實質(zhì)，影響了復合堵劑的發(fā)展。近年來，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用價值的復合橋接堵漏材料，使橋接堵漏材料的應用得到了進一步發(fā)展。第七十一頁，共二百五十三頁。6.復合橋接堵漏材料

(1)橡膠粒復合堵漏劑

橡膠粒復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。進入裂縫后能產(chǎn)生較高的橋塞強度，所以能達到快速、安全堵漏的目的。其堵塞機理是靠橡膠粒在裂縫內(nèi)形成橋塞骨架，在充填劑作用下達到密封，通過靜止形成內(nèi)泥餅而達到堵漏的目的。第七十二頁，共二百五十三頁。(1)橡膠粒復合堵漏劑橡膠粒復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％。第七十三頁，共二百五十三頁。(1)橡膠粒復合堵漏劑橡膠粒在復合堵劑中的作用膠粒可用廢舊的橡膠，如輪胎膠等加工而成。它具有一定的強度和很好的彈性。室溫下測得膠粒的破碎壓力在50MPa以上，彈性模量為80MPa，彈性系數(shù)為0．45。膠粒在壓力的作用下產(chǎn)生形變。反之，膠粒發(fā)生形變后就會產(chǎn)生相應的反彈力。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，設法使其進入裂縫內(nèi)，產(chǎn)生一定程度的形變，就會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，膠粒就會獲得一定的穩(wěn)定性而形成橋塞骨架。第七十四頁，共二百五十三頁。橡膠粒在復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，必定能達到堵漏目的。膠粒的密度在1.172∽1.270g／cm3之間，能夠均勻地分散于泥漿當中，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。

第七十五頁，共二百五十三頁。橡膠粒在復合堵劑中的作用

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。作為橋堵劑不僅應易于產(chǎn)生橋堵，而且應具有一定的強度。很多研究者認為，橋堵材料的顆粒應為裂縫寬度的至之間，才能獲得比較穩(wěn)定的橋堵。這種理論對于堅硬材料而言是合理的。因為硬顆粒的彈性形變極小，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，在泥漿流動和鉆具運動時都會很快被解堵；1至裂縫寬度的顆粒不可能產(chǎn)生兩個顆粒橋堵，而恰好相當裂口寬度的顆粒事實上是很難選擇的；小于的顆粒粒度太細，產(chǎn)生橋堵的機率太低，也是不可取的。第七十六頁，共二百五十三頁。橡膠粒在復合堵劑中的作用對于膠粒而言，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，在外力的作用下進入裂縫內(nèi)，而形成單橋(圖5—13)。這種單橋有一定的強度，且有100％的成堵機率。膠粒在裂縫內(nèi)形成兩個以上的橋堵是不易的(圖5—14)，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破壞。無論是平行裂縫還是楔形裂縫，只有兩個以上膠粒的橋堵都不易形成而且強度很低。單個膠粒橋堵不論在平行裂縫還是楔形裂縫內(nèi)都易于形成，其強度隨變形程度的增大而增大，通過粗略計算，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。第七十七頁，共二百五十三頁。橡膠粒在復合堵劑中的作用進一步研究表明，單個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一步進行堆積橋堵，因此1到1/7以下的膠粒都是必要的。但是，不同粒度的膠粒相互匹配應有一定的比例，通過實驗測得大小顆粒的比例為：大于裂口寬度的膠粒占40％～50％，1～1/2的膠粒占10％～20％，小于的1/2膠粒占30％～40％，不僅有一定的強度，而且比較致密。第七十八頁，共二百五十三頁。2.FDJ復合堵漏劑

FDJ復合堵漏劑是以惰性硬堵材料為主要原料，以無機鹽為增強劑，以聚合物為助效劑，通過優(yōu)選各類硬性堵漏材料的配比、單一硬性堵漏材料的粒級分布、增強劑、助效劑等，研制出的復合堵漏劑。該堵漏劑包括適應小漏速(<10m3/h)堵漏的FDJ一1，適應中等漏速(10∽30m3/h)堵漏的FDJ一2和適應大漏速(30～50m3/h)堵漏的FDJ一3。

FDJ在一般情況下的推薦用量（以FDJ在堵漏液中的濃度計）如下：FDJ—1為2%～5%；FDJ—2為3%～8%。長段漏層、漏層不清，搶鉆后堵漏時可提高至10%～12%；FDJ—3為5%～10%。嚴重漏失時可提高至10%～15%。第七十九頁，共二百五十三頁。3.HD橋接復合堵漏劑HD橋接復合堵漏劑是通過堵漏模擬試驗臺架對10種橋堵劑進行正交試驗優(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、鋸末復配而成，其配比為3：2：3：0.1：2，1：1。

