第八章 復(fù)雜情況

第八章復(fù)雜情況下的鉆井液《鉆井液工藝原理》講義第一節(jié)

井塌與防塌一、井塌的概念地層鉆開(kāi)后，地層礦物以較大尺寸的顆粒及掉塊形式，大量的進(jìn)入鉆井液中，從而導(dǎo)致局部井段井徑擴(kuò)大的現(xiàn)象，稱(chēng)之為井塌。

二、井塌的現(xiàn)象

1、返出巖屑增多，砂樣混雜，有上部地層巖石，有時(shí)有大塊圓角的東西（與鉆屑不同）。2、泥漿粘度、切力、密度、含砂量增高，泵壓忽高忽低，有時(shí)突然蹩泵，嚴(yán)重時(shí)會(huì)蹩漏地層。3、鉆進(jìn)時(shí)扭矩增大，蹩鉆嚴(yán)重，停轉(zhuǎn)盤(pán)打倒車(chē)；接單根下不到底；起鉆遇卡。4、下鉆不到井底，離井底較遠(yuǎn)，遇阻頻繁，劃眼速度慢，劃眼中有蹩鉆、打倒車(chē)現(xiàn)象，劃眼中接單根困難，甚至越劃越淺。注意：

在鉆井實(shí)際中，鉆過(guò)具有垮塌掉塊性質(zhì)的地層時(shí)（比如勝利油田典型的垮塌井段沙河街組），在振動(dòng)篩上必然要見(jiàn)到量多少不等的所謂掉塊。僅憑這一點(diǎn)不能倉(cāng)促判斷為井下出現(xiàn)垮塌。只有當(dāng)鉆過(guò)這些地層而仍然存在上述現(xiàn)象時(shí)，才能夠說(shuō)明出現(xiàn)了井壁不穩(wěn)定現(xiàn)象，否則，那就是正常的。

三、井塌的危害

1、不能正常順利地鉆進(jìn)；2、容易導(dǎo)致卡鉆；3、井徑擴(kuò)大，大尺寸鉆屑帶不出來(lái)，造成下鉆遇阻，長(zhǎng)段而困難的劃眼；4、由于井徑擴(kuò)大，出現(xiàn)“糖葫蘆”井眼，測(cè)井時(shí)往往會(huì)遇阻卡。5、由于井眼不規(guī)則，影響固井質(zhì)量。

四、井塌的原因

造成井塌有地質(zhì)、鉆井液及鉆井工藝等方面的原因。具體某口井的井塌，可以是這些原因的一個(gè)，或由它們的綜合作用而造成。1、地質(zhì)方面的原因（1）頁(yè)巖孔隙壓力異常；（2）頁(yè)巖里面的砂巖透鏡體孔隙壓力異常；（3）構(gòu)造應(yīng)力的影響；（4）強(qiáng)度較低的巖石在地層側(cè)壓力作用下向井眼內(nèi)部位移、變軟，然后因洗井液沖蝕和鉆具碰撞而掉入井內(nèi)，造成井塌。

2、鉆井液方面的原因

鉆井液濾液進(jìn)入泥巖、頁(yè)巖后，組成泥巖、頁(yè)巖的粘土顆粒會(huì)水化膨脹產(chǎn)生較大的膨脹壓，使井壁巖石受力不平衡造成井塌。鉆井液封堵防塌能力差，不適合井眼防塌要求。3、鉆井工藝方面的原因（1）鉆井液的沖蝕：沖蝕能力及其對(duì)井塌的影響，決定于液流的流態(tài)和速度。紊流和低粘切、高流速的液流對(duì)井壁的沖刷能力大，不利于防塌。（2）起鉆速度過(guò)快，尤其是鉆井液粘度切力大時(shí)，抽汲壓力過(guò)大，使井內(nèi)瞬時(shí)的液柱壓力過(guò)小，造成井壁巖石受力不平衡。（3）起鉆未灌泥漿或嚴(yán)重井漏以及發(fā)生井噴等致使井塌。（4）因下鉆碰撞井壁、旋轉(zhuǎn)鉆柱壓撞井壁、以及鉆進(jìn)時(shí)擾動(dòng)泥漿沖蝕井壁等因素促使井塌發(fā)生。五、井塌的預(yù)防措施

1、認(rèn)真學(xué)習(xí)、深刻領(lǐng)會(huì)地質(zhì)、工程及鉆井液設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容，尤其要詳細(xì)了解鄰井施工過(guò)程，剖析發(fā)生井下復(fù)雜和事故的原因，對(duì)本井施工措施非常明確，掌握地層壓力系數(shù)，控制合適鉆井液密度，平衡地層壓力，防止因地層應(yīng)力不平衡而導(dǎo)致井塌。2、科學(xué)處理鉆井液，在進(jìn)入易塌層前，提前預(yù)處理，加足聚合物、降失水劑、防塌劑，使鉆井液具有良好的抑制性、低濾失、強(qiáng)防塌性，粘度切力要適當(dāng)。3、工程參數(shù)要合適，操作要平穩(wěn)。（1）起鉆要控制速度（尤其在出現(xiàn)拔活塞現(xiàn)象時(shí)），避免因抽汲壓力過(guò)大而導(dǎo)致井塌；（2）避免在易坍塌段長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)鉆井液；（3）起鉆按要求及時(shí)灌漿；六、防塌鉆井液類(lèi)型常用的防塌鉆井液有以下幾種類(lèi)型：1、油基（或油包水）鉆井液2、飽和/欠飽和鹽水鉆井液3、KCl（或KCl聚合物）鉆井液4、鈣處理鉆井液5、聚合物（包括聚丙烯酰胺、鉀銨基、兩性離子、陽(yáng)離子、聚磺等）鉆井液6、硅基（或稀硅酸鹽）鉆井液7、聚合醇（或多元醇）鉆井液

