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  • 发布日期:2019/02/20
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详细介绍

贵州打井公司为您介绍对石油钻井工程防漏堵漏工艺的探析


摘要


石油是这个世界上最为主要的能源之一,它为人们日常的生活和工作提供了重要的动力 随着石油钻井技术的发展,我国的钻井数量和钻井深度正在不断增加。虽然钻井和产油的效率相比之前有了很大的提升,但是很多问题也随之而来。在钻井过程中,渗漏、泄漏等现象给我国石油事业带来了巨大的损失,已经成为一个不可忽视的问题。本文对目前发生井漏现象的原因进行了分析,并给出了一些相应的防漏堵漏的措施和技术。同时列举了一些当前国内外较为先进的防漏堵漏剂,进而对防漏堵漏技术的未来发展趋势做出了展望。


前言


在石油勘探及开发的过程中,钻井、修井等工作的不恰当,容易使井的工作流体漏入地层,这种现象称之为井漏。井漏的发生将会造成钻井液的大量损失,导致钻井工作无法持续进行,会影响钻井效率。而在井漏发生以后,将会带来井塌、卡钻、井喷等事故的发生,造成一定的经济损失。引起井漏事故的原因有很多,我们应当结合油田的实际情况,对这些原因进行深入的分析,查找问题的关键所在,才能有针对性的采取措施,进行防漏培漏工作,以确保钻井工作顺利进行,保证石油的产出量。


一、发生井漏的主要原因


在石油钻井工程当中,对于发生井漏的具体原因可以从主客观两个方面来进行分析。其中客观原因通常包括三个方面。首先是油田的所处位置。很多油田是处在沙土地质的环境当中,由于沙土的坚硬程度远不如岩石,因此在钻井过程。很容易发生井漏现象。其次是一些油田矿井处在较为复杂的地质环境当中,地下断层较多,容易发生断裂现象,从而造成井漏。最后则是由于储集层的土质渗透性较强,不能很好的阻隔石油,这也给井漏事故的发生提供了条件。


而主观原因在大多数时候都是人为原因。在石油钻井的具体操作当中,一些钻井施工人员在进行钻井工作时没有严格的按照相关的钻井技术标注和要求来进行。对油田所处的地质环境也缺乏充分的认识和分析,在钻井过程-p往往只凭经验进行工作…。这样就会带来很大的安全隐患,增加了发生井漏事故的可能性。因此,钻井施工人员必须要加强自身的技术水平和思想认识,充分重视钻井工作的安全性,减少井漏事故的发生,以避免不必要的经济损失。


二、防漏堵漏技术和措施


(一)防漏技术措施


l工程技术措施


在进行钻井工程的过程中,应当对下钻的速度进行严格控制,每裉立柱下放的时问应当控制在45-60秒之问。在钻井过程中,如果由于发生井塌或砂桥事故而导致下钻受阻的时候,应当缓慢的进行开泵,并降低泵的排量。可以采取适当的速度进行化眼,以免出现憋泵的情况。这样就会使井漏事故的发生概率大大降低。在下钻过程中,应当采用小排量的循环泥浆,在开泵的时候应当对漏失段加以注意,不要在漏失段进行循环。在钻开泵下方完毕之前,应当先将方钻杆进行提升,使转盘转动一分钟以上,然后在将泵缓慢启动。如果泵没有达到稳定值,则不能提高泵率。对于曾经发生过漏失的地方,在开泵时要使用小排量,同时适当将钻具提升,当返出的泥浆正常之后,在进行钻进排量循环。对于固定控制没备一定要进行严格的安装,最大限度的降低泥浆中所包含的固相,降低环空。p的泥浆密度,从而降低其对液柱产生的压力。在起钻的时候,一定要进行灌浆工作,以防止出现井塌和漏层反吐的现象。在土质比较松软的地点进行钻井工程的时候,还应特别注意防止钻头泥包。


2泥浆施工过程技术措施


在一开过程中,可以使用预水化的方式来膨润土浆,应将泥浆的粘度控制在40-60。对泥浆应采取预处理的方式,同时填补适量的新浆,以降低其密度、粘切、固相含量等,将其转变为高润滑性的低固相聚合物泥浆。在胶结性不良的上部砂砾岩中利用这种泥浆进行钻探,能够起到更好的效果。在适合泥浆携岩的情况之下,应当采取一定的方式来降低泥浆粘切,以此来降低环空压耗和压力激动。在对高渗透性地质进行钻探时,对于泥浆的适量应当予以降低,以提高泥饼的质量。这样能够避免由于泥饼过厚而产生的环空问减小导致的环空压耗升高。在进行泥浆加重的时候,要匀速的进行加重剂的添加,从而避免由于泥浆过重或过怏而造成的环空压耗上升。


