防漏堵漏技术规范[1]

'目录1、塔里木油田所钻区域的井漏类型及分布2、井漏控制原则3、防漏技术措施4、塔里木油田常用桥堵材料技术规范5、钻开可能漏层前的准备工作5.1、桥浆堵漏材料准备5.2、技术方案准备5.3、设备准备6、不同漏层、不同漏速下的井漏处理措施7、桥浆堵漏技术7.1、桥堵配方选用原则7.2、桥堵配方7.3、桥浆配制工艺7.4、桥浆堵漏施工8、随钻堵漏16 塔里木油田所钻区域的井漏类型及分布复杂的地质条件决定了塔里木油田漏失地层具有多变、复杂等特性。根据研究，塔里木油田井漏类型主要有以下几种：（1）浅表层欠压实粗砾岩、粗砂岩等地层的大裂隙贯通性漏失。在库车坳陷、塔北隆起、塔西南坳陷地表粗砾岩、粗砂岩发育的区块，导管施工或导管下深不足的钻进过程中，常发生表层贯通性漏失。表层贯通性漏失程度往往较为严重。（2）砾岩、粗中砂岩地层的渗透性漏失。在同一裸眼段存在多套压力系统，井筒超过砾岩、粗中砂岩地层的孔隙压力时，常发生渗透性漏失。砾岩、粗中砂岩地层的渗透性漏失遍布塔里木油田各区域，此类漏失程度相对较轻，井漏易处理。（3）深井段砂岩、泥砂岩、泥岩地层的地质构造天然裂缝性漏失。山前构造带及塔西南凹陷采用中低密度钻井液钻进时发生的漏失多属此类型，少部分井采用高密度钻井液钻进时发生的漏失也属此类型。发生砂、泥岩天然裂缝性漏失时，漏失量一般不大，漏失易处理，有时漏失量达到一定程度会自动停止漏失。（4）多压力系统下，采用高密度钻井液钻进时，深井段砂岩、泥砂岩、泥岩地层诱导压裂性漏失或天然裂缝受迫延伸性漏失。山前构造带采用高密度钻井液钻进复合盐膏层及高压水层、高压油气层时发生的井漏多属诱导裂缝或受迫延伸裂缝性漏失。此类井漏发生几率高，相对不易处理。（5）低压潜山灰岩地层的天然（或诱导16 ）裂缝和（或）天然溶洞性漏失。塔中、轮古、羊塔克等区域外（或区块），石炭系、奥陶系灰岩（或泥灰岩）地层发生的漏失多属于此类井漏。灰岩漏失对井筒压力（尤其是钻井液密度）敏感性强，相对不易处理。（1）二叠系火成岩低压地层的裂缝或空隙性漏失。哈德等存在二叠系火成岩地层的区块，普遍存在类火成岩裂缝或空隙性漏失。火成岩漏失对井筒压力（或钻井液密度）敏感性强。2、井漏控制原则2.1、井漏控制中，坚持预防井漏为主的原则。2.2、在预防失效的情况下，根据漏层深度、地层特性和漏失程度，按照从简到繁，从易到难，从快捷到迟缓的原则，选用适宜的堵漏技术（或措施）措施进行堵漏。2.3、目的层堵漏必须兼顾油气层保护。3、防漏技术措施目前，井漏预防主要采用五类措施：合理的井身结构设计；降低井筒压力；减少井筒压力激动；钻井液随钻防漏；欠平衡钻井。3.1、合理的井身结构设计是预防井漏最重要的环节。设计井身结构时，必须依据地层孔隙压力、破裂压力、坍塌压力和漏失压力剖面，尽可能使同一裸眼井段所需钻井液当量密度同时满足防喷、防塌、防漏的要求。由于受套管层次的限制，当上述条件无法同时满足时，则应下套管将低破裂压力地层与高压层分开，使得同一裸眼井段所需钻井液最高当量密度小于地层破裂压力，防止压裂性井漏的发生。3.2、降低井筒压力的措施。16 降低井筒压力主要是通过综合调整、优化钻井液性能，降低钻井液密度、降低环空循环压耗，并结合恰当的钻井工程措施和井身结构设计，降低井筒压力。3.2.1、降低钻井液密度要充分掌握地层坍塌压力系数、地层孔隙压力系数。在近平衡钻井中，保证钻井液密度略高于地层坍塌压力系数和地层孔隙压力系数，而低于地层破裂压力系数。3.2.2、加重钻井液时，应按循环周采用循序渐进的方式，防止钻井液密度突然出现大的波动（升高）。3.2.3、在井身结构设计上，钻进深部地层，尽可能扩大井筒尺寸（套管与祼眼），避免小井眼钻井。3.2.4、在满足携砂要求的前提下，降低泥浆泵排量。