可用于防塌的鉆井液類(lèi)型很多。必須根據(jù)地層巖性特點(diǎn)，綜合考慮全部影響因素后，才能確定采用何種體系。經(jīng)常的情況是，在一口井的施工中，根據(jù)不同的井深，選用不同的處理劑，實(shí)現(xiàn)不同的防塌目的。根據(jù)產(chǎn)生坍塌的原因分析，要達(dá)到良好的防塌效果，泥漿與工程措施必須緊密配合，兩者不可偏廢。七、發(fā)生井塌時(shí)的處理工藝1、如果是由于地層應(yīng)力引起，即鉆井液密度偏低，又可分為兩種情況：（1）鉆進(jìn)時(shí)循環(huán)液柱壓力低于地層壓力；（2）鉆進(jìn)時(shí)壓力平衡而起鉆時(shí)欠平衡；針對(duì)第（1）種情況，必須采取全井提高密度的方式實(shí)現(xiàn)壓力平衡；對(duì)第（2）種情況，可以采取起鉆時(shí)井內(nèi)部分或全部適當(dāng)提高密度的方法（比正常鉆進(jìn)時(shí)密度高0.01g/cm3～0.02g/cm3），實(shí)現(xiàn)壓力平衡；2、如果是由于泥漿性能不適合地層特點(diǎn)引起，則必須根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行強(qiáng)化處理。通常的原則是：盡可能降低API失水和HTHP失水；提高聚合物有效含量，增強(qiáng)抑制性；加大防塌劑用量。條件允許時(shí)，可混入部分原油或潤(rùn)滑劑；3、如果是由于工程措施不當(dāng)引起，則應(yīng)該改變工程措施。施工過(guò)程中，必須認(rèn)真執(zhí)行常規(guī)的預(yù)防井塌的工程措施。一旦發(fā)生井塌，井下存在掉塊，影響正常鉆井作業(yè)時(shí)，則首先應(yīng)該遵循上述原則，采取措施；其次要“壓到底、破碎它、帶出來(lái)”。“壓到底”—即下入牙輪鉆頭，將大掉塊盡可能地趕到井底；

“破碎它”—即采取大鉆壓、慢轉(zhuǎn)速、小排量，將大掉塊盡可能地破碎成小塊；“帶出來(lái)”—即破碎一段時(shí)間后，然后將排量開(kāi)到最大同時(shí)旋轉(zhuǎn)鉆具，循環(huán)一到兩周或更長(zhǎng)時(shí)間（必要時(shí)可用一部分稠漿帶屑，效果更好），直到振動(dòng)篩干凈為止；然后將鉆具提到一定高度，減小排量或停泵一段時(shí)間，鉆具小幅度上提下放活動(dòng)。一定時(shí)間后，再將鉆具放到井底，判斷是否還存在掉塊；如果有，則按照上述處理方法，反復(fù)處理，直到井下恢復(fù)正常為止。實(shí)例一：勝海10井復(fù)雜情況處理由上海海洋鉆井工程公司施工的預(yù)探井勝海10井，1997年10月11日隔水管開(kāi)鉆，11月24日鉆達(dá)設(shè)計(jì)井深3600m。因在3565m

3578m沙河街地層鉆出裂縫油斑泥巖，甲方通知繼續(xù)加深到3900m，直到鉆出老地層50m無(wú)油氣顯示才能完鉆。

11月26日鉆至3656.39m，因泵壓下降起鉆檢查鉆具，在頂上第三柱換下刺壞鉆桿后再下鉆，井下出現(xiàn)不正常現(xiàn)象，遇阻劃眼到3641m，蹩泵卡鉆一個(gè)半小時(shí)。至12月13日，平臺(tái)自行處理復(fù)雜。期間雖然將原來(lái)的FCLS鉆井液轉(zhuǎn)化為抗高溫的磺化鉆井液，密度由1.11g/cm3提高到1.24g/cm3，但終因井下坍塌掉塊嚴(yán)重，井徑擴(kuò)大，劃眼工作十分困難，多次蹩泵卡鉆，都是動(dòng)用最大設(shè)備和鉆具能力，轉(zhuǎn)盤(pán)電流（扭矩）800A，上提至1800KN才得以解卡，每次都到了卡死的邊緣，已投資2000多萬(wàn)元鉆成的井面臨報(bào)廢的危險(xiǎn)。

勘探事業(yè)部責(zé)成泥漿公司負(fù)責(zé)處理井下復(fù)雜。計(jì)加入以下材料：MMH膠體16t，磺化瀝青7t，F(xiàn)J938兩性離子降失水劑5t，無(wú)熒光防塌劑5t，SMP8t，PAM干粉0.3t。調(diào)整后性能：D1.25g/cm3，F(xiàn)V150～200s，YP15～30Pa，動(dòng)塑比1～2，APIFL2～3ml。工程方面:采取小鉆壓，高轉(zhuǎn)速，大排量，將大塊碾碎成小塊后攜帶出井眼；同時(shí)間斷注入滴流稠般土漿，進(jìn)一步清掃井眼，由于處理措施正確，僅用85h就劃眼到原井深，恢復(fù)正常鉆進(jìn)。12月27日鉆達(dá)3820m完鉆。在加深井段，電測(cè)發(fā)現(xiàn)油層27m。

第二節(jié)卡鉆的預(yù)防及處理

鉆具與井壁緊密接觸后，上提鉆具時(shí)的摩擦力超過(guò)鉆機(jī)或鉆具所允許的最大載荷能力，導(dǎo)致鉆具不能正常起下作業(yè)的現(xiàn)象，稱(chēng)之為卡鉆。粘附卡鉆、沉砂或井塌卡鉆、鉆頭泥包卡鉆、鍵槽卡鉆、縮徑卡鉆一、粘附卡鉆1、卡鉆原因及特點(diǎn)摩擦阻力F和摩擦扭矩F*R，鉆具重量為W，鉆機(jī)最大提升力為Q，轉(zhuǎn)盤(pán)最大轉(zhuǎn)矩為M，井眼半徑為R，則可知：