(二)堵漏技术措施


在钻井工程进行过程中,井漏是一种较为复杂的井下情况。为了将漏层堵住,确保钻井工程的顺利实施,就必须要使用适当的堵漏材料,在距离钻井筒较近的范围内的漏失通道中,建立堵塞隔墙,以将漏液的流道隔断。


在进行堵漏工作的时候,应先对发生井漏的原因、位置、类型以及漏失的程度等进行分析和调查。如果实际情况允许,应当再尽量强钻一段距离,以保证漏层被完全钻透,避免二次处理。如果漏速小于5立方米每小时,可以停止钻探,适当提升。如果没有效果,就将泥浆的粘度提升,并添加2%一3%的DF-1,等下钻到漏层的时候静正起钻。如果还没有效果,再重配置堵漏浆,添加2%-3qo的锯末,并将其注入漏层。在必要的时候,还可以采取憋压的方式。而如果漏速达到5-20立方米每小时的时候,就要先将钻提升到安全位置,然后配置25-50平方米的桥接堵漏浆,进行堵漏处理。


三、国内外先进的防漏堵漏剂


防漏堵漏剂是石油钻井工程防漏堵漏工作当L}I必不可少的基本原料之一。不同的堵漏剂由于特点、属性的方面的不同,能够应对不同的情况。因此,在实际工作中应当根据具体情况,选择合适的堵漏剂。目前国I内外所应用的较为先进的防漏堵漏剂主要有以下几种。


(一)抗高压堵漏剂OCL-GYDL


这种堵漏剂是由多种不同的聚合物及起架桥支撑、膨胀变形的多种颗粒组成的。它是利用化学堵漏和桥接堵漏相结合的方式制作而成。在这种堵漏剂当中,由于其具有多种尺寸的颗粒,同时具有延时膨胀性,因此其具有很高的抗压强度和粘弹性。贵州打井公司由于其形成凝胶的时问是可调的,因此能够根据漏层的实际情况,对颗粒的大小进行调整。这种堵漏剂适用于返出量较少的破碎性、溶洞性、裂缝性地层,和一些漏失位置不易查找的漏层。


该堵漏剂发挥作用的两个关键因素就是其粘弹性和延迟膨胀性。粘弹性是由于其中的高分子材料相交联剂属于聚合物交联体系。多种颗粒之问协同架桥,且颗粒的尺寸分布十分合理。包含很多形状、尺寸不相同的颗粒,和一些很短的纤维材料。其主要目的是通过架桥、支撑、连接、滞留等作用在漏失孔隙当-p形成骨架,以对孔隙进行封堵,提高其抗压强度和堵漏效果。由于颗粒的级配和直径可以根据不同情况进行凋节,因此其适用范围很广。


延迟膨胀性则是由于其中含有多种膨胀颗粒,他们的可变形性较强,对于不同类型的漏层都能起到一定得作用。这样能够有效的解决堵漏材料对漏层的适用性问题,弥补了一些堵漏剂无法适应漏层的问题。由于该堵漏剂具有一定的水溶胀性,因此其进入漏层之后,能够利用自身的膨胀,起到扩张填充和I内部挤进压实的作用。在不同尺寸的裂缝中,都能起到一定的作用。


(二)复合堵漏剂XFD-1


该堵漏剂的原料为沥青和石英砂,其具有变形填充和架桥的能力,化学性质稳定、耐高温。该堵漏剂在压力的作用下,会形成架桥。而后随着压力和温度的逐渐上升,堵漏剂可根据裂缝和孔隙的形状,自动发生形变,以完成封堵和填充。在近井壁地带将会形成一层封堵层,其具有很高的强度,不会受到钻井过程中激动压力的影响而发生二次漏失现象。因此,该堵漏剂具有很高的昀成功率。


这种堵漏剂的颗粒直径不相同,而其中的粗颗粒的尺寸必须要比漏失通道的开度小,需要达到漏失通道开度的3()%左右。这些颗粒受到压差的作用,会进入漏失通道中的孔隙喉道、细裂缝或弯曲处,形成架桥。然后受到压力的作用,而产生形变,完成堵漏。


(三)自适应防漏堵漏剂


该堵漏剂是为了应对漏层孔隙直径或裂缝宽度不易测量、或常规堵漏剂范围过窄的情况。它能够对尺寸较大的孔隙或裂缝进行有效封堵,不需考虑具体的尺寸匹配问题。具有自适应封堵的能力,能够克服漏失通道的尺寸测算失误,提高封堵的成功率。


