石油钻井井漏的防止和堵漏措施

1、石油钻井井漏的防止和堵漏措施一、防漏钻井过程中，井漏是最普遍最常见而损失严重的一个突出问题。治理井漏，首先应重在防漏，只有有效地表防漏才能最大限度地减少 甚至避免堵漏，而真正有效的防漏主要是防止诱发性井漏。 防漏至关 重要的内容在于控制好井内液柱压力，而引起井内液柱压力过高的因 素很多，他不仅取决于钻井液密度井身结构工程参数和钻井操作，而且还取决于钻井液的性能特别是流变性能。.设计采用合理的井身结构。根据地层状况和气水显示情况以 及地层压力系数变化和漏失情况，考虑到钻井手段和目的，设计采用 合理的套管程序，以达到最大限度地封隔破碎裂缝发育洞穴性地层和 活跃性气水层和高低过渡带以免钻井时低压地层

2、产生高压差的目的。.根据预告的地层压力，设计合理的钻井液密度，并结合实钻 情况，及时合理地调控维持钻井液密度，实现近平衡钻井，从而尽可 能地降低钻井液液柱压力。对于无气的低压层段最好选用水或聚合物 钻井液，钻进中搞好固控以控制钻井液密度的相对稳定。.优控钻井液流变性能。在保证井眼良好净化的前提下，应尽 可能调低钻井液的粘度切力特别是静切力，从而最大限度地降低环空 循环当量密度和减轻压力激动。防止诱发性井漏弱凝胶钻井液显得尤 为重要。一般情况下，不论钻井液密度高低，漏斗粘度 3050秒，初 切15pa,终切小于2.512.5pa,动切力小于10 pa。.气层钻进易发生井喷和井漏，防喷和压井工作是

3、防止井漏的重要环节，应搞好液面监测严密控制钻井液密度， 起钻严格按规程灌 满钻井液，尽平衡钻进等防止井喷。一旦发生井喷需要压井，也应严 格控制压井液密度，防止井漏发生。.严格钻井操作避免过高的压力激动。特别是易漏层段和气层 钻进中，选用合理的排量，避免过高的环空返速，控制起下钻速度， 平稳操作，下钻到底后应先转动钻具515min破坏钻井液结构后再缓 慢地开泵，超深井段必要时可分段低排量低泵压循环。.避免环空障碍。维持优良的钻井液防塌性、防卡性、流变性 和失水造壁性，以保证井壁的稳定、井眼的净化和有效的环空水力值， 从而避免环空泥环、砂桥、钻头泥包等引起的阻卡造成的井漏。7、钻进已知的裂缝发育、

4、破碎地层的易漏层段和预计漏层前， 在钻井液中加入堵漏材料（桥塞剂、单封剂、PCC、DTR堵剂等）24% 以防漏。8、高密度钻井液钻进气层、易漏层段，维护处理加重时要严格 坚持“连续、均匀、稳定”的原则，以免局部钻井液密度过高而压漏 地层。处理泥浆时，井内泥浆密度拨动不大于土 0.03g/cm3。9、应尽可能地避免上裸眼井段试压。若不能避免，应采用阶梯 性钻井液密度的方法循环加重方法井下封隔器隔离试压等方法进行 试压。尽量避免井内地层薄弱处，在试压时井漏。二、漏层的判断1、观察钻进反应判断法：通过钻时、泵压、出口泥浆量，岩屑 的变化分析而判断漏层位置。钻进中钻速明显加快、泵压降低、出口 泥浆量减

5、少、返出岩屑少而裂缝发育，漏层一般在井底；钻进中当时 发生井漏而漏速转大，漏层一定在井底井底之蛀而且可能钻遇天然裂 缝或洞穴。2、电测发：1）测井温。井漏层段一般都存在流体，温度变化转 大，可利用井温变化曲线判断；2）测电阻率法。井漏层段存在流体， 而各种流体与地层岩石的电阻差异转大；3）转子流量法。井漏时下入一个安在单根电缆上的小型转子流量计，并从上到下测出各井深位 置的流量变化。流量记录突然增大处就是漏层。3、回声仪法。测试井内钻井液密度液面深度，推算出地层压力， 从而为确定漏层和堵漏方法提供依据。4、分段循环法。对于长裸眼井漏、漏层位置不清时，采用等量 法分段循环并注水泥塞封隔漏层。5、