F+W>Q鉆具上提遇卡；F>W鉆具下放遇阻；F*R>M鉆具不能轉(zhuǎn)動(dòng)。粘附卡鉆不同于其它形式的卡鉆，其特點(diǎn)是鉆具在井內(nèi)靜止一段時(shí)間就發(fā)生卡鉆，鉆具既不能轉(zhuǎn)動(dòng)，又不能上提下放。鉆具雖然卡死，但可以循環(huán)，泵壓也不升高。2、影響粘附卡鉆的因素（1）鉆具與井壁的接觸面積；（2）泥餅?zāi)Σ料禂?shù)；（3）鉆井液密度；3、防止粘附卡鉆的措施（1）降低壓差（2）減少接觸面積（3）降低泥餅?zāi)Σ料禂?shù)：固相控制；調(diào)整和改善鉆井液中粘土的水化狀態(tài)，以獲得薄而堅(jiān)韌、光滑的泥餅。選擇適當(dāng)?shù)你@井液類(lèi)型。鉆井液類(lèi)型不同，其摩擦系數(shù)也不同。（4）鉆井液中加入潤(rùn)滑劑，提高潤(rùn)滑性能。

4、粘附卡鉆的處理

（1）大排量沖洗，迫使鉆柱松動(dòng)；（2）注入一段密度比鉆井液小的液柱，如水或油，降低井內(nèi)靜液柱壓力。（3）用解卡劑浸泡處理。如果上述方法無(wú)效，則應(yīng)考慮倒扣套銑。二、鍵槽卡鉆1、原因:在某一井段內(nèi)井斜角和方位角發(fā)生突然變化，由于起下鉆，彎曲部位拉成鍵槽。在起鉆、下鉆或鉆進(jìn)過(guò)程中鉆具嵌入鍵槽。2、判斷:卡點(diǎn)固定，總是在這一小范圍內(nèi)，有時(shí)在一定程度上可以轉(zhuǎn)動(dòng)或上提、下放，通過(guò)活動(dòng)鉆具有時(shí)會(huì)有解卡的可能。循環(huán)不發(fā)生困難，泵壓也不升高，起下鉆時(shí)多半不順利，尤其是在這一井段內(nèi)起下鉆鋌總有遇阻、遇卡現(xiàn)象。3、處理:主要是按鉆井工藝消除鍵槽卡鉆的技術(shù)措施進(jìn)行處理。下入破槽器破槽。

三、沉砂卡鉆

1、原因分析由于鉆井液懸浮性能不好，或處理鉆井液時(shí)使粘度切力大幅度降低，致使鉆井液中的巖屑甚至加重材料沉淀，埋住井底一段井眼。2、預(yù)防和處理防止沉砂卡鉆主要是使鉆井液保持合適的流變性能和攜帶能力，合理設(shè)計(jì)水力參數(shù)，注意井筒和井底的清潔，合理操作。實(shí)例二：HD4—40H井卡鉆事故1、事故經(jīng)過(guò)

2004年1月5日10：30

15：00下鉆遇阻，4380.40m劃眼，4415m到井底，6日14：00接單根遇卡120KN，提放活動(dòng)后正常。本日15：15鉆至4443.37m，1號(hào)泵高壓出口由壬接頭刺壞，停鉆，上提一個(gè)單根，停泵修理。至15：30修好（當(dāng)時(shí)2號(hào)泵換中心拉桿油封）。開(kāi)泵泵壓由0升至4Mpa，泵壓未降，循環(huán)不通。上提至2000KN無(wú)效，卡死，卡點(diǎn)4435m。2、處理6日16：30—7日16：30準(zhǔn)備爆松；8日2：00爆松成功，爆松點(diǎn)4423.08m，13：10起鉆完，起出扶正器及以上鉆具，魚(yú)頂4423.08m，魚(yú)長(zhǎng)18.39m，至2004年1月12日17：30起鉆完，撈出全部落魚(yú)。3、損失此次事故損失6天2小時(shí)15分4、原因分析（1）技術(shù)素質(zhì)偏低，操作措施不當(dāng)。自鉆進(jìn)玄武巖后，一直存在不同程度的掉塊、坍塌現(xiàn)象，有時(shí)甚至第一個(gè)單根起不出來(lái)。隨著玄武巖段的加深，這種現(xiàn)象愈來(lái)愈烈，雖經(jīng)多次調(diào)整泥漿，效果仍然不理想，存在出現(xiàn)井下復(fù)雜的隱患。在下鉆到底已鉆28.37米，大部分鉆屑存在環(huán)空的危險(xiǎn)情況下，泵壞突然停止循環(huán)，只提起一個(gè)單根，未活動(dòng)鉆具，錯(cuò)誤操作最終導(dǎo)致沉砂卡鉆。（2）設(shè)備老化,但又沒(méi)有及時(shí)修好備用。四、砂橋卡鉆和井塌卡鉆

砂橋卡鉆：由于井壁不穩(wěn)定和洗井效果不好造成的。預(yù)防砂橋卡鉆的方法是盡可能維持泥頁(yè)巖的穩(wěn)定性，形成規(guī)則井眼；采用合理的流變參數(shù)和排量，提高攜巖洗井能力。另外，在鉆具組合、鉆井工藝措施和操作上也要采取相應(yīng)的措施。處理砂橋卡鉆的方法基本上與處理沉砂卡鉆的方法相同。井塌卡鉆：在鉆井過(guò)程中突然發(fā)生井塌造成的卡鉆。預(yù)防井塌卡鉆的根本辦法是維持井壁穩(wěn)定，在工藝措施和操作上加以注意，避免突然性的井塌五、鹽層塑性流動(dòng)縮徑卡鉆

鹽巖在100℃以上的高溫下會(huì)變成一種塑性體。因此，鉆開(kāi)鹽巖層以后，在上覆巖層壓力作用下，鹽巖如同一個(gè)塑性流體向井內(nèi)流動(dòng)，從而造成起下鉆時(shí)的遇阻、遇卡，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)擠住鉆具，造成卡鉆。這種問(wèn)題，只能用提高鉆井液密度，使井內(nèi)靜液壓力能夠平衡上覆巖層壓力的辦法來(lái)解決。一旦發(fā)生這種卡鉆，應(yīng)將一段鉆井液換成清水，反復(fù)洗井，使擠入井內(nèi)的巖鹽溶解，逐漸使卡鉆解除。但總的說(shuō)來(lái)，這種卡鉆是不易解除的，必須采取有效的預(yù)防措施。實(shí)例三：固1井卡鉆事故一、事故經(jīng)過(guò)

