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鑽井施工過程中井漏的原因探析

更新時間:2021-01-21      瀏覽次數:6198

1. 井漏的條件及原因

井漏的條件:地層中有孔隙、裂縫或溶洞,使鑽井液有漏失通道及較大的足夠容納液體(ti) 的空間;地層孔隙中的流體(ti) 壓力小於(yu) 鑽井液液柱壓力,井筒內(nei) 存在正壓差;井筒中漏失通道的開口尺寸大於(yu) 鑽井液中固相顆粒的尺寸。井漏的類型主要有三種類型:滲透型漏失,裂縫型漏失和孔洞型漏失。

 

按漏失通道形成的原因可分為(wei) 兩(liang) 大類:一類是人為(wei) 造成的漏失,是由於(yu) 井眼壓力高於(yu) 地層破裂壓力時,在井眼周圍地層中誘發出裂縫導致井漏:油田注水開發後,形成的地層孔隙壓力的分布與(yu) 原始狀態不同,出現縱向上的壓力係統紊亂(luan) ;由於(yu) 注水開發,地層破裂壓力發生變化,高低壓相間存在;施工措施不當:在加重鑽井液時控製不好,使密度過高,壓漏了裸眼井段中抗壓強度薄弱地層(一般是套管鞋以下第1個(ge) 砂層);下鑽或接單根時,下放速度過快,造成過高激動壓力,壓漏鑽頭以下的地層;鑽井液粘切過高、開泵過猛;快速鑽進時排量跟不上,岩屑濃度過大使鑽頭附近地層漏失;井中有砂橋、井壁坍塌堵塞環空壓漏地層。另一類是自然通道,即在沉積過程中、地下水溶蝕過程中、構造活動過程中形成的。一般來說,泥頁岩發生漏失的可能性較小,但其中一些較硬脆古老地層的泥頁岩,受地殼運動而形成裂縫、風化作用形成溶孔或其它層間疏鬆而形成漏失通道也會(hui) 發生井漏;對於(yu) 淺部未膠結或膠結差的未成岩的砂礫岩,由於(yu) 未膠結或膠結差,孔隙度大,孔隙連通性好,鑽進這類地層極易發生漏失,對於(yu) 中、高滲透砂礫岩,孔隙是其主要漏失通道,在鑽井液密度高時即可能發生漏失;而對於(yu) 深部井段經成岩作用的低孔、低滲砂礫岩來講,一般不易發生井漏;碳酸鹽岩主要是由方解石和白雲(yun) 石等碳酸鹽礦物組成的沉積岩,石灰岩和白雲(yun) 岩是碳酸鹽岩的主要岩石類型,其內(nei) 部由於(yu) 成岩作用、構造運動作用和風化所形成的溶孔、溶洞、裂縫構成了碳酸鹽岩的主要漏失通道,其井漏發生的次數大大高於(yu) 孔隙砂礫岩地層,而且漏失量大,漏失速度快。

 

2. 鑽井施工中井漏的發現與(yu) 判斷

及時發現井漏直接有效的辦法就是坐崗觀察,通過對循環罐液麵的定時監測,隨時掌握鑽井液量的變化。除此之外井漏同時會(hui) 產(chan) 生一些其它的現象,可以通過這些現象來幫助判斷漏失原因,如因液柱壓力不平衡而造成的井漏,往往是泵壓下降,鑽井液進多出少,或隻進不返,甚至環空液麵下降;因操作不當造成的,往往是泵壓上升鑽井液進多出少,或隻進不返,但環空液麵不下降,停泵後鑽柱內(nei) 有回壓,活動鑽具時除正常摩擦阻力外,沒有額外的阻力;因井塌或砂橋堵塞環空而造成的井漏,則泵壓上升,鑽井液進多出少或隻進不返,停泵時有回壓,活動鑽具時有阻力而且阻力隨著漏失的增大而增加。

 

3. 鑽井施工中的井漏預防

對於(yu) 鑽井施工中的井漏,應加大預付力度,收集全麵、準確的地質資料,加強管理避免人為(wei) 因素造成的不良影響,以此來預測井漏幾率大的井段和地層,並科學、合理地製定應急預案。