HD復合橋接堵漏劑，當其顆粒以大于5目的粗顆粒為主時，可在3MPa壓差下堵住寬度9mm以上的裂縫；當其以中、細顆粒(5～20目)為主時，可堵住寬度9mm以下的裂縫。如果在HD復合橋接堵漏劑所配漿液中增加2％單向壓力封閉劑，則可進一步提高堵漏效果，所堵裂縫寬度可增加1～2mm。第八十頁，共二百五十三頁。4.915、917復合橋接堵漏材料

915、917復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。第八十一頁，共二百五十三頁。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)一段時間后開始吸收大量的水，引起膨脹和分裂，封堵漏層。第八十二頁，共二百五十三頁。1、原理：高失水堵漏漿液進入漏失井段后，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，填充漏失通道，達到堵漏的目的。（架橋原理）2、特點：高失水堵漏劑以其使用方便、見效快、適應范圍廣等特點。如：Z-DTR、PCC、HHH、HALS等等。三、高失水堵漏劑第八十三頁，共二百五十三頁。1、PCC暫堵劑：是一種可酸溶的高失水堵漏劑，濾餅酸溶率達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：是一種無機固化堵漏劑。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度的凝固體，酸溶率達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小時不凝固，可用地面泥漿罐配制。與之性能相近的還有高承壓堵漏劑ZC6-6。四、酸溶性堵漏劑第八十四頁，共二百五十三頁。五、化學凝膠類堵漏劑1、化學凝膠聚合物在膠聯(lián)劑的作用下發(fā)生化學反應，生成一種具有較高強度的體形結(jié)構(gòu)凝膠粘彈體。

優(yōu)點：能適應各種形狀的漏失通道，并具有相當好的抗水污染能力。

缺點：不易形成產(chǎn)品，現(xiàn)場工藝較為復雜，不易掌握。（堵漏原理？）第八十五頁，共二百五十三頁。2、化學膨體所謂化學膨體，就是一種膨脹性化學材料，經(jīng)過特殊顆?；屯飧裟ぬ幚硪院?，使這種材料在遇水一段時間以后開始膨脹，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，不需要嚴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達到堵漏的目的。（堵漏原理？）第八十六頁，共二百五十三頁。代表性成果PMN化學凝膠：利用高分子材料和交聯(lián)劑發(fā)生化學反應，形成具有一定彈性、與巖石有較強黏附作用的凝膠體。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)絡立體結(jié)構(gòu)的功能性高分子凝膠，是由三維網(wǎng)絡結(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。

第八十七頁，共二百五十三頁。第八十八頁，共二百五十三頁。經(jīng)典案例（羅家2井）2006年3月3日，羅家2井進行飛仙關(guān)層位的試油施工，循環(huán)時發(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2↗3.7↗8.5↗17MPa，并逐步演化為地下井漏滲氣復雜情況，處于緊急搶險狀態(tài)。在三次使用“高粘重泥漿＋水泥漿＋重泥漿”進行堵漏施工無效情況下，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。第八十九頁，共二百五十三頁。

羅家2井羅家注1井地表泄漏點智能凝膠液堵漏施工前套壓7.87～6.90MPa立壓8.0～8.9MPa油壓在12.26～14.69MPa之間波動，套壓在9.9～9.56MPa之間波動，火焰桔紅色，焰高8～10米，放噴流程間斷被堵塞，火焰時大時小滲漏處裂縫由15m擴展到30m，且下沉30cm；河邊漫灘有18個點火點。第一次施工后凝膠＋水泥235m384噸套壓、立壓均為06：30開油、套放噴，油壓15.25↓9.86↓4.24MPa，套壓7.23↑8.17↓0.552MPa，火焰桔紅色，焰高6～10米施工期間地表泄漏觀測點火苗基本穩(wěn)定，火苗始見減弱趨勢第二次施工后凝膠＋水泥63m390噸立壓0，套壓4.1MPa整個施工過程中，羅注1井油套壓未變化，最終關(guān)井油壓：1.88MPa,套壓0.40MPa集氣點火器有兩個因氣量減小不能點燃，3個點火器火焰明顯減小，滑坡段無明顯變化第三次施工后凝膠＋水泥185m3110噸立、套壓為0立、套壓為0原設置的天然氣聚集器尚能點燃的只剩6個，火焰弱，目測有減小趨勢，滑坡基本無變化第四次施工后凝膠＋水泥58m368噸立、套壓為0立、套壓為0火焰弱，滑坡基本無變化堵漏效果第九十頁，共二百五十三頁。

