井漏的各種現(xiàn)象描述及對應方法
井漏的各種現(xiàn)象描述及對應方法
井漏的各種現(xiàn)象描述及對應方法
井漏的各種現(xiàn)象描述及對應方法
井漏的各種現(xiàn)象描述及對應方法
井漏的各種現(xiàn)象描述及對應方法
**節(jié) 井漏的概念
井漏是指在石油、天然氣、煤炭、煤氣層、石鹽、金屬礦、地熱、凍結井、樁基、可燃冰等鉆井過程中，泥漿漏入地層的一種現(xiàn)象。泥漿罐或泥漿液面非正常下降，井口返漿量減少或不返漿，井內泥漿面下降，就說明井內發(fā)生漏失。
**節(jié) 井漏對鉆井工作的危害
每口井都會發(fā)生漏失，井漏對鉆井施工造成極大的危害，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1、增加泥漿成本。堵漏要消耗大量的泥漿材料，說一口井大部分泥漿材料都漏掉了，一點也不過分。
2、延長施工期。井漏到無法繼續(xù)時，必須停下來進行堵漏，少則幾個小時，多則幾天甚至幾個月。
3、造成粘附卡鉆。堵漏泥漿往往粘度大，固相含量高，如果潤滑性跟不上，就有可能發(fā)生鉆具與井壁粘附卡鉆。
4、造成井塌、井噴事故。井漏使井內液面下降，液柱壓力降低，使得液柱壓力不能平衡較高地層壓力，發(fā)生井噴，導致井塌甚至卡鉆。
5、發(fā)生井噴、卡鉆事故，如果處理不當，還會導致部分井段或全井段報廢，造成巨大的經濟損失。
6、影響地質資料的準確性。井漏后，取不到隨鉆砂樣，對地層就無法正確鑒別。
7、損害目的層。大量泥漿進入，會對目的層造成嚴重損害。
第三節(jié) 地層發(fā)生漏失的前提因素
1、地層中存在孔隙、裂縫或斷層、溶洞，并且相互貫通，使泥漿有流動通道。
2、泥漿柱壓力大于地層中液體、氣體的壓力。
3、泥漿柱壓力及其側壓力大于地層自身破裂壓力，將地層壓裂，產生井漏。
第四節(jié) 地層發(fā)生漏失的天然因素
1、地層中的砂巖、礫巖含有孔隙且孔隙相互貫通，當泥漿柱壓力大于孔隙中流動的壓力時，就發(fā)生漏失。
2、地層中有天然裂隙、溶洞。
3、地層自身破碎壓力低，泥漿比重稍大，即壓裂地層，發(fā)生井漏。
第五節(jié) 地層發(fā)生漏失的人為因素
一、操作不當，造成井漏
1、井壁掉塊、坍塌，將鉆桿外環(huán)堵死，開泵時憋漏地層。
2、井內不干凈，巖屑，掉塊太多，泥漿循環(huán)不暢泵壓過高，壓漏地層。
3、泥漿比重大，粘度大，切力高，泥漿壓力大于地層孔隙壓力，發(fā)生井漏，這種情況，將泥漿比重、粘度、切力降下來，井漏就會停止。
4、鉆頭或扶正器泥包，導致泵壓升高，憋漏地層。
5、泥漿在井內靜止大于24小時，形成較強的網狀結構強度，下鉆時沒有分段循環(huán)，而是直通到井底，導致開泵時形成較高泵壓，*后憋漏地層。
6、泥漿泵排量跟不上，井內巖屑量大，泵壓升高，壓漏地層。
7、下鉆速度太快，造成太高的激動壓力，壓漏地層。
8、井內原本發(fā)生井漏、井噴，而在加重泥漿時，使泥漿比重過高，反而又發(fā)生井漏。
二、井場周圍有抽水井，使地下水位下降，孔隙壓力下降，形成較大負壓，鉆穿地層后就會發(fā)生較大的漏失。
三、油氣層在開采過程中，使地層孔隙壓力下降，而導致井漏。
四、壓裂、酸化使地層裂隙增加，注水清洗使地層孔隙壓力變大，這些都將導致井漏。
第六節(jié) 漏失量分類
1、微漏：每小時漏失量≤5m3.
