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        堵漏技術(shù)方法總結(jié)及應(yīng)用

        2013-08-15 00:48:29于軍強(qiáng)任貴陽
        河南科技 2013年8期
        關(guān)鍵詞:漏漿鉆具泥漿

        于軍強(qiáng) 任貴陽 劉 陽

        (河南省煤田地質(zhì)局二隊(duì),河南 洛陽 471023)

        鉆孔漏失問題會(huì)給鉆探工程帶來許多危害,由此帶來了鉆孔質(zhì)量差、鉆進(jìn)效率低、鉆進(jìn)成本高的不良后果,有時(shí)甚至使事故惡化導(dǎo)致鉆孔報(bào)廢。防漏堵漏所面臨的最大問題就是地質(zhì)情況的復(fù)雜性和不確定性。鉆井過程中一旦發(fā)生井漏,應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況確定漏失的原因、漏失點(diǎn)的位置、使用的堵漏方案。

        一 漏失地層的分類

        鉆孔漏失主要發(fā)生在一些復(fù)雜地層的鉆探工程中,所謂復(fù)雜地層,包括水溶性地層、水敏性地層、松散的空隙性地層、風(fēng)化裂隙發(fā)育地層、未膠結(jié)的構(gòu)造破碎帶、構(gòu)造裂隙地層等。根據(jù)鉆探經(jīng)驗(yàn)和分析可知,可能發(fā)生漏失的地層有如下幾種情況:1.粗顆粒未膠結(jié)的或膠結(jié)很差的滲透性地層;2.有斷層、不整合地層、地質(zhì)破碎帶、火山成巖浸入體的地層;3.有天然裂縫、溶洞或溶解孔道的地層;4.強(qiáng)度較低,容易被壓碎的地層。

        根據(jù)上述漏失發(fā)生的幾種機(jī)理,我們把漏失分為三種類型:滲透性漏失;天然裂縫和溶洞性漏失;地層被壓裂造成的漏失。

        二 漏失點(diǎn)的位置判斷

        采取正確的步驟去判斷和確定漏失層的位置及深度,在鉆進(jìn)過程中可以避免許多復(fù)雜情況的發(fā)生。特別是對(duì)于防漏堵漏施工的成功更具有十分重要的作用。找漏方法,一般可分為隨鉆觀測和停鉆觀測兩大類。隨鉆觀測方法有機(jī)械鉆速觀測法、巖心或砂樣觀測法、動(dòng)液壓法及兩個(gè)壓力梯度剖面找漏層法等。停鉆觀測方法有轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量、井溫測量、放射性示蹤測量、熱電阻測量、傳感器測量和流量計(jì)測量等。很多情況下是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷。

        三 堵漏材料的選擇

        堵漏材料的選擇決定著堵漏的成果與否,確定漏失的原因及位置后應(yīng)該選擇合適的堵漏材料。漏失的機(jī)理不同,我們堵漏的思路也不同,出發(fā)點(diǎn)也不同。對(duì)于一般的堵漏兩種情況:

        1.對(duì)于水敏性地層,應(yīng)盡量減少鉆井液對(duì)地層的滲水,也就是降低泥漿的失水量以及增強(qiáng)井壁巖土的抗水敏性,抑制分散是最為關(guān)鍵的問題。

        2.對(duì)于一些松散性地層,一般都是破碎帶、砂層、礫石、卵石,主要是通過使用高分散度泥漿(細(xì)分散泥漿)、增加泥漿中的粘土含量、加入有機(jī)或無機(jī)增粘劑等措施,提高泥漿粘度,增加井壁松散顆粒之間的膠結(jié)力。另外,對(duì)于有一定膠結(jié)性的松散地層,為防止泥漿中的自由水侵入孔壁地層而沖蝕膠結(jié)物,應(yīng)該加入一定的降失水劑。

        四 實(shí)例1

        在山西晉城柿莊煤層氣井的鉆井過程中,個(gè)別井位漏漿嚴(yán)重。井號(hào):TS45-06,設(shè)計(jì)井深837米,井深結(jié)構(gòu)為:一開Φ311.15mm至64m,二開Φ215.9mm至終孔,巖性為砂巖和泥巖。本孔不取心。

        該井鉆至70米深時(shí)就開始漏漿,剛開始泥漿中加入一些增粘劑、降失水劑調(diào)節(jié)泥漿性能,鉆進(jìn)基本正常。鉆至425米時(shí)井口突然不返漿,調(diào)漿后井口仍然不返漿。靜至1小時(shí)后水位穩(wěn)定在76.3米處。

