地层漏失及其处理方法的研究

地层漏失及其处理方法的研究王磊胜利海洋钻井公司三号平台，山东东营257000摘要；地层的各层压力具有多变和突变特点，压力系数变化频繁，井身结构又有一定的局限性，不可能将所有不同压力系统的地层全部封隔，因此，地层漏失是目前钻井工程中经常发生的复杂情况之一，本文对地层漏失及其相关的处理做了大量的调研，对钻井工程的顺利完成及经济效益的提高都有重要的作用。关键词；地层漏失，检漏，处理一、前言地层漏失是钻井中很复杂的情况，轻微的漏失会导致钻井工作的中断，严重时会浪费大量的生产时间、人力、物力和财力，如果得不到及时处理，还会引起井塌、井喷和卡钻等事故，甚至导致部分井段或全井段的报废，该问题一直是困扰国内外石油勘探开发的重大技术难题，至今未能完全解决，因此一定要加以重视。通过研究，可以了解漏失机理和影响的主要因素，从而采取合理的预防措施和相应的处理技术，开发和研究新型的防漏堵漏技术和堵漏材料，这对于提高经济效益有着重要的作用。二、地层漏失简介地层漏失形成的原因分为两类，，一类是自然漏失，另一类是人为漏失。1、自然漏失(1)粘土岩粘土岩包括泥岩、页岩和黄土等。一般来说，泥、页岩发生井漏的可能性较小。但其中一些较硬脆古老地层的泥、页岩，受地壳运动出露在地表或浅层，因构造运动而破碎形成裂缝、风化作用形成溶孔或其它层间疏松形成漏失通道，易发生井漏。(2)砂、砾岩按其成因主要可分为三类。1．浅层、中深井段未胶结或胶结差的未成岩的砂、砾层这类地层由砂粒或砾石构成，由于未胶结或胶结差，因而孔隙度大，孔隙连通性好，渗透率高，构成孔隙性漏失通道。钻进这类地层极易发生漏失。2．中、高渗透砂、砾岩层孔隙是此类地层主要漏失通道。砂、砾岩孔隙按其成因可分为原生孔隙、次生孔隙和混合孔隙等三类；3．中深井段、深井段经成岩作用低孔、低渗的砂、砾岩层这类地层因成岩压实作用，其孔隙度、渗透率均较低，一般不易发生井漏。但部分地区砂岩层因受构造变形作用，在构造应力作用下产生破裂形成构造裂缝，此类裂缝尽管所占孔隙度极低，但渗透性高，构成漏失通道，钻井过程引起严重井漏。（3）碳酸盐岩碳酸盐岩主要是由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的沉积岩，石灰岩和白云岩是碳酸盐岩的最主要岩石类型。碳酸盐沉积颗粒所形成的原生孔隙和成岩作用与构造运动作用所形成的溶孔、溶洞、裂缝，构成了碳酸盐岩的主要漏失通道。（4）火成岩火成岩以熔岩为主，最主要的是玄武岩和安山岩，其次是英安岩、粗面岩、流纹岩和少量次火山岩及脉岩类。相伴生的是火山碎屑岩及火山碎屑沉积岩类。火成岩由于岩浆喷发、溢流、冷凝、结晶、构造运动和风化作用等因素，在熔岩内形成发育的孔隙和裂缝，构成漏失通道。2、人为漏失人为漏失通道主要指的是我们通常所说的诱导裂缝。诱导裂缝包括两个方面，一是由于外力（如液柱压力等）大于地层岩石破裂压力造成岩石破碎所形成的诱导裂缝。二是外力造成闭合裂缝的开启所形成的诱导裂缝。三、钻井过程中防漏措施对付井漏应以预防为主，尽可能避免人为的失误而引起井漏。预防措施主要包括设计合理的井身结构、降低井筒钻井液动压力和提高地层承压能力等。1.设计合理的井身结构井身结构主要包括套管层次、下入深度、井眼尺寸（钻头尺寸）与套管尺寸的配合。