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试析钻井工程中井漏预防与堵漏技术与应用

论文导读:

关于钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究与应用浅析摘 要:钻井工程施工中,井漏是对钻井安全作业危害最大的风险之一,同时井漏又造成较大的经济损失,因此对井漏进行预防又或在发生井漏之后进行堵漏是钻井作业中非常重要的一项工作。开展防漏堵漏工作,面对的复杂而多变的地质条件,对漏失层进行监控、评估的难度较大,同时过去常用的桥接堵漏技术无法完全满足堵漏防漏的需求。本文简要概述利用漏层定位技术确定漏失层,然后利用新型防漏堵漏剂进行防漏堵漏技术的应用。
  关键词:钻井工程 井漏预防 堵漏技术 研究与应用
  一、引言
  近年来,随着我国东北、西北地区油田的更深层次的开发,油田井漏的理由越来越严重,漏失的钻井的数量占比呈现逐年上升的趋势。以辽河油田为例,2005年,其发生井漏的漏失井的数量占总数的比例达到了7%。年均井漏50余口井,损失原油超过15000m3,直接经济损失超过2500万元。传统桥浆堵漏技术已经比较落后,随着当前时期油田钻井深度加大,地质条件更加复杂,传统堵漏技术一次堵漏成功率有些工作区甚至不足40%。随着安全生产与精益生产的需求不断提高,更高效的防漏堵漏技术成为了实际工程的需求。
  二、传统钻井防漏堵漏作业中存在的不足
  在井漏的预防与堵漏作业中,最主要要进行三大项工作,即:井身结构的合理化设计、漏层位置的预测分析、防漏堵漏钻井液的施工应用。但是当前在各大油田中,以上几个环节普遍存在着理由:
  首先,是井身结构设计理由。井身结构的关键参数在于套管的层次、钻头与套管的尺寸配合、钻入深度等。井眼之中由于地层孔隙压力存在复杂变化,坍塌与破裂的风险一直较大,一旦剖面压力过大,很可能导致地层破裂而发生井漏。
  其次,是对漏层位置的预测与确定。对于防漏施工而言,预测井漏的位置与堵漏时确定漏失发生的位置一样重要。虽然有很多种确定井漏位置的办法,但是现场往往只能凭借经验进行施工,使得一次堵漏的成功率一直偏低。
  另外,堵漏材料的研发与应用还不足以完全满足现场施工的需求。传统的堵漏材料分为桥接类、高失水类、保护产层的暂堵类、化学类和无机凝胶类。尽管种类较多,不过,主要还是以水泥为主的无机凝胶类和复合桥接类堵漏剂。这些堵漏剂在抗水性、膨胀性等方面,几种传统的主要堵漏材料的性能都还不够完美。能够用于处理严重井漏的材料还不多。
  三、利用计算机技术进行漏层仿真
  近年来,已经有一些高校开始应用计算机软件来进行漏层的仿真分析,用于预测或者确定漏失发生的位置。
  井漏发生时,井内用于防井喷的钻井液有一部分渗入地层,一部分从漏层上部压回地面,使得漏层的上环空压耗减小,立管的压力也因此发生了变化,如下图所示。
  从图中,可以得知,发生井漏后,漏层下方漏失前后的压力损耗基本相同,而在漏层上方,因为流量Q2减小而使压耗减小,立压发生了变化。
  ΔP=Pdx-P’dx
  其中,ΔP—漏失前后立压的变化值;
  Pdx—漏失前漏层钻井工程中井漏预防与堵漏技术与应用相关论文由http://www.7ctime.com收集整理提供,如需论文可联系我们.上环空压耗;
  P’dx—漏失后漏层上环空压耗。
  因此,只要在井漏后,监测钻井液循环系统进出口流量和立管的压力变化,能够大致确定井漏发生的位置。
  中国石油大学的吕开河等,研发出一个软件。通过将监测获得的各监测层的流量数据以及立管压力数据输入到软件程序之中。就能够以逼近法获得较为准确的漏层位置。
  该法在辽河油田的20口油井的堵漏施工中进行了试验。其中H-16-26号井钻进1360m后发生漏失。采集到钻井的基础数据,其中:钻井液密度为1.17 g/cm3,钻头尺寸为311mm,漏失前泵排量45L/s,漏失后返出量33.8L/s,漏失前立管压力为18MPa,漏失后立管压力为13Mpa。获得这些基础数据之后,输入到计算机之中,该软件计算出了漏失位置,为1290.63m。之后,施工人员对计算的井段及附近井段进行堵漏施工,作业后6小时,井口的液面不再下降,堵漏作业一次成功。
  四、自适应防堵漏钻井液在施工中的应用
  当前,一些新的自适应性堵漏液是堵漏材料研发中的新宠,这种堵漏液进行堵漏施工,可以采取两种工艺:
  1.段塞法。确定好漏层的较为精确的位置后,将配置好的粘度适当的膨润土基体堵漏液泵入,覆满漏失层后额外再多灌入10-25m3。然后,关闭井口,进行挤压堵漏,环压制约在0.5-5Mpa,静置2个小时后,试漏。
  2.循环法堵漏。采用大水眼的钻头,钻井液中加入3%-5%的自适应堵漏液,同时加入粘度调节成分进行配比,保证粘度适合泵送。在泵入的同时,不停活动钻具,必要时停用固控设备。堵漏过程基本不需要加压。
  五、结语
  传统的油井防漏堵漏由于漏层定位不够准确,同时堵漏剂、堵漏液的性能不足,导致了一次堵漏概率偏低。采用立压变化法来进行漏层位置的计算,是当前的一门主流技术。利用计算机编程软件,来对钻井的井漏监测数据进行汇总与处理,可以通过逼近法来确定大致的漏层位置,同时还能够根据经验输入进行修正,是一种较好地仿真分析策略。另外针对传统钻井液抗水性不足的缺点,新型的自适应堵漏液具有良好的性能,值得深入研发推广。
  参考文献:
  [1]洪卫东.甘陕工区钻井防漏堵漏技术分析与倡议[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2013;40(03):42-45.
  [2]张希文,李爽,张洁等.钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究进展[J].钻井液与完井液,2009;26(06):74-78. 全文地址:http://www.7ctime.com/zygclw/lw37997.html
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