常用堵漏施工方法

2.5.9.1随钻堵漏在井浆中加入2%～5%随钻堵漏剂（此剂必须能通过振动筛，如漏失通道较大，需使用较大颗粒直径的随钻堵漏剂，则可根据随钻堵漏剂颗粒直径，更换粗的振动筛布）。2.5.9.2桥塞堵漏桥接堵漏由于经济价廉，使用以便，施工安全，目前现场已普遍采用。各油田使用桥接堵漏占整个处理措施的50%以上，并获得明显的效果，使用此措施可以对付由孔隙和裂缝导致的部分漏失和失返漏失。桥接堵漏是运用不一样形状、尺寸的惰性材料，以不一样的配方混合于钻井液中直接注入漏层的一种堵漏措施。采用桥接堵漏时应根据不一样的漏层性质，选择堵漏材料的级配和浓度，否则，不是在漏失通通中形不成“桥架”就是在井壁处“封门”，使堵漏失败。一般常用的配比为，颗粒状:片状:纤维状为6:3:1，详细使用时按实际需要调整。在施工前要较精确地确定漏层位置，注意下钻高度以防卡钻。施工时要严格按照“刨、注、替、挤、起、挤、稳”七个工艺环节进行。尤其要提出的是在试压时出现的井漏，由于漏失段长且位置不清晰，采用配大量桥浆(一般4060m3)，针对整个裸眼井筒的堵漏措施，常常可获得成功。此外要注意的是采用这种措施尽量下光钻杆，如带钻头要去掉喷嘴，否则选择的桥接材料尺寸必须首先满足喷嘴尺寸，以防止堵塞钻头，堵漏成功后立即筛选出剩余在井筒中的桥接材料。堵剂抵达漏层时，先抵达的部分会在井壁附近堆集产生堵塞作用，使漏失部分或完全停止，背面的堵剂靠液柱压力不易进入漏失通道，这种堵塞是不牢固的，恢复钻进时堵塞隔墙易被剥脱，重新导致井漏，故必须关井挤压，靠外界压力把堵漏剂推入漏失通道，然后再堆集压实或化学反应形成结实的堵塞隔墙。根据不一样的状况，挤压的方式共分如下六种：1．直接挤替直接挤替就是把堵剂刚刚替出钻具时，立即关井挤压使堵剂立即进入漏层，在漏层位置比较清晰的单一漏层处理时，一般采用这种措施。长处是使用的堵剂量比较少，施工较简便，由于其堵剂的覆盖面较低，故在漏层段较长和漏失层位不清晰时，一般不采用直接挤替。2．先替后挤把所有或大部分堵剂替出钻具后，再关井挤替的措施称为先替后挤法，在挤此前一定要将钻具起到堵剂液面以上，否则轻易卡钻。这种措施对付漏段较长而主漏层不清时尤其有效。3．间隙挤替由于堵剂尤其是广泛采用的桥堵剂，其形状及粒度对漏失通道的某个位置有一定的适应性，故会产生局部的挂卡作用，当挤不进或挤进不多时，恢复钻进后又重新漏失，这种状况就以间隙挤的方式，让其堵剂在漏道中松动，间隙周期为0.51小时，力争把2/3以上的堵剂挤入漏层。4．挤－起－挤结合假如漏失比较严重，而挤替堵剂又比较困难，首先阐明配制的堵剂不太适应漏失通道的尺寸大小，也也许是封门的缘故，通过间隙挤还不行，就要采用起钻的方式，产生抽吸压力，让堆集在通道表面的堵漏材料剥脱，再挤就会产生很好的效果，必要时可以起一柱挤一次，直到大部分的堵剂进入漏层。5．循环加压循环加压是注完堵剂后，将钻具起出堵液面进行循环，靠增长的附加压力而使堵剂挤入漏层的措施。在井筒易压裂的状况下一般应采用这种措施，这种状况下要注意配制堵液的固相材料颗粒要较细，施工时要精确测量漏失量和漏速，以便恰当地掌握好重新钻进的时机。如已经不漏时继续循环23小时，建立的堵塞隔墙就会更牢固某些。6．