堵漏工具，可大致歸納為四大類1、堵漏漿液輸送工具:

(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、堵漏工具第九十一頁，共二百五十三頁。(1)波紋管波紋管堵漏.MPG第九十二頁，共二百五十三頁。典型案例（云安21井）云安21井海拔805m，用311.2mm（121/4in）鉆頭鉆至377m，正鉆層位涼高山，巖性頁巖夾煤，清水鉆進中井漏，出口失返，并且有放空現(xiàn)象，放空1.70m，井內(nèi)無液面。井漏發(fā)生后，用橋漿、速凝水泥共堵漏13次無效。通過電測井徑、擴眼、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工序。波紋管總承長度16.7m，下入井段為：342.38m～359.08m

完成了波紋管預定的全部施工作業(yè)工序，但在注水脹管過程中波紋管破裂，未能實現(xiàn)堵漏的目的。第九十三頁，共二百五十三頁。(2)袋式工具第九十四頁，共二百五十三頁。典型案例（威寒1井）威寒1井12-1/4in(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，堵漏無效。用清水強鉆井深115m，井口無返，由于漏失通道與地表連通，堵漏材料及強鉆漿液漏入山下，強鉆無法實施。針對井下漏失情況，采用了袋式堵漏工具進行堵漏試驗。

第九十五頁，共二百五十三頁。(1)工具入井：在地面連接好工具后，整體吊上鉆臺送入井下；(2)工具丟手(擺脫)；(3)注水泥漿；(4)起鉆。工具起出至鉆臺，發(fā)現(xiàn)工具釋放剪銷沒有剪斷，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。第九十六頁，共二百五十三頁。第五部分：井漏的預防

井漏是井下發(fā)生的一種復雜情況，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改變、調(diào)整外部因素(條件)避免的，也就是說是可以預防的。第九十七頁，共二百五十三頁。一、設計合理的井身結(jié)構(gòu)

井身結(jié)構(gòu)設計是否合理，直接影響鉆井過程中井漏的發(fā)生，是預防井漏的基礎

設計井身結(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)漏失壓力第九十八頁，共二百五十三頁。

使同一裸眼井段所需鉆井液當量密度同時滿足防噴、防塌、防漏的要求。由于受套管層次的限制，當上述條件無法同時滿足時，則應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量密度小于地層破裂壓力，防止壓裂性井漏的發(fā)生。一、設計合理的井身結(jié)構(gòu)第九十九頁，共二百五十三頁。二、確定合理的鉆井液密度

當井身結(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，應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。第一百頁，共二百五十三頁。1、對于孔隙、裂縫、溶洞十分發(fā)育的地層，由于鉆井液進入地層的阻力很小，地層的漏失壓力與孔隙壓力十分接近；2、對于易破碎地層，地層的破裂壓力、漏失壓力、孔隙壓力三者十分接近。因此，在上述地層鉆進中，為防止井漏的發(fā)生，所選用的鉆井液密度所產(chǎn)生的液柱壓力盡可能接近地層的孔隙壓力，實現(xiàn)近平衡鉆井。二、確定合理的鉆井液密度第一百零一頁，共二百五十三頁。1、較低的液柱壓力、較低的環(huán)空循環(huán)壓耗以及“氣鎖”封堵效應共同作用，使微泡沫鉆井液表現(xiàn)出較好的防漏治漏效果；2、微泡沫鉆井液的“氣鎖”封堵效應(毛細管附加阻力)是防漏治漏的關(guān)鍵；3、在井較淺時，微泡沫鉆井液降低的靜液柱壓力可對井漏起到重要的緩解作用；4、微泡沫鉆井液降低的循環(huán)壓耗，對井漏起到的緩解作用在井較深時效果更加明顯。微泡沫鉆井液防漏治漏機理微泡沫鉆井液體系第一百零二頁，共二百五十三頁。典型案例（TBK-2井）TBK-2井是伊朗19+2項目中方鉆探的第一口井，用正電膠膨潤土泥漿開鉆，26in鉆頭鉆至井深47m時發(fā)生井漏，漏速24m3/h，堵漏后繼續(xù)鉆至井深48m，雙泵有進無出，多次堵漏無效，累計漏失泥漿317m3。在采用常規(guī)橋漿堵漏效果不顯著的情況下，將正電膠膨潤土泥漿轉(zhuǎn)化為可循環(huán)泡沫泥漿，漏失現(xiàn)象消失，順利鉆至174m，36in擴眼器順利擴眼至169m。良好的流變性能提供了良好的大井眼攜巖能力，保證了井底的清潔。微泡沫的“氣鎖”效應起到了很好的封堵作用，固井時水泥漿順利返至地面。在TABNAK氣田和SHANUL氣田隨后的22口井的表層鉆進中，均采用了可循環(huán)泡沫泥漿體系，絕大部分井沒有出現(xiàn)漏失或出現(xiàn)輕微漏失現(xiàn)象，取得了很好的防漏堵漏效果，很好的解決了該構(gòu)造的表層漏失問題。第一百零三頁，共二百五十三頁。微泡沫鉆井液技術(shù)