2002年8月23日5：00—6：00正常鉆進(jìn)至井深4319m時(shí)，出現(xiàn)扭矩不穩(wěn)，從正常鉆進(jìn)的240升至450，且有蹩鉆現(xiàn)象。6：00—8：00經(jīng)多次打打劃劃，上述情況沒(méi)能得到改善，而且鉆時(shí)由前幾米的40min/m左右升至53min/m。地層在沙灣組，巖性為紅色泥巖含少量灰色泥巖，地層無(wú)明顯變化，決定起鉆換鉆頭。第五柱（4191～4194m）與第17柱（3863～3840m）掛卡，多次多提150KN下放，恢復(fù)正常。其它立柱無(wú)異常顯示。起至第30柱上單根3.5m（3475m）時(shí)，由于前29柱基本正常，又進(jìn)入老井眼800m，所以起車(chē)速度稍快，發(fā)現(xiàn)懸重由600KN升至1920KN時(shí)緊急剎車(chē)，下放鉆具，但由于受鉆臺(tái)面以上鉆具高度限制，多次下砸未開(kāi)。上提最大至2550KN，強(qiáng)接方鉆桿，開(kāi)泵順利，大排量循環(huán)，然后反復(fù)大幅度活動(dòng)鉆具（上提最大2100KN，下砸至200KN），卡卡瓦，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)無(wú)效，卡死。二、卡鉆基本數(shù)據(jù)鉆具結(jié)構(gòu)：121/4″鉆頭+9″DC*4+8″DC*4+51/2″DP泥漿性能：密度1.35g/cm3、粘度60s、失水4.5ml、屈服值9Pa、切力3/15Pa/Pa、泥餅0.5、氯根33820、含沙量0.5%、固含15%、HTHP失水11ml、PH9?？ㄣ@地層為含膏、含鹽泥巖，泥質(zhì)膏巖。

三、處理經(jīng)過(guò)

1、泡油：

8月24日注柴油10m3，替漿31.2m3，半小時(shí)頂通一次，并大幅度活動(dòng)鉆具，主要以下砸為主，最大下砸至400KN無(wú)效。浸泡12h未解卡。2、泡解卡劑

8月25日第一次向井內(nèi)注解卡劑22m3，替漿25m3浸泡井段3275～3475m。每20分鐘活動(dòng)一次鉆具，每一小時(shí)開(kāi)泵頂通一次，主要以下砸為主，最大下砸至400KN無(wú)效。浸泡67h無(wú)效。

28日第二次泡解卡劑26m3，替漿25m3。浸泡井段：3150～3475m，在配方上加大了快T的使用量。增加了浸泡井段。措施同上次相同，浸泡20h無(wú)效。3、爆炸松扣

8月31日第一次爆炸松扣，下爆炸桿至井深3430.82米返轉(zhuǎn)鉆具9圈引爆，松扣失敗。第二次下爆炸桿至井深3400.77m（51/2″鉆桿與8″鉆鋌處）反轉(zhuǎn)9圈引爆后，松扣成功。探魚(yú)頭位置3400.77m，魚(yú)長(zhǎng)71.71m，鉆頭位置3472.48m。4、下振擊器對(duì)扣振擊無(wú)效5、套銑9月3日下銑筒套銑至3422m后無(wú)進(jìn)尺，多次上提下放鉆具、活動(dòng)鉆具仍未能銑進(jìn)，起鉆檢查鉆具，銑鞋落井，銑筒公扣與銑鞋連接處折斷，長(zhǎng)度0.88m，銑鞋位置3420.16

3421.04m。9月4日

6日下反扣5″反扣鉆桿至井深3400m，對(duì)魚(yú)頂反復(fù)沖洗后加壓20—30KN造扣8圈，試提1320KN，上提懸重1200KN倒扣17圈，倒扣成功，懸重增加約70KN，起鉆完打撈出51/2鉆桿與8″鉆鋌配合接頭一只，長(zhǎng)度0.88m。9月7日后又二次下入公錐倒扣，均因扣緊造成公錐滑扣沒(méi)有撈獲落魚(yú)。為避免事故進(jìn)一步惡化，決定填井側(cè)鉆。6、打水泥填井作業(yè)9月10日經(jīng)西指同意進(jìn)行填井作業(yè)，下光鉆桿至井深3256m，注入嘉華水泥32m3，替漿28.8m3，起鉆9柱循環(huán)（井深3000m）無(wú)水泥返出。水泥漿最大密度1.97g/cm3，最小1.79g/cm3，平均1.92g/cm3，干水泥用量42t。凝固48小時(shí)探塞面3024m。

四、卡鉆原因分析

1、卡鉆層為含膏、含鹽泥巖，易產(chǎn)生蠕變縮徑；2、操作人員思想大意，對(duì)地層認(rèn)識(shí)不足，起鉆速度過(guò)快；3、沒(méi)有按設(shè)計(jì)要求在組合鉆具時(shí)加裝振擊器，造成卡鉆后不能立即采取措施；4、經(jīng)過(guò)泡油、兩次泡解卡劑措施的實(shí)施，可以初步判定為落物卡鉆和掉塊卡鉆，由于起鉆時(shí)井口有刮泥器，可排除井口落物的可能性；5、由于魚(yú)頂處沉砂掉塊多，且對(duì)扣使用鉆具水眼大，不能對(duì)魚(yú)頂進(jìn)行充分清洗造成對(duì)扣失??；6、爆炸松扣第一次沒(méi)有成功，證實(shí)8″鉆鋌遇卡；7、套銑過(guò)程前兩根鉆鋌較為順利，套至3422m處，有蹩、卡現(xiàn)象，反復(fù)套銑無(wú)進(jìn)尺，基本證實(shí)8″鉆鋌遇卡，與爆松結(jié)果一致；8、根據(jù)填井作業(yè)注水泥量和填井井段推算，填井井段井眼擴(kuò)大率達(dá)35%，平均井徑為420mm，該井段垮塌較為嚴(yán)重；9、由于技術(shù)套管也存在嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷，不能排除技術(shù)套管環(huán)空水泥掉塊的可能性。經(jīng)過(guò)以上分析，認(rèn)定卡鉆性質(zhì)為井壁掉塊和縮徑卡鉆?？ㄣ@井段含膏、含鹽泥巖，易產(chǎn)生蠕變縮徑，加之操作人員思想麻痹，起鉆速度過(guò)快造成鉆具卡死。（側(cè)鉆后井眼完鉆電測(cè)證實(shí)，3425～3429m、3992～4017m、4395～4428m、4435～4445m為縮徑段，尤其3425～3429m為嚴(yán)重縮徑段，鉆此井段，本井鉆井液密度1.42g/cm3，鄰井艾3井鉆井液密度1.81～1.89g/cm3；3043～3055m、3452～3645m、4288～4305m段井徑大于21″，嚴(yán)重溶蝕或坍塌段。）六、鉆頭泥包卡鉆