反挤关井后从环空泵入钻井液挤替的方式称为反挤，出现又喷又漏时，采用反循环压井堵漏不仅可以减小堵液受钻井液污染程度，尤其有助于保护井口安全，这种状况下就需要采用反挤作业。在堵漏施工时，要根据使用的堵剂和漏层的性质决定选择合适的工艺技术和挤替方式。挤替时的压力要控制好，绝不准超过地层破裂压力，一般在25MPa之间。2.5.9.3水泥堵漏由于水泥在凝固前呈流态状，可以适应多种漏失通道的需要，水泥浆凝固后具很高的承压能力和抗压强度，堵漏效果好。水泥浆堵漏能处理差不多所有的井漏问题，因此使用非常普遍，仍在不停发展和完善新的堵漏工艺技术。由于水泥堵漏施工风险较大，对施工组织者规定高，因此使用水泥浆堵漏时应小心谨慎。水泥浆堵漏的基本作法是用水泥车配制水泥浆，并将其注入堵漏管串内，再用泵替至漏层以上附近井段，使水泥浆在压差作用下进入漏层，留下部份水泥浆在漏层井眼段形成水泥塞。待水泥浆凝固后，钻开水泥塞即可。水泥浆堵漏的关键在于定量控制水泥浆在凝固前己大部份进入漏层，少部份在漏层部份的井眼中形成水泥塞，并且是持续的，水泥塞面高于漏层，凝固的水泥中没有因气窜、置换形成的空洞。水泥浆堵漏采用平衡的原理。发生井漏后，若不再往井内补充钻井液，井内的钻井液将下降到一种静止的液面。这时，可以认为，这一静液面到漏层高度的液柱压力等于漏层压力。钻井液密度不一样，液柱高度也不一样。平衡法堵漏施工的基本规定是，当水泥浆注入井内，直至液面再静止时，恰好水泥浆己部份进入漏层，并且水泥浆也己抵达稠化时间。为了满足上述施工规定，施工中有几种重要环节需要注意并互相配合。2.5.9.3.1水泥浆性能若堵漏对水泥浆密度、温度等性能无特殊规定，一般堵漏都使用G级水泥，水灰比为0.5，水泥浆密度约为1.85g/cm3，稠化时间按施工时间附加30～40min。如漏失层为浅层,可采用速凝水泥，例如在水泥浆中加入10%～30%水玻璃或3-8%CaCL2或3-8%NaCL或其他速凝剂等。2.5.9.3.2确定漏层位置和动液面高度用回声仪等措施测得在注水泥、顶替钻井液过程中，环形空间动液面上升高度。2.5.9.3.3堵漏管串下入深度堵漏管串下入深度：式中：h─堵漏管串下深，m；H─漏层顶部井深，m；h1─水泥浆出钻具时，动液高度与静液面高度之差，m；h2─设计水泥塞高度，m；ρc─堵漏水泥浆密度，g/cm3；ρm─钻井液密度，g/cm3。堵漏管串下入深度除考虑上述平衡原则外，还应考虑安全的原则，当两者冲突时可采用调整其他原因弥补。2.5.9.3.4管串构造堵漏管串在无其他特殊规定期，多用光钻杆。为了施工安全，尽量不用打钻钻具。在不一样的井径条件下，建义使用如下不一样的堵漏管串构造：①311mm井眼使用127mm光钻杆；②215mm井眼使用127mm钻杆加73mm油管；③152mm井眼使用73mm内平钻杆加73mm油管；④104mm井眼使用73mm平式油管，而不使用73mm正规扣或63mm内平扣钻杆，因其水眼太小，不利于施工安全。油管长度不小于水泥浆上返沉没段管串长度。2.5.9.3.5顶替浆液密度若无特殊规定，顶替浆液密度应与井浆相似。2.5.9.3.6替量和起钻灌钻井液量控制原则控制替量和灌量的实质是控制水泥浆面以上的压头。其原则是水泥浆在稠化时己进入漏层，但不能漏完。2.5.9.3.7水泥用量水泥浆堵漏施工中，在漏失通道上形成有效堵塞的水泥量不需要太多，有几袋足够了。