3.2.5、优化钻井液流变参数，降低钻井液环空粘度，尤其要调整好钻井液动切力，深井要求钻井液动切力不大于15pa。3.2.6、尽可能降低钻井液的高温高压失水，防止因厚泥饼造成环空狭窄。3.3、降低井筒压力激动的措施3.3.1、在确保钻井液悬浮性能的前提下，尽可能降低钻井液的静切力。3.3.1、裸眼内起下钻，必须控制起下钻速度；下钻遇阻时要划眼，严禁强下；深井下钻时，根据需要可中途开泵循环15分钟；下钻到底及中途开泥浆泵前，首先缓慢转动钻具，然后低泵冲缓慢开泵，减轻井底压力激动。3.3.316 、深井段钻进或下套管前，必须确保钻井液具有良好的抗高温性能，避免出现高温稠化。3.4、随钻防漏。除了调整钻井液常规性能进行防漏外，钻进可能漏层或发生微、小漏时，可在钻井液中加入适宜浓度的随钻防漏材料进行防漏。3.5、欠平衡钻井。钻进对井筒压力（或钻井液密度）敏感性强的目的层时，为了最大限度地保护油气层，减轻（或避免）井漏，推荐使用欠平衡钻井。3、塔里木油田常用桥浆堵漏材料技术规范结合室内堵漏实验及现场应用效果，对塔里木油田目前常用的蛭石、果壳（粗、中、细）、SQD-98（中、细）、锯末、棉籽壳、弹性橡胶（粗）共10种桥堵材料作如下规范要求，具体见表1-1～表1-10。表1-1钻井液用堵漏材料特粗蛭石质量规范项目指标粒径13-2.5mm(2-10目)，%≥98‹2.5mm(≥10目)余量，%≤1水溶性不溶湿度手感无潮湿感表1-2钻井液用堵漏材料粗蛭石质量规范项目指标粒径4.2-1.4mm(6-14目)，%≥97‹1.4mm(≥14目)余量，%≤1水溶性不溶湿度手感硬、无潮湿感表1-3钻井液用堵漏材料果壳（粗）质量规范项目指标粒径10-1.4mm(2-14目)，%≥97‹0.5mm(≥35目)余量，%≤1水溶性不溶湿度手感较硬、无潮湿感表1-4钻井液用堵漏材料果壳（中粗）质量规范16 项目指标粒径4.2-0.5mm(6-35目)，%≥95‹0.24mm(≥60目)余量，%≤2水溶性不溶湿度手感蓬松、颗粒散、无潮湿感表1-5钻井液用堵漏材料果壳（细）质量规范项目指标粒径1.4-0.2mm(14-80目)，%≥95‹0.125mm(≥120目)余量，%≤3水溶性不溶湿度手感蓬松、颗粒散表1-6钻井液用堵漏材料锯末质量规范项目指标粒径3.1-0.15mm(8-100目)，%≥98‹0.15mm(≥100目)余量，%≤1水溶性不溶湿度手感蓬松、颗粒散、无潮湿感表1-7钻井液用堵漏材料SQD-98（中）质量规范项目指标粒径4.2-0.2mm（6-80目），≥97‹0.125mm(≥120目)余量，%≤2水溶性不溶湿度手感蓬松、无潮湿感表1-8钻井液用堵漏材料SQD-98（细）质量规范项目指标粒径3.1-0.074mm(8-200目)，%≥90‹0.074mm(≥200目)余量，%≤5水溶性不溶湿度手感蓬松、无潮湿感表1-9钻井液用堵漏材料棉子壳质量规范项目指标粒径6-1.0mm(4-18目)，%≥97‹0.15mm(≥100目)余量，%≤3水溶性不溶湿度手感蓬松、无潮湿感表1-10钻井液用堵漏材料粗橡胶粒质量规范项目指标粒径25-4mm(1-6目)，%≥9816 ‹3.1mm(≥8目)余量，%≤1水溶性不溶湿度—3、钻开可能漏层前的准备工作5.1、桥浆堵漏材料准备钻开可能漏层或不确定地层前，现场应储备配制2罐（80m3）高浓度桥浆的常用桥堵材料。现场桥堵材料储备要求如表2：表2现场桥堵材料储备要求序号桥堵材料名称（或代号）储备数量（吨）1粗核桃壳42中粗核桃壳43细核桃壳24SQD-98（中粗）45锯末15.2、技术方案准备现场要根据钻井设计，结合前期实钻情况和现场井漏控制资源，制定针对性强的防漏堵漏技术预案，并将技术预案向主要管理人员、技术人员、施工人员交底。