钻井事故与复杂问题(第六章_井漏)
时间:2026-01-21
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第六章井漏
“井漏”是指在油气钻井工程作业中钻井液漏入地层的一种井下复杂情况。井漏的直观表现是地面钻井液罐液面的下降,或井口无钻井液返出,或井口钻井液返出量小于注入量。井漏对油气勘探、开发和钻井作业造成的危害极大,归纳起来有如下几个方面:(1)损失大量的钻井液,甚至使钻井作业无法进行:井漏的严重程度不同,损失的钻井液量也不一样,少则十几立方米,多则几千甚至上万立方米。(2)消耗大量的堵漏材料:堵漏是处理井漏的主要手下段,往往一次很难见效,需要进行多次,会消耗大量的堵漏材料。(3)损失大量的钻井时间:井漏到了一定程度,无法继续钻进,必须停钻处理,少则几十小时,多则十几天甚至数月之久。(4)影响地质工作的正常进行:井漏发生后,尤其是失返井漏,钻屑返不到地面,取不到随钻砂样,对地层无法鉴别,若钻遇的正好是油气层,就会影响对油气层资料的分析。(5)可能造成井塌、卡钻、井喷等其它井下复杂情况或事故:井漏后,井内液面下降,液柱压力降低,使得井内液柱压力不能平衡地层压力,造成较高地层压力中的油气进入井筒,发生溢流或井喷。由于液柱压力的降低,不能抗衡井壁应力,导致井塌甚至卡钻。如果处理失当,还会导致部分井段或全井段的报废,(6)造成储层的严重伤害:如果漏层就是储层,由于大量钻井液的漏入及大量堵漏材料的进入,肯定会对储层造成严重的伤害。所以及时的处理井漏恢复正常钻进是非常重要的工作。
第一节井漏的原因和机理
凡是发生钻井液漏失的地层, 必须具备下列条件:(1)地层中有孔隙、裂缝或溶洞,使钻井液有通行的条件;(2) 地层孔隙中的流体压力小于钻井液液柱压力,在正压差的作用下,才能发生漏失;(3)地层破裂压力小于钻井液液柱压力和环空压耗或激动压力之和,把地层压裂,产生漏失。
形成这些漏失的原因,有些是天然的,即在沉积过程中、或地下水溶蚀过程中、或构造活动过程中形成的,同一构造的相同层位在横向分布上具有相近的性质,这种漏失有两种类型:
1渗透性漏失:如图6-1(a)所示,这种漏失多发生在粗颗粒未胶结或胶结很差的地层如粗砂岩、砾岩、含砾砂岩等,只要它的渗透率超过14
达西,或者它的平均粒径大于钻井液中
数量最多的大颗粒粒径的三倍时, 在钻井液液柱压力大于地层孔隙压力时,就会发生漏失。
2天然裂缝、溶洞性漏失: 如图6-1(b)(d)所示,如石灰岩、白云岩的裂缝、溶洞及不整合侵蚀面、断层、地应力破碎带、火成岩侵入体等都有大量的裂缝和孔洞,在钻井液液柱压力大于地层压力时会发生漏失, 而且漏失量大,漏失速度快。
3.孔隙-裂缝性漏失:即前两者因素都具备的综合性漏失。
有些井漏的因素却是后天造成的,即人为的因素,这些因素有以下几种:
1因为油田注水开发之后, 地层孔隙压力的分布与原始状态完全不同,出现了纵向上压力系统的紊乱,上下相邻两个油层的孔隙压力可能相差很大, 而且是高压、常压、欠压层相间存在,出现了多压力层系。如图6-2是大庆油田高168-44井注水开发前后地层压力梯度变化情况。在平面分布上,地层压力也
起了很大变化, 同一层位在不同区域
的地层压力不同,没有规律可循。如图
6-3所示是大庆油田某开发区在平面
上的地层压力梯度剖面,可以看出,横
向上的变化也是很大的。造成这些地
层压力高低变化的原因是:
(1)有的层只采不注或采多注
少,能量补充不上,形成低压;
(2)断层遮档或是地层尖灭,注水
井和采油井连通不起来,注入区形成
高压,生产区形成低压;
(3)不同层位的渗透性差别很大,
在注水过程中,渗透性好的地层吸水
量大,渗透性差的地层吸水量少,形成
了不同的地层压力;
(4)有的层注多采少,或只注不采
形成高压,而常压层则相对成为低压
层;
(5)由于固井质量不好,管外串通
或封隔器不严,管内
串通,或者油层套管
发生了问题如断裂、
破裂、漏失,不可能按
人们的愿望达到分层
配注的目的,该多注
的注少了,该少注的
注多了,该注的层位
没有注进水,不该注
的层位却注进了不少
的水,于是人为的制
造了不少的高压层,
在此种区块钻调整井,
为了防止井喷,不能
不用高密度钻井液钻
井,于是那些本来是常压的地层,也相对的变成低压层了,漏失的可能性增加了,而且这些井的漏失往往是多点的长井段的漏失,还可能是喷、漏交替发生。
2由于注水开发, 地层破裂压力也发生了变化,从上而下各层的最低破裂压力梯度不同, 其大小与埋藏深度无关, 高低压相间存在。在同一层位, 上中下各部位破裂压力不同。在平面分布上, 同一层位在平面上的不同位置破裂压力梯度也不同。造成地层破裂压力梯度下降的原因是:
(1)压裂、酸化等增产措施使地层裂缝增加,
(2)由于注水清洗的结果,使地层胶结程度变差,孔隙度变大,不合理的注水又诱发了微细裂缝的产生;
(3)由于生产油气使地层孔隙压力下降;
(4)由于各区块各层位的注采程度并不均衡,导致地应力的发生、聚集与释放,产生了许多 …… 此处隐藏:16210字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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