不过，在实际施工中不也许精确的把握，为了保证能有水泥在漏失通道中形成堵塞，实际施工中使用的水泥量要远远不小于能形成有效堵塞的量。一般对水泥用量的粗略估计是按形成水泥塞量的2～3倍，并加上施工中替量和灌量误差之和的体积相称的水泥量。堵漏水泥用量，与施工组织者的经验、驾驭能力有关。对于经验比较缺乏、把握能力不够者，可合适加大水泥用量，以保证水泥浆不至出现漏完或未进漏层两种极端状况。不过，水泥量过大势必也许形成井眼内水泥浆上返很高，增长施工风险，尤其是在小井眼中堵漏。堵漏水泥用量除上述原因外，还应考虑漏速、井眼大小、漏层位置与否精确、施工队伍以及设备状况等。一般在φ215mm井眼中，视漏速的大小，常将水泥量掌握在8～15t之间，对于某些堵漏难度大、多次堵漏不成功的井，有时水泥量也用到30t以上。2.5.9.3.8水泥堵漏的施工措施2.5.9.3.8.1循环时漏失，停泵后液面在井口状况下的堵漏如下面一口井的施工实例来阐明上述状况下的堵漏施工措施某井φ244mm套管下至井深1502m，使用φ215mm钻头、密度1.80g/cm3的钻井液钻至井深2342m发生井漏，循环测得漏速为5m3/h，停泵后，液面在井口。该井漏速不大，不过，为了此后继续钻井的需，应对该漏层进行堵漏。该井停泵后液面在井口，井内水泥浆位置易于掌握。象此类井常采用的堵漏措施是将光钻杆下至漏层以上数米，注水泥8t，前、后各用清水300升隔离，替钻井液至管内外平衡，起钻至安全井段，井内灌满，关井，将2／3的水泥浆挤入漏层，余下部份留作水泥塞，憋压后凝。施工环节如下：（1）起钻：起钻中，为防止抽汲、淘空发生溢流，应按井控规定灌钻井液、计量监视出口管。（2）下堵漏管串，其构造为：165mm铣齿接头(一种下端割成铣齿的钻杆母接头)+127mm钻杆(带回压凡尔)+方钻杆为防止钻具堵塞，可在钻杆和方钻杆之间，加钻杆过滤器。为防止钻杆被挤毁，下钻中，应分段循环以排出钻杆内空气。（3）下钻至井深2335m(恰好是整立柱)，循环，测得漏速仍为5m3/h。关井开泵试挤，在15l／s排量下，立管压力7MPa，套压5MPa，持续挤入钻井液2m3。（4）开井，正注清水300升，注水泥8t，平均密度1.82g/cm3，水泥浆稠化时间为160min，注水泥时间为20min。（5）注清水300升，替钻井液20.4m3。替完钻井液时，钻具内外水泥浆面平衡。耗时25min。（6）起钻至套管鞋内，起钻29立柱，耗时约90min。起钻过程中，按井控有关规定规定，每起钻3立柱钻杆灌钻井液一次，并作好记录。该井起钻合计灌浆量与计算基本相符。起钻中发现，除卸方钻杆时喷失少许钻井液外，后来的起钻再无钻井液喷失，阐明起钻时，管内残存的水泥浆己随钻具上升而落入井中，并与原返至环形空间的水泥浆混为一体。若起钻卸扣喷钻井液，阐明钻具内水泥浆尚未排出，应在钻具起出水泥浆面后来，接方钻杆开泵将水泥浆顶出钻具，顶替量稍不小于钻杆内也许残留的水泥浆量，切忌过量。卸扣喷失的钻井液应在灌钻井液时补足。（7）起钻至φ244mm套管鞋，环形间灌满。此时，施工时间合计己达135min。8t水泥配制的水泥浆体积约为6.5m3(在井内的高度约120m)，此时堵漏水泥浆在漏层以上，尚未进入漏层。⑧关封井器，反挤钻井液1m3，后来每间隔2min挤钻井液一次，每次挤入钻井液0.5m3。