第一百零四頁，共二百五十三頁。三、確定合理的鉆井液粘度和切力鉆井液密度確定后，根據(jù)井下具體情況，確定合理的鉆井液粘切同樣可有效地預防井漏的發(fā)生。第一百零五頁，共二百五十三頁。1、對于地層松軟、壓力低的淺井段，采用大直徑鉆頭鉆進時，應選用低密度高粘切鉆井液，以增大漏失阻力，防止井漏。2、對于深井的高壓小井眼井段或深井壓力敏感層段，應選用低粘切鉆井液，以盡可能降低環(huán)空循環(huán)壓耗，防止井漏。三、確定合理的鉆井液粘度和切力第一百零六頁，共二百五十三頁。四、確定合理的鉆井參數(shù)與鉆具結(jié)構(gòu)在易漏層段鉆進時，尤其是深井小井眼，應確定合理的鉆井參數(shù)與鉆具結(jié)構(gòu)，以達到降低環(huán)空循環(huán)壓耗的目的，防止井漏的發(fā)生。主要有以下措施：第一百零七頁，共二百五十三頁。1、在滿足鉆屑攜帶的前提下，盡可能降低鉆井液排量；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破壞井壁濾餅；四、確定合理的鉆井參數(shù)與鉆具結(jié)構(gòu)第一百零八頁，共二百五十三頁。3、在高滲透易漏層段鉆進時，降低鉆井液濾失量，改善濾餅質(zhì)量，防止形成厚濾餅而引起環(huán)空間隙縮??；4、在軟的易漏層段鉆進時，應控制鉆壓，適當降低機械鉆速，力求環(huán)空鉆屑濃度小于5％，降低實際環(huán)空鉆井液密度。四、確定合理的鉆井參數(shù)與鉆具結(jié)構(gòu)第一百零九頁，共二百五十三頁。五、其它鉆井工程措施1、下鉆、接單根或下套管時控制下放速度，尤其是在易漏裸眼井段更是如此；2、開泵循環(huán)時，應采用“先轉(zhuǎn)動后開泵、小排量、緩慢開泵”的原則；3、當因井塌或砂橋等引起下鉆遇阻時，應小排量緩慢開泵，并控制劃眼速度；第一百一十頁，共二百五十三頁。五、其它鉆井工程措施4、在軟地層、易縮徑地層、高滲透地層等鉆進時，應提高鉆井液的抑制能力，降低鉆井液濾失量，改善濾餅質(zhì)量，防止鉆頭泥包、形成厚濾餅等引起環(huán)空間隙或蹩泵，引起井漏；第一百一十一頁，共二百五十三頁。五、其它鉆井工程措施5、在加重鉆井液時，應均勻加重，并嚴格控制加重速度，防止加重不均或加重過快造成井內(nèi)液柱壓力過高而引起井漏，尤其是在高密度條件下，當鉆井液產(chǎn)生的動壓力接近地層的漏失壓力或破裂壓力時更要引起重視。第一百一十二頁，共二百五十三頁。六、承壓試驗與先期堵漏1、在進入高壓層提高鉆井液密度前，可按下部所需最高當量鉆井液密度進行試漏實驗，若上部地層不能承受所要求的當量鉆井液密度，可對上部地層進行先期堵漏，直致符合要求為止。2、先期堵漏的基本程序：破試；堵漏；試漏。3、由于地層壓力預測不準確或因其它原因發(fā)生溢流或井涌，需要提高鉆井液密度壓井時，也可在壓井液中加入堵漏材料，對壓井液進行預處理，防止壓力過程中井漏。第一百一十三頁，共二百五十三頁。經(jīng)典案例（新-8井）新8井，用311.2mm(12-1/4in)的鉆頭，密度1.37g/cm3的泥漿鉆至2729.28m、Tc地層時發(fā)生氣侵，加重至1.44g/cm3時出現(xiàn)失返漏失，根據(jù)鄰近新7井的鉆井資料，需要2.06g/cm3的泥漿，才能平穩(wěn)鉆穿高壓層段下244.5mm(9-5/8in)套管。因此，在密度l.44g/cm3的泥漿就會發(fā)生井漏的基礎上，要把泥漿密度提高到2.06g/cm3難度很大，何況裸眼已長達2249m。經(jīng)過23次水泥與橋漿堵漏施工以后，井內(nèi)仍有進無出。分析原因，提出了采用大型堵漏的方案。即大量復配好橋接堵漏漿液，在小排量、低泵壓下，多次間隙擠堵，避免了人為壓開的新裂縫，最后選定在漏失最嚴重的1520～1579m井段施工，不漏，用密度2.07g/cm3的泥漿順利鉆至井深2971m處下244.5mm套管。第一百一十四頁，共二百五十三頁。經(jīng)典案例（新-8井）步驟：①先在1571m處注入密度為2.07g/cm3，濃度為17％的橋接堵漏漿液28.6m3，關(guān)井正擠10.5m3，立壓3.5MPa，套壓1MPa。