5.3、设备准备钻开可能漏层或不确定地层前，泥浆相关设备必须满足下列要求。5.3.1、泥浆泵能独立从两个泥浆罐上水，此两个泥浆罐与其它罐能完全隔离。加重泵能独立从此两个上水罐上水和回水。上水罐的各上水管线畅通，长度小于10米。16 5.3.2、在泥浆粘切较高的情况下，加重（或配浆）泵要保证下料顺利；采用电动泵，电机功率不小于75KW；条件许可时，最好采用泥浆泵上水加重（或配浆）。5.3.3、循环罐及配浆罐的搅拌机正常运转。5.3.4、至少保证震动筛正常连续运转，现场储备40～120目各规格筛布。5.3.5、现场配备独立的膨润土浆罐，保证罐内高浓度膨润土浆不少于20m3。5.4、钻具准备5.4.1、钻进可能漏层或不确定地层时，尽可能放大钻头水眼尺寸，为实施桥浆堵漏创造有力条件。5.4.2、钻进可能漏层或不确定地层时，现场应准备相关尺寸的铣齿堵漏接头。16 6、不同漏层、不同漏速下的井漏处理措施发生井漏后，应根据地质构造特征、地层岩性特性、地层压力系数、钻井液密度、漏失速度，进行综合分析，对漏点和漏失特性做出正确判断，然后采取针对性性强的堵漏措施，进行堵漏施工。6.1、不同类型井漏处理技术及措施由于漏层特性和引起井漏的原因不同，应对不同类型的井漏时，推荐技术及措施如下：（1）表层井漏，在条件允许的情况下，首选采用高粘度泥浆快速强钻。强钻条件不具备，采用粗颗粒为主的高浓度桥堵浆进行桥堵；桥堵失效，注水泥浆堵漏。（2）非目的层中、深井段，发生孔隙性渗漏、天然裂缝（或溶洞）性漏失及诱导裂缝性漏失，首选降低钻井液排量试循环观察；降排量井漏不缓解或缓解不明显，静置堵漏2小时左右，试循环观察；静置堵漏无效，进行停钻桥浆堵漏。（3）目的层发生漏失，选用具有保护油气层作用的桥浆进行堵漏。（4）由工程措施引起的井漏，可利用降低排量及起钻静置两种方法试处理；井漏不缓解，采用桥浆堵漏。（5）因压井、加重钻井液等因素造成的井漏，多为压裂性漏失，应首选高浓度桥浆堵漏；桥堵无效，注水泥浆堵漏。16 6.2、不同漏速下的井漏处理技术及措施特性相同或相近地层发生井漏，根据漏失严重程度不同，采取针对性强的堵漏技术及措施。表3列出了不同漏失程度下，推荐采用的井漏处理措施。表3不同漏速下推荐井漏处理措施漏失程度漏速（m3/h）漏层推荐措施严重漏失失返，或大于40。宽裂缝、溶洞、粗砾岩①停钻，连续吊灌泥浆，将钻具提至安全井段（或套管内）；②试循环，停钻，根据钻头水眼尺寸，先采用粗颗粒浓度相对较低的桥浆，进行一次桥浆堵漏；③粗颗粒浓度较低桥浆堵漏无效，起钻换堵漏钻具，下钻至安全井段，进行高浓度桥浆堵漏；④连续3次桥堵失败，水泥（纤维水泥）堵漏；⑤水泥（纤维水泥）堵漏无效，研究采用特殊堵漏技措。一般性漏失15-40裂缝、小溶洞、渗透性好的砂砾岩。①降排量、循环观察，若漏速降低明显，可试钻进；②降排量，漏速不减，适当降密度，循环观察，若漏速降低明显，可试钻进；③降密度后，若漏速不降或增大，提钻至安全井段（或套管内），静止堵漏1～2小时，逐渐提高排量循环，若漏速降低明显或不漏，可下钻试钻进；④静止堵漏后，若漏速不降或增大，立即停钻桥堵；连续3次桥堵失败，MTC堵漏或水泥堵漏。小漏5-15小裂缝，砂砾岩渗漏。①降低排量试钻进，若漏速降低明显或不漏，逐渐提高排量钻进；②若降排量后漏速不减，条件许可前提下，适当降密度，试钻进；③试钻进时，漏速不降或增大，提钻至套管内，静止堵漏1～2小时，逐渐提高排量循环，若漏速降低明显或不漏，可下钻试钻进；④若漏速不降或增大，根据现场实际，可进行随钻堵漏或停钻桥堵。微漏小于5微裂缝，砂砾岩渗漏。