6、浮筒探液面法：视待测井深，用一根足够长的钓鱼线，一端 系一个具有一定重量的空瓶（瓶口封严），下入空井内，当密封瓶接 触液面时手感悬重会明显下降，重复23次，确认悬重变化明显并在 同一井深时，即可上收小瓶，求得回收的线长，即为静液面井深，从 而推算出地层压力确定出漏层。此法受可测井深限制。6、综合判断法：对于长裸眼漏层位置不清时，可通过对裸眼井 段的压力系统分析及压力系数情况、钻时资料、气水显示层位岩性变 化情况和起下钻阻卡情况等进行综合了解分析。如果钻时变化转大， 起下钻转阻卡固定位置且压力系数又相对转低，很可能是漏失层段。三、常规堵漏方法与堵漏浆液任何一种堵漏方法和堵漏剂并不能对所有的井漏均

7、能有效，它们因漏失层位、漏失强度、漏失通道类型和走向形状等不同而堵漏效果 各异，因此，应正确地合理选择堵漏方法、堵漏剂。静止观察法原理：钻井液通常是具有触变性的液体（除水和无固相外），利 用静止增稠从而增大 钻井液在地层通道中的流动阻力以止漏。 同时, 除无固相以外的钻井液是一种多级多相分散的胶质悬浮体系，静止后在一定压差作用下，其中的钻屑和坂土颗粒（以及加重剂）进入漏失 通道并形成坚实泥饼以止漏。施工要点：将钻具起至安全位置，静止 824小时后缓慢开泵， 小排量循环观察，不漏可恢复钻进。适用范围：对付漏失小于5m3/h的渗透性地层漏失和微裂缝漏失 十分有效；对付漏速不很大，井较浅的水平裂缝漏

8、失（H小于1200m）;适用于深部诱发性的垂直裂缝漏失（如起下钻过猛、开泵泵压过高造 成的深部漏失）。特点：方法简单、方便、经济见效快，但对于大裂缝和破碎性地 层及洞穴类地层的漏失无效。安全注意事项：防卡、防喷、起钻中按规程灌满泥浆；气层段静 止观察时严格注意溢流情况。降低钻井液密度法原理：降低钻井液密度能有效地减少甚至完全消除过高的压差以 平衡地层孔隙压力。施工要点：首先根据漏失性质，综合考虑裸眼井段各层压力和显 示情况，确定安全的最低钻井液密度；根据地层压力确定降密度方案 及加入量。在对其它性能影响不大时，加水降低密度最有效且经济， 加入稀浓度的处理剂液，可降低密度且能保持原有性能，降低密

9、度幅 度不大时也可用优质轻钻井液。加柴油但用量受限且不大经济。 经确 定的方案及加量在一个循环周以上连续、均匀“细水长流”地加入以 达到均匀地降低钻井液密度到要求； 低泵压小排量地循环观察，不漏 再逐渐将泵压、排量提高到钻进要求，仍不漏即可恢复正常钻进。适用范围：适用于压差引起的渗透、孔隙性漏失，但降低钻井液 密度的幅度受到裸眼段高压层压力的限制。特点：方法简便、见效快、经济，但受一定条件（油气水显示和 超低地层压力等）限制。注意事项：防喷、防塌、防降低密度不均匀和过猛；储备足够的 高密度钻井液、石粉及堵漏材料。降低钻井液流动磨阻法原理：钻井液流动惯性和钻井液与井壁流动摩擦将会产生一定的 正压

10、作用力，即钻井液循环压耗。降低循环压耗也可止漏。施工要点：在保证钻井液携带、悬浮固相能力的前提下，尽可能地调低钻井液的粘度和切力，以改善流变性能（原钻井液粘切高时）； 可混入适量减阻剂，以提高钻井液的润滑性，降低摩阻；调整时要均 匀处理，小排量循环。使用范围：仅适用于漏速、漏失量较小的渗透性漏失。注意事项：调整流变性不能过猛以防止携砂和悬浮不良造成沉砂 等卡钻，同时应保持其它性能符合设计要求。高粘切钻井液堵漏法原理：向漏层替挤高粘切钻井液段塞或让其自然漏进地层使其在 漏失通道中形成具有一定胶凝强度的“堵塞”从而达到解除井漏的目 的。施工要点：地面配制好坂土含量 815%的高粘切钻井液3050