如果鉆頭發(fā)生泥包，提鉆至縮徑的小井眼處也可能發(fā)生卡鉆。這時(shí)不應(yīng)繼續(xù)強(qiáng)行上提，應(yīng)接上方鉆桿，開(kāi)泵循環(huán)，下放鉆具，在卡點(diǎn)以下活動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具，解除泥包，再進(jìn)行起鉆?？ㄣ@解除后應(yīng)提高鉆井液抑制頁(yè)巖水化的能力或采用抑制性鉆井液，不用或少用分散劑，防止鉆頭泥包。尤其在水敏性泥頁(yè)巖井段鉆進(jìn)時(shí)，更要特別注意這個(gè)問(wèn)題。第三節(jié)井漏與堵漏一、井漏的概念廣義地講，井漏是在鉆井、固井、測(cè)試或修井等各種井下作業(yè)過(guò)程中，各種工作液（包括鉆井流體、水泥漿、完井液及其它液體等）在壓差的作用下，流進(jìn)地層中去的一種復(fù)雜情況。我們所說(shuō)的井漏，通常是指在鉆井過(guò)程中所發(fā)生的鉆井液漏失現(xiàn)象。二、發(fā)生井漏的必要條件井筒工作液的壓力大于地層孔隙、裂縫或溶洞中液體的壓力，對(duì)地層存在正壓差；地層中存在著漏失通道及較大的足夠容納液體的空間。漏失通道的開(kāi)口尺寸大于外來(lái)工作液中固相的粒徑。三、確定漏層位置觀(guān)察鉆進(jìn)情況觀(guān)測(cè)巖心、鉆屑情況觀(guān)測(cè)鉆井液性能變化情況綜合分析對(duì)比

1、觀(guān)察鉆進(jìn)情況

在鉆開(kāi)天然裂縫性巖石層段時(shí)，鉆井液通常會(huì)突然快速漏失，并伴隨有扭矩增大和蹩跳鉆現(xiàn)象。若上部井段未曾出現(xiàn)過(guò)漏失，此現(xiàn)象便是漏層在井底的可靠顯示。

鉆開(kāi)孔隙或洞穴性巖石層段時(shí)，可能會(huì)從上述扭矩變化發(fā)展到加不上鉆壓或放空。在遇到上述鉆進(jìn)現(xiàn)象的同時(shí)發(fā)生井漏，不管上段是否有過(guò)井漏，只要往井底泵注一種常規(guī)堵漏泥漿段塞，就容易證實(shí)漏層位置和問(wèn)題嚴(yán)重程度。例如，若停泵下鉆到注段塞位置而未感知段塞蹤跡，說(shuō)明漏層就在此處；若感知段塞仍處于原處，而漏失問(wèn)題又尚未解決，說(shuō)明漏層位于別處。在此情況下，就得用其它辦法判斷。

1、觀(guān)察鉆進(jìn)情況

2、觀(guān)測(cè)巖心、鉆屑情況通過(guò)對(duì)巖心的分析研究可以了解地層的傾角、接觸關(guān)系、孔隙、裂隙、溶洞及斷層的發(fā)育情況；通過(guò)巖心收獲率可以評(píng)價(jià)巖石的破碎程度，間斷判斷巖石的透水性及含水層的厚度。現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)對(duì)巖屑的觀(guān)察和分析研究，可以得到很多地層資料特別是油、氣、水層的信息資料。注意及時(shí)收集有關(guān)資料，就可以對(duì)漏失層作出正確的判斷并提出合理的防漏堵漏措施。

3、觀(guān)測(cè)鉆井液性能變化情況

鉆井液性能的變化通常能夠反映井底的巖石性質(zhì)。例如，遇到含水層時(shí)，密度和粘度可能降低；在砂、含礫石層中鉆進(jìn)時(shí)，含砂量增加。因此必須注意觀(guān)測(cè)鉆井液性能變化，以便及時(shí)采取防止漏失的措施。鉆井中泥漿消耗量的非正常變化，最能說(shuō)明巖層透水性的變化。在隔水層鉆進(jìn)時(shí)，泥漿消耗很少。而當(dāng)遇到含水層并發(fā)生漏失時(shí)，泥漿消耗量就可能突然增加。所以要特別注意觀(guān)測(cè)泥漿突然大量漏失時(shí)單位時(shí)間的消耗量。3、觀(guān)測(cè)鉆井液性能變化情況對(duì)井漏應(yīng)觀(guān)察收集下列資料：（1）漏失起止時(shí)間、井深、層位、鉆頭位置；（2）泥漿單位時(shí)間漏失的量和漏失總量；（3）漏失前后及漏失過(guò)程中泥漿性能的變化；（4）井內(nèi)是否有返出物、返出量及返出特點(diǎn)；（5）井內(nèi)靜液面及動(dòng)液面的變化情況；如已進(jìn)行堵漏，還應(yīng)了解堵漏時(shí)間、堵漏材料、數(shù)量及堵漏方法，堵漏前后井筒內(nèi)液柱變化情況，堵漏前后的鉆進(jìn)情況，以及泵量和泵壓的變化情況。此外，還應(yīng)記錄漏失原因及處理效果的分析。4、綜合分析對(duì)比

改變排量等參數(shù)，改變性能，或壓井、試壓、下鉆等作業(yè)時(shí)發(fā)生井漏，漏層位置往往不好確定，只有通過(guò)對(duì)比、測(cè)試、計(jì)算來(lái)確定漏層位置。（1）分析原先曾漏過(guò)的層位重漏的可能；（2）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；（3）根據(jù)地質(zhì)剖面圖和巖性對(duì)比，漏層往往在裂隙發(fā)育的地方；（4）和鄰井相同井段進(jìn)行對(duì)照分析。除了上述方法外，還有“水動(dòng)力學(xué)測(cè)試法”和“儀器測(cè)試法”。四、井漏的預(yù)防合理的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降低井筒泥漿動(dòng)壓力