①适当降低排量钻进，若不漏，逐渐提高排量恢复正常钻进；②若提高排量后，漏失不缓解，条件许可前提下，适当降密度，恢复钻进；③若降密度后，漏速不降，在上水罐调整40m3随钻堵漏泥浆,进行随钻堵漏；④若随钻堵漏无效，提钻至安全井段（或套管内），进行停钻桥堵。16 桥浆堵漏技术除了适当降低循环排量和钻井液密度外，采用桥浆堵漏是最推荐使用的井漏处理技术，优选桥堵配方是确保桥浆堵漏成功的最重要环节。7.1、桥堵配方选用原则桥浆堵漏配方应随漏速不同、漏层特性不同、钻井液密度不同进行相应选择或调整。选择桥堵配方时，应遵循以下五项原则：（1）要综合考虑桥堵剂几何形状、尺寸、机械硬度等特性，做到粗、中、细颗粒搭配合适，颗粒状、片状、纤维状材料搭配合适，桥堵剂总浓度适宜。（2）漏速大，桥堵剂总浓度宜高，粗（或特粗）颗粒、长纤维类材料浓度宜高；漏速小，桥堵剂总浓度宜低，且主要以细颗粒和纤维类材料为主。（3）对大裂缝和溶洞类地层漏失，桥堵剂总浓度宜高，粗（或特粗）颗粒、长纤维类材料浓度宜高，细颗粒浓度宜低；对于中小裂缝漏失或渗漏，桥堵应主要以中粗及细颗粒和纤维类材料为主。（4）钻井液密度越高，桥堵剂总浓度应相对低些；钻井液密度越低，桥堵剂总浓度应相对高些。（5）目的层堵漏要有利于桥堵剂返排或酸化解堵。16 7.2、桥堵配方7.2.1、非目的层高密度（密度高于1.80g/cm3）桥堵配方推荐高密度（密度高于1.80g/cm3）桥浆堵漏配方见表4-1。针对某类漏失，表中所列配方是按优先级排列的。表4-1高密度（密度1.80g/cm3以上）桥堵配方（按优先级排列）井漏程度漏速（m3/h）漏层判断桥堵剂浓度（单位：质量/体积百分比，%）蛭石粗果壳中果壳细果壳棉子壳锯末中粗SQD-98SLD-2总浓度（%）严重漏失失返大裂缝溶洞3-45-68433-425-303-45-68436-828-333-45-68438-1030-358-108422-325-27粗砾8-10843-423-268-10848-1025-30大漏大于50较大裂缝2-34-6841-26-823-282-34-6843221-236-86-842-3218-24砂砾岩渗漏6-86-843-423-306-86-848-1021-25中漏20-50中裂缝6-86-842324-306-86-843-417-206-86-848-1020-24砂砾岩渗漏4-6643-420-224-664822-24小漏10-20砂砾岩渗漏、微裂缝4-66-83-413-184-66-81-24-615-224-66-85-815-22微漏小于10砂砾岩渗漏3-43-44-64-62-44-628-1216 7.2.2、非目的层中密度（密度1.50～1.80g/cm3）桥堵配方推荐非目的层中密度（密度1.50～1.80g/cm3）桥浆堵漏配方见表4-2。针对某类漏失，表中所列配方是按优先级排列的。表4-2非目的层中密度（密度1.50～1.80g/cm3）桥堵配方（按优先级排列）井漏程度漏速(m3/h)漏层判断桥堵剂浓度（单位：质量/体积百分比，%）特粗蛭石粗果壳中果壳细果壳棉籽壳锯末SQD-98中SQD-98细JYW-1总加量（%）严重漏失失返大裂缝溶洞3-45-68-108-102-42-46-834-468-108-108-102-48-10135-458-108-108-106-86-836-46粗砾岩6-86-86-82-46-86-832-446-86-86-82-48-10129-396-86-86-86-86-830-40大漏大于50大裂缝2-34-56-86-82-42-46-828-406-86-86-82-48-1028-386-86-86-86-86-830-410粗砾岩粗砂岩6-86-84-62-48-10127-376-86-84-62-46-84-628-406-