11、方，保持一定的可泵性，然后将其替入到漏层段以完全能封完为准， 立即将钻具起到安全位置，自然静侯或关挤。适用范围：对付漏层清楚的小型漏失，有时对中等程度的浅层漏 失也有效。特点：风险小、经济简便，但不适合对付大漏。堵漏强度低，乘 压能力弱。注意事项：保持钻具及水眼的畅通，顶替过程中注意活动钻具， 注意防卡。清水强钻解除井漏法原理：在堵漏无效或已知只能用清水钻过的层段， 用清水快速穿 过负压地层以便于下套管封隔。施工要点：强钻进段必须无气层和易坍塌层；地面应具有足够的 水源准备；地面准备100方左右的高粘切钻井液（比重 1.051.10g/cm3, T 80100s）;强钻中应保持足够的排量防沉砂

12、卡钻、 防断钻具，接单根动作应快，经常活动钻具；起钻前应注入高粘切钻 井液1525方冲砂垫底；强行钻完漏层段并下套管封隔。适用范围：适用于堵漏无效严重井漏的无气层段和已知的负压严 重漏失井段。特点：损失小、见效快、简便，但因易沉砂卡钻而有一定的风险 性，并受到地面水源的限制。注意事项：防喷、沉砂卡钻、防塌、防断钻具。低密度钻井液强钻进法原理：用低密度钻井液强行钻穿严重井漏堵漏无效的异常高压层 段以解除井漏。施工要点：依平衡强钻裸眼井段相对最高地层孔隙压力，确定轻 钻井液的密度；按确定的密度准备足够的钻井液（一般150200方）, 仅要求悬浮稳定性和一定的失水造壁性能；强钻中要求严格工程参数 和

13、钻井操作。适用范围：仅适用于裸眼内存在低压气层而严重漏失堵漏无效而 且清水不能强钻的井，且强钻井段不太长。特点：相对于反复堵漏而言，经济高效简单易行注意事项：防喷、防卡、防断钻具、防塌和防无谓损耗钻井液。投料、注塞法原理：空井投入大量填料（如石块、砖块、干粘土、泥球或尼龙 带、重晶石和石灰石等堵塞料）以尽快建立井壁漏失隔墙，为实施其 他堵漏方法打下基础以解除井漏。施工要点：首先确认漏层是大裂缝、溶洞或大孔穴后，向空井中 投入填料，下带尖钻头的钻具拨挤，然后进行其它方法的堵漏；投入 填料应根据漏失强度等预测漏层形状，通道大小等进行分析加以选 择，最好是先投石块类硬料再跟投泥球、干粘土类较软料或重

14、重晶石 等细颗粒硬塞；重晶石塞配方按清水：CMC:重晶石粉=100: 0.10.2: 200-250,石灰石塞配方按清水：CMC: CaCO3=100: 0.1: 150-200, 配制数量要足以建立固体塞，配制时要连续搅拌，浆体不能静止。适用范围：适用于漏速大于100m3/h到有进无出的大裂缝、溶洞、 大孔穴地层并且用其它方法无法建立隔墙的特大漏失井。重晶石塞、 石灰石塞主要用于喷、漏并存井起分隔作用，以便于压井，堵漏分步 作业。特点：对于特大漏失井建立隔墙确实效果显著，多用于大尺寸上 部井段。注意事项：防止钻具拨挤时卡钻。胶凝坂土堵漏浆配方：1）石灰乳坂土浆比重1.35g/cm3左右的生石

15、灰浆：坂 土原浆（坂土：水=1: 56） =3: 11: 3;2）石灰水玻璃坂土浆 比重1.35g/cm3左右的生石灰浆：含水 玻璃25%的比重1.101.12g/cm3坂土原浆（清水+1520%坂+25% 水玻璃）=3: 11: 4。3）石灰高聚合物坂土浆 清水：坂土：生石灰：PHP （最好PAM） =100: 1015: 2: 0.010.1。堵漏原理：利用石灰、水玻璃、高聚物与坂土粒子形成胶凝特性， 特别是进入井下后一定温度作用下形成的胶凝物强度要增加，从而堵塞漏失通道。稠化时间与浆液密度：稠化时间以保证从地面到漏层的注入过程 中必要的可泵送性为准，浆液密度应接近钻井液密度（特别是气层