②1.5h后起鉆至套管鞋內(nèi)，第二次擠入8m3，立壓2.5MPa，套壓1.3MPa。

③48h后開井循環(huán)，漏速降至13m3/h，第三次注入29.3m3濃度為12％的橋接堵漏漿液，先正擠11m3，立壓3.0MPa，套壓1.2MPa。

④停泵2h后，起鉆至套管鞋內(nèi)硬擠8m3，套壓2.9MPa，經(jīng)4h緩降至零。最后開井循環(huán)不漏，用密度2.07g/cm3的泥漿順利鉆至井深2971m處下244.5mm套管。第一百一十五頁，共二百五十三頁。井漏發(fā)生后，采取什么方法與措施進行處理，要根據(jù)井漏的具體情況而定，其原則是：“安全、合理、有效、經(jīng)濟”第六部分：處理井漏的

常規(guī)方法與措施第一百一十六頁，共二百五十三頁。一、降低鉆井液密度

降低鉆井液密度是減小井筒靜液柱壓力的唯一手段1、注意：(1)應采用分階段緩慢降低的辦法；(2)降密度時配合降排量。2、措施：補加膠液、低密度鉆井液、粘土漿或用固控設備清除固相粒子等。3、適應范圍：壓力敏感性漏失。典型案例（TBK-2井）第一百一十七頁，共二百五十三頁。二、調(diào)整鉆井液粘切1、提高鉆井液粘度、切力適應范圍：淺井、大井眼的滲透性漏失2、降低鉆井液粘度、切力適應范圍：深井、小井眼的壓力敏感性漏失第一百一十八頁，共二百五十三頁。雙18井，在井深3104~3110m井段鉆進中發(fā)生井漏，漏速由5m3/h上升到40m3/h，此時泥漿性能為：密度1.64g/cm3，粘度73s，動切力40Pa，處理時把泥漿的粘度降至47s，切力降至25Pa；漏速降到10m3/h，再把粘度降到35s后，井漏自然消失。經(jīng)典案例（雙-8井）第一百一十九頁，共二百五十三頁。三、調(diào)整鉆井工程參數(shù)1、降排量：在深井小井眼或壓力敏感性地層鉆井中發(fā)生井漏，可通過降低鉆井液排量的方法來減小環(huán)空循環(huán)壓耗，使井漏得到有效地控制。2、控制機械鉆速：在可鉆性好的地層鉆進中發(fā)生井漏，可通過適當控制機械鉆速：(1)減少鉆井液中鉆屑濃度，降低環(huán)空液柱壓力；(2)讓鉆井液有充分的時間在鉆出的新井眼井壁上形成濾餅，有效地制止井漏。第一百二十頁，共二百五十三頁。四、簡化鉆具結(jié)構(gòu)在深井小井眼或壓力敏感性地層鉆井中發(fā)生井漏，在滿足井眼軌跡的條件下，可通過簡化鉆具結(jié)構(gòu)，即盡量少用鉆鋌或盡可能不使用扶正器來增大環(huán)空橫截面積，降低環(huán)空循環(huán)壓耗，同時還可防止起下鉆過程中剝落漏層濾餅，有效制止井漏。第一百二十一頁，共二百五十三頁。五、起鉆靜止1、激動壓力引起的誘導性或壓裂性井漏起鉆靜止后，一方面漏失通道自動閉合，井漏自然緩解，另一方面，漏入地層的鉆井液因其靜切力的作用，起到粘結(jié)封堵作用。2、膠結(jié)性差、滲透性好的地層發(fā)生井漏起鉆靜止后，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；同時使鉆井液有充足的時間在井壁上形成濾餅，起到緩解井漏的作用。第一百二十二頁，共二百五十三頁。六、清水強鉆下套管封隔