2、小漏：每小時漏失量5-15m3.
3、中漏：每小時漏失量15-30 m3.
4、大漏：每小時漏失量30-60 m3.
5、嚴重漏失：每小時漏失量≥60 m3.
6、災難性漏失：全漏、井口不返漿。
第七節(jié) 井漏的預防
一、一開井漏的預防。
1、井架要對中，轉盤要對正，以免井斜，土層管被磨出孔洞，出現(xiàn)井漏。
2、開鉆前配10m3、比重1.06、漏斗粘度30秒的泥漿。
3、鉆穿土層后，*好再鉆進30米，穿過易漏層，將套管下到完整基巖上。
4、選用無縫土層管，絲扣上緊且焊死。
5、用水泥封固土層管，洗井→拌漿→送漿→加替漿水→憋壓→待凝固，每一個環(huán)節(jié)都要按規(guī)范進行，否則，都將使固井失敗，發(fā)生井漏。
6、不要用水泥固井口，一來水泥根本就固不住井口，二來還會阻止巖屑在土層管外環(huán)空沉淀。
二、二開井漏的預防
1、在沒有高壓層存在的情況下，盡量使泥漿比重維持*低，以減輕液柱壓力。
2、使用上等防塌泥漿，維持井壁穩(wěn)定，以免掉塊、坍塌，壓漏地層。
3、提高泥漿攜砂能力，同時，每鉆完一單根，劃眼1-3次，保持井內干凈，以免巖屑沉積，壓漏地層。
4、盡可能減少泥餅厚度，以免鉆頭或扶正器泥包，壓漏地層。
5、在易縮徑地層，加1-2%的硅酸鉀或氯化鉀，防止井徑縮小而增加環(huán)空流動阻力。
6、在易漏地層鉆進，泵量、泵壓鉆速都要適當。
7、在易漏地層起下鉆，接單跟時，速度要適當，防止產生激動壓力，壓漏地層。
8、下鉆時不要在已知的漏層位置開泵。
9、起下鉆遇阻，應立即開泵劃眼。
10、下鉆離井底2-3單根時，要開泵劃眼到井底，以免開泵困難，壓漏地層。
11、起鉆時要灌漿，以防井塌導致井漏。
12、起鉆時若發(fā)現(xiàn)連續(xù)三柱鉆桿環(huán)空液面下降，或鉆桿內有反噴現(xiàn)象，應立即開泵循環(huán)，待井內恢復正常后再起鉆。
13、在井壁穩(wěn)定又無高壓層區(qū)域，盡可能使用無固相漿液。
14、在復雜地層中，泥漿比重、粘度、切力、結構強度較高，下鉆時要每下300-500米，用小泵量循環(huán)1-2周，以破壞泥漿結構強度，防止憋漏地層。
15、發(fā)生井漏、井噴，首先要處理好基漿，把失水量降到8ml/30min以下，漏斗粘度增到30秒以上，同時，保持很好的流動性，然后逐漸增加泥漿比重，使易漏地層對泥漿柱壓力有一個逐漸適應的過程。
第八節(jié) 堵漏原理
1、用固結法隔離或封閉漏失通道，徹底堵住漏層。
2、縮小漏層通道的斷面尺寸，減少漏失量。
3、降低液柱—地層壓差，減少漏失量。
4、調整泥漿的流變性能，減少泥漿流動時對地層的側壓力。
第九節(jié) 漏失層位的判斷
發(fā)現(xiàn)井漏后，首先要做的就是弄清漏失層位及漏失量。
1、放空井段漏的判斷：在鉆進過程中突然放空，放空后即發(fā)生漏失，泵壓急速下降甚至降為零。
2、鉆頭剛鉆穿井段漏失的判斷：泥漿比重、粘度、切力等性能沒有發(fā)生變化，在正常鉆進中發(fā)生了井漏。
3、鉆頭下漏失的判斷：起鉆時遇阻或卡死，開泵時泵壓升高，地層被憋漏。