16、段）。注入量：要能完全覆盖漏失层段并附加 510m3。施工要点：首先根据漏失速度大小和漏层段长度以确定配制量； 按配方配制需要量的浆液，配制时应注意灰浆不宜存放过久， 与坂土 原浆或含水玻璃的坂土浆或高聚合物坂土浆混合时必须观察胶凝程 度，不宜胶凝程度，而且要即配即用；光钻杆下到漏层底部，低排量 泵泵入浆液并顶入漏失层段，立即起钻至安全井段，静侯48小时（注入过程中要保证低转速转动钻具而且连续注替）适用范围：适用于微漏中漏且漏层清楚的裂缝性浅层漏失，不 适用于活跃水层和存在过高压力气层漏失井。堵塞强度低、承压弱、 不具备永久性。注意事项：防地面丧失流动性和泵送性、防止粘卡、防配石灰浆 时烧伤人

17、。水泥浆配方：1）水泥原浆油井水泥：水=100: 5060 （视井温稠化 时间决定加催缓凝剂与否或其用量。2）快干水泥浆 100%油井水泥+5060%清水+35%CaCL2（或 加615%水玻璃或23%硫酸铝。3）胶质快干水泥浆比重1.701.80g/cm3的水泥原浆与水玻璃坂土浆（清水：坂土：水玻璃 =100: 1520: 2050）按1: 1左右 的比例与漏层混合，其最佳配比最好以小型试验确定。4）胶质水泥浆 油井水泥+6070%水+24%坂土 +调稠剂5）柴油水泥浆 柴油：工业凡土林：水泥 =100: 0.10.2: 200500,即配即用，不宜久存。堵漏原理：水泥浆泵送到井下漏层中，一

18、定时间后，水泥浆将从 新形成具有相当强度的固状体，而与地层胶结连为一体，从而填塞了 井下漏失通道以达到解除井漏的目的。加有CaCL2水玻璃等催凝剂的 快干水泥浆或胶质快干水泥浆凝固更快、时间更强强度更大堵塞效果 更好。而柴油水泥浆不遇水难以凝固当它与活动水接触后即水置换柴 油从而水泥浆凝固建立堵塞隔墙。稠化时间：以保证整个堵漏施工过程安全的时间而定初凝时间。浆液密度：原则上堵塞水泥浆应偏低为好，但为保证水泥浆凝固 后的强度，提高地层承压能力，通常水泥原浆和快干水泥浆的密度 1.801.85g/cm3,而胶质快干水泥浆和柴油水泥浆的密度以配方所具有的密度为准。加量及注入量：一般推荐816吨油井水

19、泥，注入量应按2/3的 水泥浆注入漏层并余2.24.4方在井内形成水泥塞计算。施工要点：1）根据漏层深度和井温，漏失特征选择响应的水泥 浆类型；2）准确计算水泥浆量和初凝时间（其中初凝时间既不能远 大于水泥堵漏作业的施工时间造成水泥浆完全漏入地层孔道深处，也不能太短而提高固结造成“钢筋水泥”，应与施工完时间基本吻合）， 并通过小型试验确定所选水泥浆的配方，现场施工前必须复查试验， 一般情况下选稠化时间是施工时间加 12小时；3）下光钻杆到漏层 顶部，用压裂车配打水泥浆（或快干水泥胶、胶质快干水泥浆）或泵 送柴油水泥浆，准确顶替水泥浆到要求位置，迅速将钻具起到 位置 （有条件的最好再循环一周钻井

20、液以清除可能出现的水泥环），而后静侯和蹩压或关井候凝824小时；配打水泥浆、快干水泥浆或胶质 快干水泥浆或泵送柴油水泥浆前均应注入隔离液。施工方法：1）平衡法：注入泥浆后，井筒液柱压力大于漏层压 力，使水泥浆量2/33/4进入漏层，随后液柱压力与漏层压力相平衡， 其中要求钻杆内水泥浆面高出环空水泥浆面100200米，以保证起钻后水泥凝固强度好、无夹心。该法适用于漏失层性质单一，并有一定 液面的情况；2）蹩压法：在水泥浆不易进入漏层，采用平衡法不见 效时，可进行加压把水泥浆蹩进漏层，促成堵漏。a循环加压注完水泥后，起钻到水泥塞以上，循环钻井液利用循环泵压把水泥浆 挤入漏层，一般以58Mpa的泵压