長段天然大裂縫或溶洞的嚴重井漏1、條件：(1)裸眼井段地層穩(wěn)定，能經(jīng)受清水長時間浸泡而不垮塌；(2)已鉆地和待鉆地層無油、氣、水顯示；(3)漏失通道開口尺寸大，鉆屑能被有效地帶入漏層；(4)井場供水充足，能保證強行鉆進所需大量用水。第一百二十三頁，共二百五十三頁。六、清水強鉆下套管封隔2、技術(shù)措施及注意事項(1)盡量簡化鉆具結(jié)構(gòu)；(2)鉆頭不裝水眼，鉆壓合理（高轉(zhuǎn)速低鉆壓），送鉆均勻；(3)根據(jù)井下沉砂并兼顧供水情況確定合理的排量；(4)接單根或起鉆時，要注入一段高粘清掃液以懸浮或清掃鉆屑，防止沉砂卡鉆或下鉆不通暢；(5)嚴禁鉆入高壓流體層；(6)當井下沉砂太多或因其它原因嚴重影響鉆井安全時，可以提前下入套管。第一百二十四頁，共二百五十三頁。川西北平落壩構(gòu)造，淺層灌口緝～夾關(guān)組，地層破碎。平落壩1井從二開到2430m，共漏失泥漿7060m3，損失140萬元，耗時三個月，直鉆到2430m下入245mm(9-5/8in)技術(shù)套管，井漏才得以制止。為了對付此層段嚴重漏失，通過對該段地層特征進行分析得出，此井段地層，水化膨脹性能差，井壁較穩(wěn)定，地層裂縫發(fā)育，開口尺寸較大，鉆屑大部分可以進入裂隙中，可以進行清水強鉆。當鉆進平落2、3、4等井時，采用清水搶鉆灌口一夾關(guān)組漏失地層，然后下套管封隔。平落2井僅用27天就順利鉆穿此段地層，平均機械鉆速從3.54m/h提高到6.04m/h。經(jīng)典案例（平落壩構(gòu)造）第一百二十五頁，共二百五十三頁。七、隨鉆堵漏1、方法：把橋接堵漏材料加入到鉆井液中進行邊鉆進邊堵漏2、方式：一是“段塞式”；二是“全井式”3、適應范圍：(1)微小裂縫或孔隙性地層引起的部分漏失；(2)長段易漏破碎地層引起的井漏；垂直裂縫地層；壓力敏感性地層。4、優(yōu)點：與停鉆堵漏相比，可以節(jié)省時間5、注意：(1)短程起下鉆；(2)井漏停止后，及時清除堵漏劑第一百二十六頁，共二百五十三頁。八、橋漿堵漏橋接堵漏由于經(jīng)濟價廉，使用方便，施工安全，目前現(xiàn)場已普遍采用。橋接堵漏占整個處理方法的50％以上，并取得明顯的效果，使用此方法可以對付由孔隙和裂縫造成的部分漏失和失返漏失。橋接堵漏是利用不同形狀、尺寸的惰性材料，以不同的配方混合于泥漿中直接注入漏層的一種堵漏方法。采用橋接堵漏時應根據(jù)不同的漏層性質(zhì)，選擇堵漏材料的級配和濃度，否則，在漏失通道中形不成“橋架”，或是在井壁處“封門”，使堵漏失敗。在施工前要較準確地確定漏層位置，鉆具一般應下在漏層的頂部，個別情況可下在漏層中部；嚴禁下過漏層施工，以防卡鉆。施工時要嚴格按照施工步驟進行。特別要提出的是在試壓時出現(xiàn)的井漏，由于漏失段長且位置不清楚，采用配制大量橋漿(通常為40～60m3)，覆蓋整個裸眼井簡的堵漏方法，經(jīng)常可取得成功。另外要注意的是采用這種方法時應盡量下光鉆桿，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。堵漏成功后立即篩除在井漿中的橋接材料。第一百二十七頁，共二百五十三頁。八、橋漿堵漏1、適應范圍：(1)孔隙性漏失：不論漏失速度的大小，橋漿堵漏一般具有很好的效果；(2)裂縫性地層引起的壓差性井漏：只要漏失通道的幾何開口尺寸不是特別大，橋漿堵漏同樣是一種好的方法；(3)又噴又漏，也可采用橋漿壓井堵漏同步作業(yè)。注：誘導性或壓力敏感性井漏，采用橋漿堵漏后，易于發(fā)生重復性漏失，其堵漏效果往往不理想第一百二十八頁，共二百五十三頁。2.材料準備