        分析漏漿原因是:該井位64米至76.3米段地層破碎,剛開始漏漿時(shí)采用調(diào)解泥漿性能的方法,形成保護(hù)井壁的泥皮。但是,鉆至425米時(shí)由于液柱壓力增大,再加上加尺時(shí)下放鉆具太快,泥漿對(duì)井壁產(chǎn)生較大的沖刷和壓力,破壞了保護(hù)井壁的泥皮,漏漿嚴(yán)重。因此,本次堵漏采用的方案是架橋堵塞。

        1.制作堵頭,選擇一直徑200mm左右的長約0.5米的圓木,從圓測面均勻打通眼4組,將4截費(fèi)鋼絲繩穿入眼內(nèi),鋼絲繩每測露出30cm左右。找破麻袋若干,包裹在圓木外側(cè),厚度能保證可以塞到孔內(nèi)為準(zhǔn)。

        2.堵塞材料的配置,將5包水泥與10包鋸末均勻混合,另準(zhǔn)備風(fēng)化的泥巖片(附近山體下面有較多風(fēng)化的泥巖片,單個(gè)體積大,硬度非常低)若干。

        3.將準(zhǔn)備好的堵頭下入孔內(nèi)76米處,然后將準(zhǔn)備好的堵塞材料往孔內(nèi)填。填至60米時(shí)用鉆具開始擠壓,擠壓后再填,直至擠壓深度不變。

        4.將堵漏段鉆開開始正常鉆井。

        五 實(shí)例2

        河南確山煤田吳桂橋一鉆孔,鉆至94m遇到流塑層,每次下鉆至94m~104m時(shí),鉆具無法正常下入,掃孔鉆進(jìn)后提鉆,主孔又被流塑土掩埋,無法繼續(xù)向下鉆進(jìn)。且在80~92m有一段裂隙漏失層。

        治理措施:該井漏事故比較復(fù)雜,既有破碎段,又有流塑層,因此,要用加重泥漿鉆進(jìn),并且不能將破碎段壓漏。具體步驟如下:

        1.首先將80~94m的裂隙漏失帶封堵,采用水泥球技術(shù)投放至該段,然后用鉆具擠壓。直至深度不在變化。

        2.94~104 m為流塑土,采用加重鉆井液鉆進(jìn),配方如下:1m3水,30kg預(yù)水化膨潤土,3kgXC,300~500kg重晶石粉(800目),15kg DFD。

        3.用上述鉆井液護(hù)壁,下飛管或套管隔離流塑層,再用常規(guī)泥漿鉆進(jìn)。

        五 結(jié)論

        1.防漏堵漏所面臨的最大問題就是地質(zhì)情況的復(fù)雜性和不確定性,簡單、方便、直觀地實(shí)時(shí)監(jiān)測漏失層,及時(shí)對(duì)地層壓力、強(qiáng)度及漏失可能性做出評(píng)價(jià)和簡單有效的應(yīng)急措施成為解決問題的關(guān)鍵。

        2.堵漏時(shí)一定要結(jié)合實(shí)際情況,查明漏失原因。根據(jù)漏失原因確定采用堵漏的材料。堵漏的材料不一定很高貴要靈活利用,柿莊TS45-06井所用的材料都很普通,都是就地取材,但是效果很好。

        3.堵漏時(shí)要確定漏失的部位,這個(gè)主要是根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)判斷,有時(shí)候需要借用其他儀器進(jìn)行判斷。確定部位后才能制定出有效的堵漏方案。

        4.鉆進(jìn)時(shí)要時(shí)刻預(yù)防漏漿,有些時(shí)候是人為引起的。比如:起下鉆時(shí)動(dòng)作太急,不注意泥漿對(duì)井壁的沖刷激振,井壁破壞引起漏漿;對(duì)于水敏性地層沒控制好漿液的失水,失水后引起井壁的坍塌漏失等等。因此,在復(fù)雜的地層要預(yù)防井漏事故的發(fā)生。

        5.采取措施時(shí),不能產(chǎn)生連環(huán)事故,以至于事故的復(fù)雜化,就像實(shí)例2中,如果不先將破碎段封堵,采用重泥漿材料時(shí)必將破碎段壓漏,從而使事故的復(fù)雜化。

        [1]林英松,蔣金寶,井漏處理技術(shù)的研究及發(fā)展[j].斷快油氣田,2005,12(2):4-7.

        [2]張延風(fēng),李樹偉,鉆井護(hù)壁堵漏新方法,石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)),2008年6月第30卷,第3期

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