86-84-66-86-81-229-40中漏20-50中裂缝2-34-66-84-62-42-46-826-396-86-84-62-44-64-626-366-86-84-66-84-6127-37中砾岩粗砂岩6-86-84-62-46-8125-356-86-84-62-44-64-626-346-86-84-66-84-61-227-38小漏10-20小裂缝4-64-64-62-42-44-620-324-64-64-62-44-64-622-344-64-64-66-84-61-223-34细砾粗砂岩4-64-64-62-44-64-622-344-64-64-62-46-820-304-64-64-64-64-61-223-34微漏小于10微裂缝2-44-62-43-43-414-224-66-82-46-818-264-64-64-64-61-217-26粗砂岩中砂岩2-44-62-43-43-414-222-44-62-46-814-222-44-64-64-61-215-2416 7.2.3、非目的层低密度（密度1.50g/cm3以下）桥堵配方推荐非目的层低密度（密度1.50g/cm3以下）桥浆堵漏配方见表4-3。针对某类漏失，表中所列配方是按优先级排列的。表4-3非目的层低密度（密度1.50g/cm3以下）桥堵配方（按优先级排列）井漏程度漏速(m3/h)漏层判断桥堵剂浓度（单位：质量/体积百分比，%）特粗蛭石粗果壳中果壳细果壳棉籽壳锯末中SQD-98细SQD-98JYW-2膨润土80A-51总浓度（%）严重漏失失返大裂缝溶洞3-45-68-108-102-42-48-100.5-10.1-0.237-488-108-108-10410-1238-468-108-108-108-106-8138-48粗砾岩6-88-106-82-46-86-80.5-10.1-0.231-406-88-106-82-410-1232-426-88-106-88-106-8135-45大漏大于50大裂缝3-45-66-86-82-42-48-100.5-10.1-0.234-466-86-86-8410-12133-416-86-86-88-106-8133-43粗砾岩粗砂岩6-86-84-62-48-10127-376-86-84-62-46-84-60.5-10.1-0.228-406-86-84-68-108-1032-42中漏20-50中裂缝2-34-66-84-62-42-48-100.5-10.1-0.228-416-86-84-62-46-84-628-406-86-84-68-106-8131-41中砾岩粗砂岩6-86-84-62-46-84-60.5-10.1-0.228-406-86-84-62-48-10127-366-86-84-66-86-828-38小漏10-20小裂缝4-64-64-62-42-48-100.5-10.1-0.225-374-64-64-62-46-84-6125-374-64-64-68-106-826-36细砾粗砂岩4-64-64-62-48-100.5-10.1-0.222-324-64-64-62-46-84-624-324-64-64-68-106-8127-37微漏小于10微裂缝2-42-44-62-46-80.5-10.1-0.216-244-66-88-10119-254-64-68-106-824-30粗砂岩中砂岩2-44-62-48-100.5-10.1-0.216-242-44-68-10117-214-610-128-1022-2816 7.2.4、目的层桥堵配方推荐目的层桥浆堵漏配方见表4-4。