(1)橋漿濃度的確定如果僅以配漿密度而言，橋漿濃度選擇可參照表8—2。但具體選擇時還應綜合考慮漏速、漏層壓力、液面深度和漏層段長、漏層形狀等因素，一般范圍是5％～20％，對漏速大、裂縫大或孔隙大的井漏，應用大粒度、長纖維、大片狀的橋接劑配成高濃度漿液。反之，則用中小粒度、短纖維、小片狀的橋接劑配成低濃度漿液。第一百二十九頁，共二百五十三頁?；鶟{密度與橋接劑加量關(guān)系基漿密度，g/cm3橋接劑加量，

%（重量體積比）1.10～1.5012～201.50～1.805～151.80～2.303～8第一百三十頁，共二百五十三頁。(2)橋接劑級配

橋接劑可分三類——硬質(zhì)果殼(核桃殼等)、簿片狀材料(云母、碎塑料片等)、纖維狀材料(鋸末、甘蔗渣、棉籽殼等)。橋接劑級配比例的合理選擇對于提高堵漏成功率至關(guān)重要，通常搭配比例是粒狀：片狀；纖維狀：6:3:2，現(xiàn)場具體搭配比例參見表。第一百三十一頁，共二百五十三頁。橋接劑現(xiàn)場搭配比例

漏速，m3/h配比＜2核桃殼（7～12目）：鋸末或甘蔗渣（＜6目）=2～5：2～3：1～22～30核桃殼（7～12目）：云母（＜6目）鋸末或甘蔗渣（＜6目）：棉籽殼=5～10：2～5：1～3：1～310～30核桃殼（6～12目）：云母（＜6目）鋸末：棉籽殼=6～12：3～5：2～3：2～330～60核桃殼（4～9目）：云母：鋸末：棉籽殼=3～14：3～5：2～3：2～3＞60核桃殼（4～9目）：云母：鋸末：棉籽殼=10～16：4～6：2～4：2～4第一百三十二頁，共二百五十三頁。

漏層性質(zhì)與橋接材料級配和加量的關(guān)系漏失嚴重程度顆粒狀（粗），kg/m3片狀物（細），kg/m3纖維狀物（中），kg/m3纖維狀物（細）kg/m3滲漏1415113部分漏失239（大塊）124完全漏失26（6～7mm）9（大塊）99（粗）第一百三十三頁，共二百五十三頁。(3)基漿基漿通常用井漿，有時用含膨潤土8％左右的新漿，基漿粘度和切力要適當，不能太低也不能過高，以防橋接劑漂浮和下沉，避免橋漿喪失可泵性，通常漏斗粘度以30～50s為宜。第一百三十四頁，共二百五十三頁。3.堵漏工藝

應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。施工人員對堵漏工藝掌握的好環(huán)，是決定堵漏施工能否成功的關(guān)鍵。橋漿擠注工藝(1)間接擠替法：堵漏時，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)井小排量反復擠壓。(2)直接擠替法：堵漏時，將光鉆桿下至漏層頂部，當堵漏漿液出鉆具時，關(guān)井小排量反復擠壓。(3)循環(huán)加壓法：堵漏時，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，逐步提高排量循環(huán)。第一百三十五頁，共二百五十三頁。(1)擠壓法堵漏工藝