4、坍塌井段的漏失：下鉆時遇阻或卡死，開泵時泵壓升高，地層被憋漏。
5、套管鞋漏的判斷：液面在套管里，在套管下2米處架橋分隔，下鉆到橋上0.5米處，開泵循環(huán)并轉動鉆具，若漏失，則證明是套管漏。
第十節(jié) 常遇漏失地層
1、黃土層淺部。黃土層上部幾米處至幾十米處，屬大裂隙或大洞穴漏失，一旦發(fā)生漏失就是全漏。
2、黃土層下部碎石層。黃土層底部與基巖接觸帶10-30米厚的松散碎石層，屬孔隙、裂隙相互穿插共存的混合地層。漏失量自大漏到全漏。
3、洛河組上部。華池組底部洛河組上部存在大裂隙，漏失量10-50m3/h,甚至全漏。
4、砂體滲漏。砂體普遍存在孔隙性滲漏，漏失量2-20m3/h。
5、延長組上部裂隙性大漏。
6、溶洞性漏失。正常鉆進時，方鉆桿突然下降幾米，接著就不返漿。
7、垂直大裂隙漏失。這是目前*難堵住的一種漏失。
8、煤層也易發(fā)生漏失。
9、劉家溝組裂隙性大漏。
第十一節(jié) 漏失量與漏失通道尺寸
漏失量大小與漏失通道尺寸成正比。以蘭石1300泥漿泵為例，漏失量在30m3/h以內，裂隙厚度在1mm以內，屬于孔隙或小裂隙漏失；漏失量在30m3—60m3/h，裂隙厚度在1-5mm之間，屬于中等裂隙漏失；漏失量大于60m3/h到井口不返漿，裂隙厚度大于5mm，屬于大裂縫漏失；鉆具放空，井口突然失返，屬于大溶洞性漏失，大小由十幾厘米到幾米。
第十二節(jié) 對堵漏工作的要求
1、一次性徹底將漏層堵住，而不是只堵住一部分漏，或鉆進一段后又發(fā)生井漏。
2、不留后遺癥，仍能維持井漏前泥漿性能繼續(xù)鉆進，而不是需要維持較高粘度和固相，使鉆速大大降低。
3、堵漏時間應不超過24小時，既就是大漏。
4、堵漏成本應控制在適當范圍之內。
第十三節(jié) 堵漏
一、 黃土層上部漏的堵漏辦法
1、漏失特征：①.一旦漏就是大漏不返漿，泵壓立即降為零，液面在井底；②.漏層多為斜裂縫、洞穴，也有少數(shù)垂直裂縫，井場在斜坡、填方處，*易發(fā)生漏失；③.漏層深度從幾米到幾十米不等。
2、堵漏辦法
①.靜候堵漏：發(fā)現(xiàn)井漏后用清水鉆進2-3米，然后起鉆，靜止3個小時，清水進入黃土層裂縫后，黃土受浸泡發(fā)生塌方使裂縫閉合，有可能堵住漏。
②.用黃土、鋸末、高粘堵漏劑堵漏。
發(fā)現(xiàn)井漏后起鉆，在井場周邊取1m3黃土，并在黃土里加20袋鋸末、4袋高粘堵漏劑，用鐵鍬拌勻后慢慢加到井內，井外再配5m3高粘度漿液，即5 m3清水中加2袋高粘堵漏劑，沖2個小時，然后下鉆用小泵量鉆進，很快就能堵住。該法缺點是：鉆速成倍下降。
③.下油桶堵漏
幾米處井漏，又不易堵住，可用此法。將數(shù)個機油桶焊接在一起，下到井內穿透漏層，桶外用石塊、巖屑、廢袋填滿。
④.用瞬間堵漏劑堵漏
此法為*近幾年發(fā)展起來的*好*快的技術，除堵漏成功率高外，*令人高興的地方是堵漏時間短（僅需1個小時）且無后遺癥，仍能用清水高速鉆進，費用也僅有2000.00元。
發(fā)現(xiàn)井漏后再鉆進1米，然后起鉆實施堵漏，在1 m3小池里加0.5 m3清水，按水劑比1：1，加0.5噸瞬間堵漏劑，用排污泵沖2分鐘，接著全抽到井內，1小時后就可恢復正常鉆進，也可以用機油桶里按1：1比例攪拌10秒后倒入井內。