目的层桥浆堵漏配方未按钻井液密度区分，现场应用时，请结合桥堵配方选用原则及非目的层相应密度桥堵配方灵活选用。表4-4目的层桥堵配方井漏程度漏速(m3/h)漏层判断桥堵剂浓度（单位：质量/体积百分比，%）粗果壳中果壳细果壳中SQD-98细SQD-98JYW-2总浓度（%）严重漏失失返大裂缝、溶洞8-108-104-102-102-80-128-48粗砾层8-106-84-62-82-60-125-45大漏大于50大裂缝4-86-84-86-102-80-125-42中砾、粗砂岩6-86-84-68-102-1021-40中漏20-50中裂缝6-86-84-68-102-80-120-40细砾、粗砂岩6-86-84-66-83-820-38小漏10-20小裂缝0-64-64-65-102-815-35粗砂岩0-64-64-65-105-8115-32微漏小于10微裂缝中粗砂岩2-64-64-102-61-25-257.3、桥浆配制工艺7.3.1、基浆要求（1）用于配制桥浆的基浆必须具有合适的动切力(8-15pa)和静切力(初切2-4pa)。切力过高，会造成配制困难；切力过低会造成桥堵材料沉淀或分层。（2）用于配制桥浆的基浆必须具有合适的密度，要求配好的桥浆密度比钻井液密度高0.02g/cm3左右。随钻井液密度不同，对基浆密度要求不同：配制低密度桥堵浆，要求基浆密度低于钻井液密度；配制16 高密度桥堵浆，要求基浆密度高于钻井液密度。（3）基浆要满足漏层及邻近井段井壁稳定需要。7.3.2、桥浆配制要求及程序配制桥浆前，必须进行室内小型实验。通过实验掌握配制对基浆的具体要求，掌握配制前后的粘切变化、体积变化、密度变化。桥浆配制越快越好，要求总时间控制在4小时内。配制程序：按室内实验结果，罐内倒入基浆，调整好基浆性能。配制时，连续开动搅拌机，首先通过配浆（或加重）漏斗加入JYW、膨润土粉、高分子聚合物；再通过漏斗加入吸水性差的惰性纤维性类材料（SQD-98、SLD）；然后按细、中、粗的顺序，通过漏斗加入吸水性一般的核桃壳类材料，配制后期，核桃壳加入困难时，可在罐面上沿搅拌机四周分散倒入；再通过漏斗加入吸水性强的锯末，如果漏斗加入困难，用清水将锯末湿润，在罐面上均匀撒入；最后用清水将棉仔壳湿润，在罐面上均匀撒入。7.4、桥浆堵漏施工堵漏浆配制后期，要做好泵桥浆的各项目准备工作，桥浆配好立即进行堵漏施工。（1）将钻具（最好是带铣齿接头的光钻杆）下至漏层顶部。（2）保持中等排量泵注桥堵浆。泵注过程中，观察泵压变化，出现泵压突然升高现象，表明钻具内堵塞，应立即停注，起钻。（3）桥浆泵注完毕，用井浆顶替至桥浆在钻具内外平衡。16 （4）起钻至安全井段（套管鞋内最好）。（5）关井，观察套压和立压的同时，小排量将桥浆挤入漏层。挤泥浆过程中，套压升高明显，控制挤浆速度或停止挤泥浆，综合考虑裸眼的承压能力，保持套压不高于6～10Mpa。（6）挤浆完毕，关井，静止候堵4～8小时。候堵期间，如果套压快速下降，可开泵缓慢补压。8、随钻堵漏井漏较轻微（漏速低于10m3/h）时，可采用随钻堵漏。采用随钻堵漏，应综合考虑地质要求、现场及井下实施条件、所钻地层等多种因素，条件具备时，进行随钻堵漏。8.1、随钻堵漏配方轻微漏失下的随钻桥堵配方见表5。表5轻微漏失下的随钻桥堵配方漏层漏速（m3/h）桥堵剂浓度（单位：质量/体积百分比，%）中粗核桃壳细核桃壳中粗SQD-98细SQD-98JYW-1总浓度（%）非目的层5～100.512～41～23～6小于52～31～22～3目的层5～152～41～33～6小于52～32～38.1、随钻堵漏实施发生井漏后,暂停循环,在泥浆泵上水罐(或其它独立上水罐)内,按既定配方,通过加重漏斗加入桥堵剂,充分搅拌后,进行循环钻进。桥堵有效，井漏停止后，停加桥堵剂。16'