盡可能找準漏層。根據(jù)井漏情況和漏層性質(zhì)綜合分析，確定橋漿濃度、級配和配備數(shù)量，橋漿密度應接近于鉆進的井漿密度。配堵漏基漿。配堵漏漿：在地面配漿罐連續(xù)攪拌條件下，最好通過加重漏斗以纖維狀→顆粒狀→片狀順序配夠要求的橋漿，應注意防漂浮、沉淀及不可泵性。配制量應以漏速大小、漏失通道形狀和段長以及井眼尺寸等綜合確定，通常范圍是20～50m3/次。第一百三十六頁，共二百五十三頁。(1)擠壓法堵漏工藝確定漏失層段，將光鉆桿或帶大水眼鉆頭的鉆具下至漏層頂部10—300m位置，立即泵入已配好的橋漿至漏失層段，注入量以能全部覆蓋漏層段并加2～10m3為宜，通常是10～25m3。在井下條件允許時最好關(guān)井擠壓，控制環(huán)空壓力在0.5～5MPa(關(guān)擠壓力最好是比正常鉆井時泥漿的當量密度高出0.l～0.38g/cm3時所計算得的液柱壓力，但不能超過井口和地層的承壓強度，最好能使套壓穩(wěn)定在2～5MPa)，直至井下能維持壓力10～30min后，開井泄壓，起鉆至安全井段加壓靜置1～3h。此法適合于漏速小，井易灌滿，不易壓差卡鉆的井。井漏嚴重、井筒不易滿且易壓差卡鉆的井，應起鉆至安全井段，關(guān)井擠壓施工時，應盡可能定時活動鉆具，防止卡鉆。若開始憋壓達不到3MPa，只得先擠注橋塞泥漿量的1/2，靜止1—4h，再以小泵量擠1/4，若這時仍不起壓，可再擠一次。經(jīng)過如上先后三次憋壓，如果套壓一次比一次高，就表明有良好的堵漏效果。第一百三十七頁，共二百五十三頁。(1)擠壓法堵漏工藝橋漿進入地層的量應為注入量的2/3至全部。如橋漿不易進入漏層，為防“封門”，必須采取上述擠壓方式進行間隙法擠壓，即間隔10～30min擠壓一次。如能承受，應控制環(huán)壓為0.5～5MPa，并靜候8h以上；關(guān)擠憋壓8h后，開防噴器，循環(huán)泥漿試漏。對于漏層不清的井，可注較大量的橋漿進行全覆蓋可能的漏失層段，然后關(guān)井擠壓堵漏。第一百三十八頁，共二百五十三頁。

(2)循環(huán)法堵漏工藝

此法適用于漏層剛鉆開、還未完全暴露的井段，滲透性的或小裂縫的多漏失層段，漏層位置不清楚的漏失井段，井口無加壓裝置的漏失井。往泥漿中加入一定級配的橋接劑3％～8％。隨鉆堵漏時，鉆頭必須采用大水眼。含橋接劑的泥漿應有一定的可泵性。不停地活動鉆具，嚴防卡鉆。停用固控設備，防止除掉橋接劑。第一百三十九頁，共二百五十三頁。經(jīng)典案例－巳知漏層位置的超深井堵漏川西北礦區(qū)龍4井，采用密度為2.15g／cm3的泥漿鉆到5389.3m發(fā)生井漏，漏失泥漿24m3，漏速85m3/h。起鉆至4364m套管內(nèi)，配橋接材料堵漏漿29.3m3，密度1.90g/cm3，橋接材料加量16％(其中核桃殼:云母:鋸末:膨潤土為1:1:1:1)。下鉆到井底，泵入上述堵漿，當此堵漿替出鉆頭17m3時，井口開始返出泥漿，關(guān)井正擠，當立壓為7.0MPa，套壓為1.5-2MPa時，停泵起鉆至技套內(nèi)，18h后，恢復鉆進不漏。第一百四十頁，共二百五十三頁。經(jīng)典案例－漏層不清的長段裸眼井堵漏

川東池7井，?245mm技套下至2863.3m樂平煤層后，用密度1.55g/cm3的泥漿順利鉆至石炭系3286.5m，曾中途測試產(chǎn)氣8×104m3/d。繼續(xù)鉆至3613.3m志留系，遇高壓氣層，發(fā)生井噴，控制套壓4MPa，排氣加重泥漿密度到1.66g/cm3時發(fā)生井漏，漏速4.3m3/h。立即在3300m注水泥封隔下部氣層，然后對上部地層進行堵漏，前后用水泥堵漏11次，沒有成功。改用橋接材料堵漏，下至3150m，配密度1.98g/cm3，濃度12％的橋接材料堵漏漿58m3(加核桃殼3.5t、云母1.8t、鋸末1.2t、膨潤土粉1.5t)，先從鉆具內(nèi)正注替入井內(nèi)堵漿48.5m3，起鉆至技套內(nèi)，關(guān)井硬擠，在立壓為4.5~7.0MPa，套壓為1.5~2MPa下硬擠入漏層31m3，停泵后壓力穩(wěn)定不降，24h后開井循環(huán)，泥漿密度加至1.95g/cm3不漏。第一百四十一頁，共二百五十三頁。經(jīng)典案例－間隙關(guān)擠實例川東礦區(qū)臥126井，?245mm技術(shù)套管下至982m。鉆至1868m，層位嘉四，下鉆過程中，鉆鋌公扣根部突然折斷，發(fā)生頓鉆事故，落魚73.44m，從井口頓至井底。由于落魚急劇下落，憋開地層的裂縫，發(fā)生井漏，漏失層位不清，共漏失密度1.15g／cm3～1.20g/cm3的泥漿177m3。經(jīng)過二次橋接堵漏，漏速降為5m3/h，為了堵住漏層，采用在注入橋接材料堵漏漿