提示1：鉆穿漏層幾十米后漏層又發(fā)生漏失，堵漏辦法同上，只是要在漏層下2米處架橋。
提示2：200米以前發(fā)生大漏，*理想的堵漏辦法就是用瞬間堵漏劑。
二、黃土層下碎石層漏的堵漏辦法
1、用清水強鉆后下套管用水泥固井。
如果水源充足，就用清水強鉆到設計井深，然后下套管，用水泥將套管固牢。
2、如果井底無漿，就用瞬間堵漏劑堵漏。
3、用鋸末、高粘堵漏劑堵漏。
在泥漿池保持5 m3漿，加500公斤鋸末和5袋高粘堵漏劑，用排污泵沖5分鐘，將池里原來沉淀的巖屑一并沖起來送入井內，完畢再送5m3水加壓，使5m3堵漏劑全進入漏層，3小時候即可下鉆鉆進。
4、用生石灰（CaO）堵漏
向井內投0.5-1.0噸塊狀生石灰，一小時后下鉆干鉆到井底，再開泵循環(huán)恢復正常鉆進。
三、套管鞋漏的堵漏辦法
首先，在套管鞋下1-3米處用海帶或膨脹塞子架橋，其次，根據(jù)漏失特點和現(xiàn)有材料，選擇堵漏辦法。
1、用水泥固井。
①、材料：a、水泥2噸；b、清水0.8m3-1 m3，不可用酸性水。
②、水灰比：0.4-0.5。
③、下鉆桿到橋上0.3米處，開始拌漿。
④、堵漏程序：a、用2 m3清水先洗井；b、接著注水泥漿；c、完畢，加替漿；d、憋壓；e、*后，待凝固48小時。
2、用瞬間堵漏劑
將瞬間堵漏劑1噸與1噸清水攪拌1-2分鐘后，快速送入鉆桿內，然后加替漿水，完畢起鉆100米，再將井內水注滿。1小時后，即可下鉆恢復正常鉆進。
3、用水泥泥漿堵漏
配10 m3 混合泥漿憋進套管外面，然后靜止3小時，即可堵住。
在泥漿池里加10 m3清水，加200公斤膨潤土，加200公斤水泥，沖均勻后，再加2袋高粘堵漏劑，接著從井口灌進去，完畢再憋進與套管內容積相等的替漿，靜止3個小時即可堵住。
四、套管裂縫漏的堵漏辦法
向井內灌漿，探出漏失層位。向井內下膨脹塞子，用鉆桿慢慢往下壓，同時用泵向井內送漿，保持漿面在井口。如果井口液面突然下降，那就說明塞子位置即裂縫位置，然后再下1米，就可以實施堵漏了，用水泥、瞬間堵漏劑、水泥泥漿三種辦法中的一種，就可以堵住套管裂縫漏。
五、小漏的堵漏辦法
1、砂體滲漏量小于5m3/h，加增粘類材料，如纖維素、瓜爾膠、高粘堵漏劑，將泥漿整體粘度提高2-3秒，即可堵漏失。
2、砂體滲漏量大于5m3/h，小于10m3/h，在加增粘劑的基礎上，再加5%的惰性材料，如鋸末、棉纖維、石棉粉等，漏失也會很快堵住。
3、砂體滲漏量大于10m3/h，在加增粘劑和惰性材料的基礎上，再將泥漿池里的巖屑全沖起來一起參與堵漏，效果也十分好。
4、泥巖小漏采取靜止的辦法，利用粘土遇水膨脹封堵小裂縫原理，有時也能達到堵漏的效果。
六、大漏的堵漏辦法
發(fā)現(xiàn)大漏，應立即將鉆具起到**井段，然后方可實施堵漏。
1、用混合惰性材料堵漏
①、適應性：適用于堵漏失量在30m3/h -60m3/h，裂縫小于5mm的井漏。
②、堵漏原理：大顆粒惰性材料架橋，中小顆粒惰性材料填充，膨潤土沉淀以及泥漿切力的增加堵住漏層。