当同一井眼中存在多套孔隙压力和破裂压力地层时，井身结构设计是否合理，直接影响到钻井过程中井漏的发生。1、降低井筒中钻井液动压力过高的钻井液动压力是造成井漏的主要因素，在钻井与完井过程中可采取以下措施来降低钻井液动压力。（1）合理的钻井液密度与类型，现近平衡压力钻井；（2）降低钻井液环空压耗；（3）降低激动压力。2、提高地层承压能力地层的漏失压力主要取决于地层特征，用人为的方法来封堵近井筒的漏失通道，增大钻井液进入漏失层的阻力来提高地层承压能力，达到防止井漏的目的，而采用以下方法可以提高地层承压能力。（1）调整钻井液性能（2）钻井液预加堵漏材料随钻堵漏（3）先期堵漏四、漏失的处理技术为了堵住漏层，必须利用各种堵漏物质，在距井筒很近范围的漏失通道里建立一道堵塞隔墙，用以隔断漏液的流道。在井漏时，各种堵漏技术必须准确把握并合理使用，正确组合和使用各项堵漏技术1、漏失测试包括漏层的位置、压力、通道的张开度和漏失严重程度的确定。漏层位置的确定方法有观察法、综合分析法、水动力学分析法，相应的仪器测试法主要有温度测试法、流量计法等3、常规井漏处理方法井漏的一般处理方法有调整钻井液性能与钻井措施、静止堵漏、颗粒桥塞堵漏、用高失水钻井液堵漏、暂堵法、化学堵漏法、无机胶凝物质堵漏法、复合堵漏技术、强行钻进套管封隔技术等。由于漏层特性和引起井漏的原因各不相同，因而对不同类型的井漏有其相应的处理方法。4、复杂井漏的处理方法（1）.特大洞穴和裂缝漏失这类漏失一般比较严重，但到目前为止，还没有准确测量溶洞和裂缝大小的方法，其封闭性或连通性也不好确定，并且有些裂缝还与地下暗河相连。处理这类井漏的方法一般用清水强钻套管封隔技术、速凝水泥堵漏技术、井口充砂技术、复合堵漏袋、尼龙袋堵漏工具、投入用水溶性壳体组成的堵漏物质等。（2）水层漏失水层漏失堵漏要取得成功，必须具备以下条件：堵漏材料不能被稀释、冲散或者冲走，在漏失通道中必须能建立起能承担正负压差的封隔层。一般采用连续灌注或者快速凝固法堵漏。对于高压水层，可用堵漏压井同步法；如果条件允许，也可采用清水强钻法。（3）又喷又漏目前现场所用的处理方法主要有降低压井液摩阻法，适用于喷漏同层或压力相近的地层；反循环压井，适用于下喷上漏且喷漏不同层的井；压井速凝堵漏法主要适合于上漏下喷的井；重晶石塞法主要适合于喷漏同层的井。（4）多压力层系井漏多压力层系井漏的处理关键是确定主漏层的位置和压力，对于这种漏失，可采用循环堵漏法，水泥浆推进堵漏等。（5）异常压力地带井漏高压差造成的漏失，其防漏与堵漏技术是一个公认的难题。发生在极低压差的储层中的井漏，处理的难度就更加复杂，到目前为止，还没有比较理想的处理方法。（6）盐层底部层漏失这类地层发生漏失的几率较大，岩性为泥页岩，强度较弱，或者有裂缝，但孔隙压力又比较高，有时与破裂压力相当，漏失速度一般很大，处理方法一般用泡沫水泥或者聚合物胶联剂段塞。（7）调整井防漏堵漏技术关键是搞清生产对地层压力的影响及影响程度，重新建立地层压力剖面，以防为主。一旦漏失，首要问题是要注意保护油气层。五、结论通过本课题的调研可知，地层漏失有很多原因，其形成的特征各不相同，因此针对不同的地层漏失，做好钻井过程中的预防和事后的处理技术，对加快钻井工程的进度，提高经济效益均有重要的作用。