21、为宜；b直接加压-在注入水泥 浆至顶部位置后立即关封井器蹩压， 把水泥浆直接挤入漏层，并立即 起钻静候，此法风险较大，仅适用于水泥净浆。c间接加压-钻具起到安全井段（最好是水泥浆面）后，关井挤入水泥浆入地层，此法 安全，适用于上述泥浆类型。3）卡喉法-适用于漏速大、压力低、 连通性好的地层，就是让注入的水泥浆在漏层孔道的狭窄处凝固，避 免全部漏入地层通道，多限于浅层 表层漏失。适用范围：适用于单层漏速20m3/h到完全不返的水平漏层和深 部诱导裂缝的部分到完全漏失井，其中快干水泥浆、胶质快干水泥浆 和水泥原浆（或加入缓凝剂）不适合水层堵漏，而且前两种仅限于浅 部到地表漏失的堵漏，柴油水泥浆适用

22、于堵水层漏失。成功率：水泥浆堵漏成功率不太高，一般平均仅28%左右，而且 风险性较大，但较经济。注意事项：防蹩泵、防实心铁杆、防卡钻。10、桥接堵漏浆液配方要点：1）桥浆浓度的确定：如果仅以配浆密度而言，桥浆 浓度选择可参照下表，但具体选择时还应综合考虑漏速、漏量、漏层 压力、液面深度和漏层段长、漏层形状等因素加以选择，一般范围是 520%,对漏速大、裂缝大或孔隙大的井漏，应用大粒度、长纤维、 大片状的桥堵料配成高浓度浆液。反之，则用中小粒度、短纤维、小 片状的桥接剂配成低浓度浆液。基浆密度与堵漏剂加量关系基浆密度（g/cm3）堵漏剂加量（重量体积比，%）1.10-1.506201.50-1.

23、804-151.80-2.30282）桥接剂级配：桥接剂可分为三类 硬质果壳（核桃壳等）薄片状材料（云母、碎塑料片等）、纤维状材料（锯末、甘蔗、棉子 壳等）。桥接剂级配比例的合理选择对于提高堵漏成功率至关重要， 通常搭配比例是粒状：片状：纤维状=15: 12: 0.5-1,现场具体搭 配比例可参照下表桥接剂现场搭配比例漏速(m3/h)配比小于2核桃壳（712目）：锯末或日麻（小于61-2目）=25: 23:2-10核桃壳（712 E渣小于6目1）:么母（小于6目）：）:棉籽壳=5-10: 25:锯末（或甘蔗13: 1-31030核桃壳（512 E!）：么母（小于6目）：=6-12: 35: 2

24、3: 2锯末：棉籽壳3060核桃壳（49目）:右母：锯末：棉籽冗23: 2-3=8-14: 35:大于60核桃壳（49目）:右母：锯末：棉籽冗24: 2-4=1016: 46:3）基浆及性能：基浆通常选定钻井井浆，有时用含坂土 8%左右 左右的新浆，基浆性粘度和切力要适当，不能太低也不能过高以防桥 接剂漂浮和下沉以及桥浆丧失可泵性，通常漏斗粘度以3050so桥堵原理：当桥浆泵至井下漏层后，整个桥浆的多功能作用及工 程措施的配合作用，使堵漏材料在漏经地层时进行挂阻架桥、 堵塞嵌 入、拉筋、渗滤成厚泥饼填塞，加之整个体系的高粘切阻力在井下漏 层通道窄小部位卡喉以及静侯中材料吸水膨胀， 从而形成具有

25、一定强 度的绵密堵塞以解除井漏。桥浆密度、配制量和注入量：桥浆密度应近于钻进的井浆密度；配制量应以漏速大小，漏失通道形状和段长以及井眼尺寸等综合分析确定，通常范围是2050m3;注入量以能全部覆盖漏层段并附加 210m3为宜，通常是1025m3。桥堵施工要点：“循环法”堵漏工艺a、往钻井液中加入一定级配的桥接剂 3-8%,不超过8%;b、边钻边堵时，必须采用大水眼钻头； c、含桥接剂的钻井液应有一定的可泵性； d、严防卡钻e停用固控设备防除掉桥塞剂。此法适用于漏层刚钻井，还未暴露完全的井段；钻遇渗透性的或 小裂缝的多漏失层段；漏层位置不清楚的漏失井段；井口无加压装置 的漏失井。“挤压法”堵漏工艺a、根据井漏情况综合分析，确定好桥浆浓度、级配和配制数量。b、在地面配浆罐连续搅拌条件下，最好通过加重漏斗以纤维状-颗粒状-片状顺序配够要求的桥浆、防漂浮、沉淀和不可泵。c