挤替时，可正反交替进行，直至水泥浆稠化，泵压上升为止。不过要留水泥塞，否则应调整间隔时间或每次挤入量。上述堵漏是水泥浆堵漏中最简朴的状况，仅比打水泥塞稍复杂一点。说其简朴，是由于液面在井口，便于掌握水泥浆的位置。上述施工中，采用了间断挤水泥的措施，是为了防止在水泥浆候凝过程中因扩散、置换而形成气水泡，致使堵塞效果不好。若因裸眼井段太长，没条件起钻至管鞋，也要起到安全井段，并采用措施防止卡钻。2.5.9.3.8.2“有进无出”条件下的堵漏“有进无出”是指循环无返出的状况。由于循环无返出，液面不能直接观测到，堵漏水泥浆的位置不好控制，堵漏比较困难。有时可以采用向井中注入水或较低密度钻井液的措施，在井满的条件下，采用上述的措施进行堵漏，不过在许多状况下不能采用这种为法，如井控不容许或密度不也许再减少等。在“有进无出”的状况下实行平衡法堵漏的关键在于注水泥浆完毕后，液面再度静止时，水泥浆刚好己开始进入漏层，在水泥浆候凝过程中，间断往井内灌注钻井液，使水泥浆使终处在低速的漏失状态，直致水泥浆凝固为止，并在井筒中留下一段水泥塞。上述施工过程实质上是控制水泥浆面以上液柱压头的过程。掌握、控制水泥浆面以上液柱的压头，是通过调整堵漏管串下深、起钻和候凝中灌注钻井液量来实现。下面以一口堵漏施工的井例来深入阐明上述堵漏措施。某井244mm套管下至井深1347m，用215mm钻头、密度为2.10g/cm3钻井液钻至井深1853m发生井漏，静液面在井深276m，循环排量为20L／s时，动液面在井深168m。地层压力P＝33.1MPa漏速在20L／s时，漏失压力为2.27MPa设计水泥塞长度40mh3＝h1＋h2＝(276－168）＋40＝148m钻具下深h＝H－h3＝1853－148＝1705m，替钻井液量13.2m3(替钻井液量按静液面如下钻杆容积计算)。堵漏水泥浆用量为8t，水泥浆密度1.85g/cm3，水泥浆量6.4m3，稠化时间150min。施工详细环节：前置隔离液，清水300L，约2min；水泥8吨，约20min；后置隔离液，清水300L，约2min；④替钻井液13.2m3，约20min；⑤起钻至管鞋，15立柱钻杆，约40min起钻中按起出的钻详细积灌钻井液。上述井例堵漏获得一次成功，在事后进行总结时，认为在工艺上仍应在如下几方面加以改善：（1）设计水泥塞太少40m水泥塞的水泥浆量仅1.6m3(约2吨水泥)，由于起钻中灌钻井液的误差大，不易把握精确；（2）水泥浆密度低于井浆，注水泥前后各使用了300L清水，将使液柱压力减少0.65MPa，以及水泥浆失重、扩散、置换等原因，很难防止地层流体不侵入水泥浆形成空洞而留下漏失通道。处理这一问题的途径重要有：①合适加大水泥量将上例施工的水泥量加大到12t，水泥浆量为8m3。漏管串上提200m至井深1505m，替钻井液量也对应减少，使替钻井液结束时，水泥浆仅开始少许进入漏层，绝大部仍在漏层以上井段，在起钻和起完钻候凝过程中，间断的往井内灌钻井液，以提高液柱压力，使水泥浆不停的、缓慢的进入漏层，直到凝固，这就有效的防止了气泡和水侵。2.5.9.3.8.3漏层位置不清状况下的堵漏漏层位置不清重要发生在如下两种状况下：（1）长段裸眼井段，按设计规定提高井浆密度时发生井漏；（2）已经堵漏的两个以上漏层又发生井漏。