③、配制基漿：1m3清水中加200公斤膨潤土，再加3-5公斤的鈉羧甲基纖維素，配成比重為1：15、漏堵粘度為80s以上的基漿 m3。
④、下鉆到井底，按每1 m3基漿100公斤混合堵漏劑加量，通過混合漏斗快速加入基漿中，等均勻后，全抽入井內，然后起鉆將井內灌滿，靜止5-8小時，漏層就會堵住。
2、用混合惰性材料配膨脹劑堵漏
①、適應性：適用于堵失返性井漏。
②、堵漏原理：混合惰性材料與膨脹劑在漏層狹窄處堆積架橋，隨后膨脹，膨滿漏層，一些細小孔隙再由泥漿中的固相封堵。
③、堵漏材料：a、混合惰性材料1噸；b、膨脹堵漏王0.5噸；c、膨潤土2.5噸；d、高粘堵漏劑4袋。
④、配制堵漏泥漿：在泥漿池里加10 m3清水，加2.5噸膨潤土，水化2小時。
⑤、下鉆到漏層下3m-5m，在10 m3泥漿中，快速加入1噸混合堵漏劑，0.5噸膨脹堵漏王，4袋高粘堵漏劑，沖均勻后，用泥漿泵送入井內，完畢，再送 m3替漿。
⑥、快速起鉆250米，再開泵送漿將井內灌滿，然后將井口封死，再憋進8 m3漿。
⑦、起鉆靜止6小時-10小時。
3、用氯化鈣石灰石泥漿堵漏
①、堵漏原理：氯化鈣水溶液與石灰石泥漿接觸發(fā)生化學反應，1分鐘之內，變成凝膠狀態(tài)，失去流動性，從而封堵漏層。
②、堵漏材料：a、1噸氯化鈣；b、1.5噸膨潤土；c、0.2噸廣譜護壁劑Ⅲ型；d、3噸石灰石粉。
③、漿液配制
a、挖1.5 m3小池子，加1 m3清水，加1噸氯化鈣，沖1小時。
b、清理泥漿池，在池里加8 m3清水，通過混合漏斗加1.5噸膨潤土。
c、在2 m3清水中加0.2噸廣譜護壁劑Ⅲ型，攪拌2小時。
④、堵漏：
a、將2 m3廣譜護壁劑Ⅲ型水溶液抽到8m3泥漿中，沖1小時，然后再加3噸石灰石粉，再沖1小時。
b、先將氯化鈣水溶液全抽入鉆桿內，接著用泥漿泵將10m3石灰石粉泥漿全抽到井內，然后起鉆憋壓，2個小時后即可堵住漏。
4、用石灰石粉、水泥堵漏
①、適應性：失返性井漏，漏層水不流動，漏層深度不超過2000米。
②、堵漏原理：漿液1小時之內仍有很好的流動性，1個半小時開始初凝，7個小時徹底凝固，從而完全封固住漏層。
③、堵漏材料：a、5噸水泥；b、5噸石灰石粉；c、250公斤氯化鈣；d、4m3清水。
④、下光鉆桿到漏層下。
⑤、配制堵漏漿液：a、在一小池里加250公斤清水，加250公斤氯化鈣，攪拌待氯化鈣全溶解；b、在一池里加3750公斤清水，加5噸水泥和5噸石灰石粉，沖均勻后快速將氯化鈣水溶液全加進去，沖勻，然后用泥漿泵抽入井內，完畢再送m3替漿。
⑥、起鉆200米，向井內灌漿，灌滿后再將井口封死，憋進4m3漿。
⑦、起鉆侯凝7個小時。
5、用瞬間堵漏劑和油井水泥堵漏。
①、適應性：失返性井漏，漏層水活動強烈，漏層深部不大于1000米。
②、堵漏原理：漿液進入漏層后快速凝固。
③、堵漏材料：a、2噸瞬間堵漏劑；b、2噸油井水泥；c、6袋高粘堵漏劑。
④、下光鉆桿到漏層下。
⑤、配漿：a、在4 m3清水加6袋高粘堵漏劑沖1小時；b、在攪拌機里加4 m3清水，用泥漿泵向井內抽高粘堵漏劑漿，同時向攪拌機里加2噸瞬間堵漏劑和2噸油井水泥，攪拌30秒至60秒，此時，高粘堵漏劑漿已抽完，緊接著就打開攪拌機出口，用泥漿泵快速抽堵漏漿，抽完后再抽 m3清水，起鉆150米，向井內灌滿漿。