提高地層承壓能力

1、合理的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)部門(mén)根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)及鄰井鉆井資料，依據(jù)待鉆井預(yù)測(cè)地層孔隙壓力、坍塌壓力和破裂壓力剖面，使鉆井過(guò)程中防止井噴或井塌所需泥漿密度所產(chǎn)生的液柱壓力，低于該裸眼井段中最低的破裂壓力，以防止因壓裂地層而發(fā)生井漏。如上述條件無(wú)法滿(mǎn)足，則應(yīng)下套管將低破裂壓力地層與高壓地層加以分隔。2、降低井筒泥漿動(dòng)壓力（1）選用合理的泥漿密度與類(lèi)型為防止井漏或井噴的發(fā)生，在選用裸眼井段泥漿密度時(shí)，應(yīng)使泥漿所產(chǎn)生的靜液柱壓力低于最低破裂壓力或漏失壓力，但高于最高孔隙壓力。對(duì)于裂縫、孔洞十分發(fā)育的地層，由于泥漿進(jìn)入地層的流動(dòng)阻力很小，地層的漏失壓力與孔隙壓力十分接近，為了防止井漏，所選用的泥漿密度所產(chǎn)生的靜液柱壓力，應(yīng)盡可能接近地層孔隙壓力，實(shí)現(xiàn)近平衡壓力鉆井。對(duì)于低漏失壓力地層，可依據(jù)漏失壓力大小，選用低固相聚合物、水包油、油包水、充氣、泡沫泥漿或空氣鉆井，進(jìn)行近平衡壓力鉆井。選擇泥漿類(lèi)型時(shí)，除了考慮密度能滿(mǎn)足所鉆井段防止井漏所需最小安全密度的要求外，還應(yīng)考慮其流變性能。對(duì)于地層松軟、壓力低的淺井段，采用大直徑鉆頭鉆井時(shí)，應(yīng)選用低密度、適當(dāng)粘切的泥漿；對(duì)于深井高壓小井眼井段，應(yīng)選用低粘切泥漿。2、降低井筒泥漿動(dòng)壓力（2）降低環(huán)空壓耗a、保證鉆屑攜帶的前提下，盡可能降低泵量和泥漿塑性粘度；b、選擇合理的鉆具結(jié)構(gòu)，增大環(huán)空間隙，使用不膨脹的膠皮護(hù)箍，盡可能不使用大尺寸扶正器；c、加強(qiáng)固控，改善凈化條件，減少鉆屑含量，降低環(huán)空實(shí)際泥漿密度；d、在軟的易漏地層中鉆進(jìn)時(shí)，控制機(jī)械鉆速，力求使環(huán)空鉆屑濃度小于5%；e、在高滲透地層鉆進(jìn)時(shí)，降低泥漿濾失量，改善泥餅質(zhì)量，防止因形成厚泥餅而引起環(huán)空間隙減小，導(dǎo)致環(huán)空壓耗增加；f、控制加重速度，每循環(huán)一周上升值不超過(guò)0.05g/cm3，嚴(yán)防加重過(guò)猛而造成環(huán)空壓耗增高。此外，當(dāng)泥漿的動(dòng)壓力已接近地層漏失壓力或破裂壓力時(shí)，更要嚴(yán)格控制加重速度，嚴(yán)防井漏。2、降低井筒泥漿動(dòng)壓力（3）降低激動(dòng)壓力下鉆時(shí)，尤其小井眼，控制速度避免產(chǎn)生過(guò)大的激動(dòng)壓力，研究表明，下鉆引起的激動(dòng)壓力為靜液柱壓力的20%～100%，巖層在這種交變載荷下，會(huì)造成井壁的破碎和斷裂而發(fā)生井漏?？刂坪徒档图?dòng)壓力的措施如下：1）下鉆、接單根、下套管控制下放速度，下入一柱鉆具或套管的時(shí)間必須超過(guò)45s；2）下鉆過(guò)程可采取分段循環(huán)；小排量開(kāi)泵，控制開(kāi)泵泵壓，先轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)后開(kāi)泵，嚴(yán)防泵壓過(guò)高，待泵壓正常后，再增大泵量至正常值；3）因井塌或砂橋等引起下鉆遇阻時(shí)，須緩慢開(kāi)泵，并降低泵量；劃眼時(shí)控制速度，嚴(yán)防憋泵引起井漏；4）鉆進(jìn)時(shí)，防止鉆頭泥包；

a)在易縮徑地層鉆井時(shí)，采用抑制性泥漿，選用合理泥漿密度，防止因井徑縮小而減小環(huán)空間隙；

b)快速弱膠凝強(qiáng)度的泥漿，泥漿靜切力隨時(shí)間增長(zhǎng)幅度小。并在鉆進(jìn)過(guò)程應(yīng)保持泥漿性能穩(wěn)定，避免泥漿性能突變而引起壓力激動(dòng)；