鑽井遇到疏鬆表層時要應用鑽井液。在表層套管下入深度達到合理值時,需確保固井質量來提升鑽井施工的成功率。孔隙壓力梯度和破裂壓力梯度是設計套管和井身結構的重要依據,在設計前就需要準確了解此類數據,與(yu) 此同時,要避免噴漏並存可能的地層出現在相同裸眼井段內(nei) 。如果沒有高壓層,可將鑽井液密度調低,加強鑽井液固孔工作,防止鑽井液濃度出現自然增長;為(wei) 將漏失可能降到低,在鑽遇高滲透地層時,可將鑽井液的黏度和切力提升來降低漏失量,提升造壁作用。高壓地層鑽進的過程中要保證不漏不噴,就需要將鑽井液密度調整到合理值來實現前進過程中的近平衡。如果是易漏地層的鑽進,要合理、適當的控製接單根和起下時的下放速度、鑽速、泵壓以及排量等參數,防止因過高的激動壓力導致地層壓漏。如果鑽進過程中出現輕微漏失,則應及時將排量和泵壓調低,並要同時關(guan) 注鑽頭泥包想象,要兩(liang) 者兼顧。

 

4. 井漏事故的處理

滲透型漏失事故通常並不會(hui) 失去循環且為(wei) 較小的漏速,可采取以下方法:靜止堵漏,將鑽頭提升到安全位置,等候一定時間,如果井口液麵能維持穩定則能繼續鑽進;在較小漏失量的情況下可保持鑽進動作,將漏層鑽透後通過鑽屑實現堵漏;對鑽井液密度進行調整,通過低密度、高黏度、高切力來應對漏失;可將雲(yun) 母、石灰粉等纖維質物質以及小顆粒加入鑽井液來堵漏。裂縫性漏失會(hui) 因為(wei) 實際情況的不同而有著不同的漏速,且差距很大,對此類型漏失處理時要從(cong) 鑽井實際出發製定合理的方法和措施,常用的措施包括以下幾個(ge) 方麵:

靜止堵漏;將穀殼、鋸末等材料加入到鑽井液中來堵漏;將高濃度堵漏材料加入鑽井液後進行斷塞處理,實現堵漏;如果在油氣層產(chan) 生裂縫型漏失,可通過石灰乳鑽井液來短暫封堵油油氣層裂縫。在大裂縫和大溶洞的空洞型漏失情況下,堵漏主要是選取合適類別和尺寸的充填物,配合堵漏劑來實現堵漏,將稻草樹枝、粗砂、碎石以及水泥球等物投入到井底,得到超過溶洞頂部或高於(yu) 裂縫的巨大骨架,在將堵漏劑注入其中,是骨架得到填充而形成新地層,以此實現堵漏。

 

隨著鑽井技術的不斷發展,堵漏技術也在不斷的發展,然而任何井的防漏堵漏工作的成功不僅(jin) 僅(jin) 取決(jue) 於(yu) 堵漏技術,很大程度上取決(jue) 於(yu) 人對地層的了解程度、對漏層的準確判斷以及對堵漏技術的準確應用。這是由於(yu) 井下地質情況的複雜性、不確定性決(jue) 定的,都有其適用範圍。此堵漏工作的關(guan) 鍵是要收集好施工井的區域地質資料、準確判斷漏失層及漏失性質,同時選擇合理的堵漏技術,製定出詳實可行的施工工藝,隻有這樣才能確保堵漏作業(ye) 的成功實施。

 

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地熱管理係統(geothermal management system)是為(wei) 實現地熱資源的可持續開發而建立的管理係統。

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1.0-1000米深井單點溫度檢測(普通表和存儲(chu) 表)/0-3000米深井單點溫度檢測(普通顯示,隻能顯示溫度,沒有存儲(chu) 分析軟件功能)

2.0-1000米深井淺層地溫能監測(采集器采用低功耗、攜帶方便;物聯網NB無線傳(chuan) 輸至WEB端B/S架構網絡;單總線結構,可擴展256個(ge) 點;進口18B20高精度傳(chuan) 感器,在10-85度範圍內(nei) ,精度在0.1-0.2

3. 4.0-10000米深井分布式多點深層地溫監測(采用分布式光纖測溫係統細分兩(liang) 大類:1.井筒測試 2.井壁測試

4.0-2000NB型深井液位/溫度一體(ti) 式自動監測係統(同時監測溫度和液位兩(liang) 個(ge) 參數,MAX耐溫125攝氏度)

5.0-7000米全景型耐高溫測溫成像一體(ti) 井下電視(同時監測溫度和視頻圖片等)

6. 微功耗采集係統/遙控終端機——地熱資源監測係統/地熱管理係統(可在換熱站同時監測溫度/流量/水位/泵內(nei) 溫度/壓力/能耗等多參數內(nei) 容,可實現物聯網遠程監控,24小時無人值守)

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