上述漏层位置虽然可以通过测井、钻井、录井的资料综合分析判断，不过，也难精确定位，为堵漏带来困难。水泥浆平衡法堵漏，可以通过堵漏施工中水泥浆的走向，即水泥塞的位置来判断漏层的位置，有时，甚至找漏堵漏一次完毕。下面以一口实际堵漏施工的井例来阐明：某井244mm套管下至井深1775m，215mm钻头、密度1.40g/cm3钻井液钻至井深2795m。按设计需要钻井液密度要加重至2.20g/cm3。加重过程中发生井漏，漏速30m3／h，据录井资料判断，漏层也许在井底，也也许在井深2400～2450m井段。根据上述状况，决定采用水泥浆平衡堵漏。堵漏施工程序如下：（1）堵漏前将井浆密度降至2.10g/cm3后，循环不漏。（2）堵漏管串采用127mm钻杆下带73mm加厚油管200m，下至井深2571m。（3）注水泥12t，平均密度1.87g/cm3，水泥浆前后各用清水300L作隔离液。替密度2.10g/cm3钻井液13m3。（4）关井，正挤钻井液8m3。（5）开井，正替钻井液1m3。（6）起钻完，起钻中按气层钻进规定灌钻井液。下通井钻具至管鞋，候凝24小时后，探得水泥塞面在井深2384m。钻水泥塞至井深2560m完。证明漏层在井深2400～2450m井段，同步己堵住井漏。为了对施工工艺作深入的阐明，现将程序作如下分析：水泥浆量为：12ｘ20ｘ39.23＝9415升=9.4m3堵漏管串容积为：9.25ｘ(2571－200)＋3.02ｘ200＝22535升＝22.5m3堵漏管串内容积减水泥浆体积22.5－9.4＝13.1m3即是说，替完13m3钻井液后，水泥浆将恰好出堵漏管串，此时关井挤，水泥出管串后将向漏层方向流动。若漏层在井底，管串如下井眼容积为：(2755－2571)ｘ40＝7360升＝7.4m3即是说，挤完8m3钻井液后，己有0.6m3水泥浆进入漏层，其他水泥浆将成为水泥塞，塞厚约220m。若漏层在另一极端位置2400m处：堵漏管串底部至漏层处的井眼环形容积为4.7m3。挤水泥时，水泥浆将向上返向漏层处，挤完8m3钻井液后，己有3.3m3水泥浆进入漏层。再开井正替1m3钻井液，则有1m3水泥浆上返至漏层以上形成25m水泥塞，以保证漏层被水泥浆沉没，不致留下漏失通道。2.5.9.4STP高失水固化堵漏STP堵漏剂是一种集高失水、高强度、高承压和高酸溶率于一体新型的堵漏剂。堵剂浆液泵入井下碰到漏层、在压差作用下迅速失水（高失水），很快形成具有一定初始强度的滤饼而封堵漏层，初始承压能力可到达4Mpa以上，在地温的作用下，所形成的滤饼逐渐凝固，滤饼本体强度极高（高强度），形成的堵塞能使漏层的承压能力可大幅提高（高承压），滤饼的酸溶率达80%以上（高酸溶率），有助于酸化解堵，可用于产层井漏的处理，以到达保护产层的目的。2.5.9.4.1STP高失水固化堵漏浆配方（1）配方STP高失水固化堵漏浆的配方根据漏层性质与漏失速度有所不一样：①一般漏层海水＋10％KCL+15%～25％PF-STP-1。②漏失通道是裂缝或断层破碎带，漏速是中～大漏海水＋10％KCL+25%～30％PF-STP-2对于大漏还可以在堵漏浆中加入粗、中、细核桃壳，提高堵漏效果。（2）SPT高失水固化堵漏液的密度SPT高失水固化堵漏液的密度可以根据现场