c)使用高密度泥漿在小井眼井段鉆井時(shí)，應(yīng)在保證懸浮加重劑的前提下，盡可能降低泥漿動(dòng)切力和靜切力

3、提高地層承壓能力

通過(guò)人為辦法封堵近井筒漏失通道，增大泥漿進(jìn)入漏失層的阻力來(lái)提高地層承壓能力。三種方法：（1）調(diào)整泥漿性能（2）隨鉆堵漏（3）先期堵漏3、提高地層承壓能力（1）調(diào)整泥漿性能鉆進(jìn)空隙型漏層時(shí)，可通過(guò)增加泥漿中膨潤(rùn)土含量或加入增粘劑來(lái)提高泥漿粘度、動(dòng)切力、靜切力，達(dá)到提高漏失層承壓能力來(lái)實(shí)現(xiàn)防漏的目的。適合于輕微滲透性漏失層、淺井段流沙層和礫石層的漏失。3、提高地層承壓能力（2）隨鉆堵漏對(duì)于孔隙型或孔隙—裂縫型漏失地層，進(jìn)入該層前，循環(huán)時(shí)加入堵漏材料，在壓差作用下，它們進(jìn)入漏層，封堵近井筒通道，提高了地層承壓能力，起到防漏作用。堵漏材料的種類(lèi)與加量，應(yīng)依據(jù)漏失性質(zhì)、漏層孔吼直徑、裂縫開(kāi)口尺寸進(jìn)行選用。A、孔隙型地層滲透性漏失可選用下述配方：1）單向壓力封閉劑1%～3%；2）單向壓力封閉劑1%～3%+超細(xì)碳酸鈣2%～3%；3）石棉絨2～3%+超細(xì)碳酸鈣2%～3%；4）高軟化點(diǎn)瀝青粉+超細(xì)碳酸鈣，配比2:1，加量5%～10%；5）單向壓力封閉劑+石棉絨，配比1:1，加量1%～3%；B、孔隙—微裂縫漏失層可選用下述配方單向壓力封閉劑3%～5%+石棉絨5%～10%+超細(xì)碳酸鈣4%～5%；單向壓力封閉劑2%～3%+狄塞爾堵漏劑1%～3%；加入單向壓力封閉劑或石棉絨等堵劑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)防井內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，起下鉆時(shí)應(yīng)避免發(fā)生抽吸作用。

C、裂縫型漏失層可選用下述配方

復(fù)合橋接堵漏材料（例如FDJ—1等）2%～4%（3）先期堵漏下部存在高壓層，其孔隙壓力超過(guò)上部地層漏失壓力或破裂壓力，且這類(lèi)井又受各種條件制約而無(wú)法采用下套管將上部地層封隔時(shí)，進(jìn)入高壓層前，必須采用按下部高壓層的孔隙壓力確定的泥漿密度鉆進(jìn)，由此必然引起上部地層漏失。為了防止因上部地層漏失而引起的井涌、井噴等復(fù)雜情況的發(fā)生，在進(jìn)入高壓層之前必須進(jìn)行先期堵漏，提高上部地層承壓能力（例如：塔河油田鹽膏層鉆進(jìn)）。先期堵漏程序：進(jìn)行破裂壓力試驗(yàn)，求得上部易漏地層漏失壓力或破裂壓力；堵漏：方法及堵劑品種加量，依據(jù)漏層特性加以選擇。堵漏漿液注入井中后，井口加壓將其擠入地層中。地層吸收量小時(shí)可擠入4～6方；吸收量大時(shí)可擠入8～12方。擠完后，靜止48小時(shí)，然后下鉆分段循環(huán)到井底。待井內(nèi)全部剩余堵漏漿液返至地面后，再調(diào)整好泥漿性能，使其符合設(shè)計(jì)要求。試漏：起鉆具至安全位置或技術(shù)套管內(nèi)，加壓試漏。當(dāng)試漏時(shí)的當(dāng)量密度超過(guò)下部地層設(shè)計(jì)泥漿密度高限時(shí)，方可加重鉆開(kāi)下部高壓層。五、井漏的處理

處理井漏的規(guī)程：

1、分析井漏發(fā)生的原因，確定漏層位置、類(lèi)型及漏失嚴(yán)重程度；

2、施工前要有科學(xué)的施工設(shè)計(jì)；

3、鉆進(jìn)中發(fā)生井漏，如條件許可，應(yīng)盡可能強(qiáng)鉆一段，確保漏層完全鉆穿，以免重復(fù)處理同樣的問(wèn)題；

4、按要求配制堵漏漿液；

5、施工時(shí)如果能起鉆，應(yīng)盡可能采用光鉆桿，下至漏層頂部；

6、使用正確的堵劑注入方法，確保2/3的堵劑進(jìn)入漏層近井筒處；

7、施工過(guò)程中要活動(dòng)鉆具，避免卡鉆；

8、凡采用橋堵劑堵漏，要取出循環(huán)管線(xiàn)和泵中的濾清器、篩網(wǎng)等，防止堵塞憋泵傷人；

9、憋壓試漏時(shí)要緩慢進(jìn)行，壓力一般不能超過(guò)3Mpa，避免造成新的誘導(dǎo)裂縫；

10、施工完成后，各種資料必須收集整理齊全、準(zhǔn)確。

實(shí)用堵漏方法：

第一節(jié)調(diào)整泥漿性能與鉆井措施1、降低密度2、提高粘度、切力3、降低粘度、切力4、改變鉆井工程技術(shù)措施

1、降低密度

在保證安全的前提下，通過(guò)降低密度至合理值來(lái)制止井漏。但應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

1、研究分析裸眼井段各組地層孔隙壓力、破裂壓力、坍塌壓力、漏失壓力，確定防噴、防塌、防漏的安全最低泥漿密度；

2、依據(jù)裸眼井段各組地層結(jié)構(gòu)，確定降低密度的技術(shù)措施。如裸眼井段不存在塌層，可采用離心機(jī)清除泥漿固相來(lái)降低密度，同時(shí)補(bǔ)充增粘劑、低濃度處理劑或輕泥漿，保證既降低密度又保持泥漿原有性能；

3、降低密度時(shí)應(yīng)降低泵排量，循環(huán)觀(guān)察，不漏后再逐漸提高排量至正常值，如仍不漏可恢復(fù)正常鉆進(jìn)。2、提高粘度、切力

當(dāng)鉆進(jìn)淺層膠結(jié)差的砂層、礫石層或中深井段滲透性好的砂巖層發(fā)生井漏時(shí)，可通過(guò)往泥漿中加土粉或增粘劑來(lái)提高泥漿粘度、切力，增大泥漿進(jìn)入漏層的流動(dòng)阻力來(lái)制止井漏。亦可配制高膨潤(rùn)土含量的稠漿，擠入漏層堵漏。3、降低粘度、切力深井鉆井過(guò)程中，在保證井壁穩(wěn)定、攜帶與懸浮巖屑的前提下，通過(guò)降低粘度、切力來(lái)減低環(huán)空壓耗和下鉆激動(dòng)壓力來(lái)制止井漏。4、改變鉆井工程技術(shù)措施