6、用石棉纖維、棉絨、核桃殼、膨脹劑、聚合物干粉堵漏。
①、適應性：大漏、漏層不太明確。
②、原理：石棉纖維、棉絨、核桃殼、膨脹劑起骨架、架橋作用，聚合物形成很強的凍膠，聯(lián)合起來封堵漏層。
③、堵漏材料：a、石棉纖維250公斤；b、棉絨250公斤；c、核桃殼500公斤；d、膨脹劑250公斤；e、聚合物干粉500公斤。
④、下鉆到漏層下。
⑤、配制堵漏泥漿：在10 m3清水中加500公斤聚合物干粉，250公斤石棉纖維，250公斤棉絨，500公斤核桃殼，250公斤膨脹劑，沖勻后，用泥漿泵抽入井內，完畢起鉆250米，向井內灌滿漿，灌滿后將井口封死，憋進6 m3漿。
⑥、起鉆靜候3小時-5小時。
7、用化學膠堵漏
①、適應性：地層為負壓，泥漿比重小于1.10。
②、堵漏材料：150公斤瓜爾膠和15公斤硼砂。
③、堵漏原理：瓜爾膠與硼砂接觸發(fā)生交聯(lián)反應，形成凝膠，與漏層壁面粘結在一起，阻止泥漿漏失。
④、下鉆到漏層下。
⑤、配制漏漿：在10m3清水中，加150公斤瓜爾膠，沖勻后，快速加入15公斤硼砂，再沖勻后，用泵送入井內，完畢，再送m3替漿。
⑥、起鉆250m3，再送漿將井內灌滿。
⑦、起完鉆，靜止2小時-5小時。
8、用瞬間堵漏劑油井水泥配緩凝劑堵漏
①、堵漏原理：堵漏漿進入漏層后3-5分鐘，能快速凝成堅硬的固體，將漏失通道徹底封死。
②、堵漏材料：a、1噸瞬間堵漏劑；b、1噸油井水泥；c、4公斤緩凝劑。
③、下鉆到漏層，連接好方鉆桿。
④、靠近泥漿泵挖1個1 m3小池子，鋪上彩條布，將泵吸水膠帶放入其中。
⑤、配堵漏漿：在攪拌機加2 m3清水，加4公斤緩凝劑，攪拌5分鐘，然后在2分鐘之內把1噸瞬間堵漏劑和1噸油井水泥加到攪拌機中，攪拌1分鐘，快速放入小池，同時開泵抽入鉆桿內（注：同時轉動鉆具）。
⑥、抽替漿。抽完堵漏漿后，再抽替漿（注:以堵漏漿在鉆桿內與鉆桿外平衡為準）。
⑦、快速起鉆灌漿：抽完替漿后立即起鉆80m，然后將井內灌滿。
⑧、注意事項：a、不下鉆頭；b、動作要快，從加料到抽完替漿，不要超過10分鐘；c、配料前要做凝固時間試驗。
第十四節(jié) 大裂縫大溶洞堵漏辦法
在鉆進過程中，鉆具突然放空，大多是遇到了大裂縫或溶洞。這種災難性的大漏，往往堵漏失敗，只有在地下水靜止不流動的情況下，才有可能堵住。
用3噸水泥和100公斤水泥速凝劑（如CaCl2）攪拌均勻后，用紗布包成直徑為6cm的水泥球，然后投到井底。
投完后，在1 m3清水中加2噸水泥和60公斤水泥速凝劑，迅速送到井底，可能堵住井漏。
第十五節(jié) 常用堵漏材料
1、膨潤土
2、鈉羧甲基纖維素
3、瓜爾膠
4、高粘堵漏劑
5、高粘防塌劑
6、瞬間堵漏劑
7、膨脹堵漏王
8、水泥
9、緩凝劑
10、速凝劑
11、水玻璃
12、硼砂
13、石灰石粉
14、重晶石粉
15、石棉
16、核桃殼
17、花生殼
18、稻（麥）草節(jié)
19、稻殼
20、云母
21、橡膠粒
22、棉絨、毛線頭
23、紙屑
24、鋸末
25、棕繩線
26、珍珠巖
27、海綿
28、海帶
29、棉籽殼
30.生石灰