（1）調(diào)整泵排量：淺層膠結(jié)差的砂層、礫巖發(fā)生的井漏，通過(guò)降低泵排量來(lái)降低環(huán)空壓耗制止井漏；處理井塌劃眼過(guò)程中因泵壓升高而憋漏地層，也應(yīng)降低泵排量；因鉆進(jìn)速度過(guò)快，環(huán)空巖屑濃度過(guò)高而發(fā)生的井漏，應(yīng)控制鉆速。（2）改變開(kāi)泵措施：深井下鉆時(shí)要分段循環(huán)；下鉆到底，開(kāi)泵時(shí)小排量頂通，然后逐步增大排量，直到恢復(fù)正常排量。若不慎憋漏，可立即起至安全位置靜止，不漏后，再按上述方法開(kāi)泵。（３）改變加重方式：控制每周加重幅度不超過(guò)0.05；有條件時(shí)，可預(yù)先配好重漿，按循環(huán)周均勻混入。第二節(jié)靜止堵漏適用范圍：1、因操作不當(dāng)，人為憋裂地層發(fā)生誘導(dǎo)裂縫而引起的井漏；2、密度過(guò)高，液柱壓力超過(guò)地層破裂壓力而產(chǎn)生的井漏；3、深井段發(fā)生的井漏；4、鉆進(jìn)過(guò)程突發(fā)的井漏；5、無(wú)論什么原因所發(fā)生的井漏，在組織堵漏實(shí)施準(zhǔn)備階段均可采用靜止堵漏。施工要點(diǎn)：1、發(fā)生符合上述范圍的井漏時(shí)，立即起鉆至安全位置后靜止一段時(shí)間，一般為8～24小時(shí)；2、靜止時(shí)定時(shí)定量灌好泥漿，防止壓力失衡導(dǎo)致井塌；3、在發(fā)生部分漏失的情況下，循環(huán)堵漏無(wú)效時(shí)，最好在起鉆前替入堵漏泥漿覆蓋于漏失井段，然后起鉆，增強(qiáng)靜止堵漏效果；4、再次下鉆時(shí)，控制下鉆速度，盡量避開(kāi)在漏失井段循環(huán)；5、恢復(fù)鉆進(jìn)后，泥漿密度和粘切不宜立即作大幅度調(diào)整，要逐步進(jìn)行，控制加重速度，防止再次發(fā)生漏失。第三節(jié)橋接材料堵漏法橋接劑可分三類(lèi)：硬質(zhì)果殼（核桃殼等）薄片狀材料（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(jí)配比例對(duì)于提高堵漏成功率至關(guān)重要，通常搭配比例：粒狀：片狀：纖維狀=6：3：2

一、擠壓法堵漏工藝1、盡可能找準(zhǔn)漏層；2、根據(jù)井漏情況和漏層性質(zhì)綜合分析，確定橋漿濃度、級(jí)配和配備數(shù)量，橋漿密度應(yīng)接近于井漿密度；3、配堵漏基漿；能通過(guò)混合漏斗加入的，要盡可能通過(guò)漏斗加入；否則，在攪拌條件下，直接加入配制罐內(nèi)，應(yīng)注意防漂浮、沉淀及不可泵性。配制量應(yīng)以漏速大小、漏失通道形狀和段長(zhǎng)以及井眼尺寸等綜合確定，通常范圍是20—50方/次；4、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10～300米位置，立即泵入已配好的橋漿，注入量以能全部覆蓋漏層段并附加2～10方為宜。通常是10～25方。在條件允許時(shí)，最好關(guān)井?dāng)D壓。5、橋漿進(jìn)入地層的量應(yīng)為注入量的2/3至全部。如橋漿不易進(jìn)入漏層，為防“封門(mén)”，必須采取擠壓方式進(jìn)行間歇法擠壓，即間隔10～30分鐘擠壓一次。6、如能承受，應(yīng)控制環(huán)壓為0.5～3Mpa，并靜候8h以上；關(guān)井憋壓8h后，開(kāi)防噴器，循環(huán)泥漿試漏。7、對(duì)于漏層不清的井，可注較大量的橋漿覆蓋可能的漏層段，然后關(guān)井?dāng)D壓堵漏。二、循環(huán)法堵漏工藝此法適用于漏層剛鉆開(kāi)、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(wú)加壓裝置的漏失井。

1、往泥漿中加入一定級(jí)配的橋接劑3%～8%；

2、隨鉆堵漏時(shí)，鉆頭必須采用大水眼；

3、不停地活動(dòng)鉆具，嚴(yán)防卡鉆；

4、停用固控設(shè)備，防止除掉橋接劑；第四節(jié)其它堵漏方法一、高濾失漿液堵漏法二、暫堵法三、化學(xué)堵漏法四、無(wú)機(jī)膠凝物質(zhì)堵漏法五、復(fù)合堵漏法六、強(qiáng)行鉆進(jìn)下套管封隔漏層一、高濾失漿液堵漏法該法采用DTR、Z—DTR等高濾失堵漏劑，用清水配制成漿液，將漿液泵入井內(nèi)進(jìn)行堵漏的一種方法。在壓差的作用下，漿液迅速濾失，形成具有一定強(qiáng)度的濾餅，封堵漏失通道。此法可用于滲透性漏失、部分漏失及某些完全漏失的情況，但一般是在漏層位置比較確定的情況下使用。如果是長(zhǎng)裸眼井段，漏層位置不能確定，也可采用此法進(jìn)行盲堵。為了提高完全漏失的堵漏效果，也可依據(jù)漏失通道的特性，在高濾失堵漏漿中再加入橋接堵漏劑。二、暫堵法

該法是指應(yīng)用暫堵材料對(duì)油氣層進(jìn)行封堵，油氣井投產(chǎn)后采用相應(yīng)的解堵劑進(jìn)行解堵的一種堵漏方法。此法主要用于封堵滲透性和微裂縫地層漏失，并能有效地減少因井漏引起的油氣層損害。各油田目前已廣泛采用單向壓力封堵劑、易酸溶、油溶、水溶的堵劑進(jìn)行堵漏。例如，除單向壓力封堵劑暫堵法外，還有石灰乳—鉆井液、PCC暫堵劑、鹽粒、油溶性樹(shù)脂等暫堵法。三、化學(xué)堵漏法該法是將