该堵漏剂主要是由胶束聚合物、可变形的弹性粒子、填充加固剂等成分构成。其。p胶束聚合物具有良好的油溶和水溶性,在加入到水基钻井液当中时,能够有效的吸附在井壁岩石表面。在达到一定浓度的时候,会形成疏水微区。其中具有由聚合物的疏水基团构成的内核,外层则由聚合物的亲水链段所包裹,从而形成空问网格状,稳定性大大提高”1。随着聚合物浓度的增加,会发生一系列的变化,在岩石表面形成封堵层。当压力增加时,胶束会受到挤压而缩小,降低渗透率,组织钻井液渗漏。


可变形的弹}生粒子能够很好的适应币同尺寸的孔隙和裂缝。在其进入漏层后,能够同时进行扩张填充和内部挤紧压实,能够满足架桥和填充的要求。在进行实际操作的时候,先由弹陛粒子对漏层进行初步封堵,然后由胶束聚合物形成新的封堵层,最后填充加固剂会进入到二者之问的微孔隙,进一步加强封堵的效果。


(四)特种凝胶ZND


这是一种在大分子链当中,加入特种功能单体的水溶}生高分子材料。其中的大分子链能够在水溶液。p进行聚集,从而形成动态物理交联网络。该堵漏剂在进入到漏层当中时,能够自动的停止流动,同时自动充满漏失的裂缝和孔隙。,而且其不与水、油、气等相溶,使其形成的凝胶段塞能够阻断地层l勺部的流体和井筒流体。


(五)微复合凝胶


在微复合凝胶L}I,包含有机复合凝胶材料、活陛有机增韧剂、活陛无机膨胀增强剂等成刽“。其。p的各种成分能够迅速结成网络,在漏层近井壁带吸水并膨胀,而后吸附搭桥交联,形成三维的网架结构。在该网架结构中,固相颗粒能够进行聚凝沉积,形成富集体,提高了封堵效率,防止深层漏失。该堵漏剂具有较强的驻留性和较高的承压能力。流动性较好,同时初凝的时问可根据实际情况进行调整。如果对活性有机增韧剂进行增加,能够提高其强度。该堵漏剂的密封眭十分优良,而且对环境影响较小。其组分可以进行干混,储存和运输都十分方便。


四、防漏堵漏技术的发展趋势


(一)随钻可视化和精细钻井地质评价


目前我国的防漏堵漏技术-p存在的最大的问题就是地质情况的复杂性和不确定性,无法进行有效的监测,也就难以采取有效的应急措施。因此,目前世界上多个国家都在对随钻诊断和决策系统进行研究,并且已经取得了一定的成果。利用随钻可视化技术,能够对地层的压力、强度以及发生井漏的可能性进行评价,以此为相应措施的采取提供依据。


(二)漏失机理的研究


目前我国所采用的各类堵漏技术与评价方法,都不是十分完善,存在着一定的问题。对于地下岩石裂缝如何开启、开启的尺寸、以及开启时的临界压力等相关问题都缺乏有效的研究。对于以上问题无法充分掌握,也就难以决定选用何种堵漏材料、材料的尺寸大小、级配和浓度等情况。对此,可以从岩石力学的角度出发,对岩石裂缝的形态及开启等问题进行研究,从而解决井下的复杂隋况。


(三)专家系统


在进行钻井工程的时候,应当以经济效益和油田开采率为核心,集合钻井、钻井液、地质、地理等方面的专家,共同对防漏堵漏技术进行研究和开发。


在钻井工程施工的过程中,对于录井、测井、邻井、地质、以及地面监测等相关数据进行记录和整理,以此为基础对井漏的位置、漏失的速度进行判断和分析,从而选定合适的堵漏材料和堵漏技术。


(四)新型钻井液和水泥浆的研究


对于新型钻井液的研究,主要应从两个方面来进行。一是利用化学或物力的手段,在短时问内对近井筒、井壁进行迅速封固,对钻井液进行完全阻隔,防止其对岩石强度、受力状况及孔隙压力等方面产生影响。二是基于提高经济效益和油田开采率等方面,研究能够适应地层情况并含有不同直径颗粒的钻井液。此外,对于容易发生井漏的地层和相关的处理技术,应当建立数据库,以构成相应的专家系统。


总结:防漏堵漏的材料和相关的施工技术对于石油钻井工程来说具有重要的意义。它能够确保石油钻井工作的顺利进行,从而保证油田的正常产油量。在钻井过程中导致井漏现象的原因有很多,我们应仔细分析这些原因,贵州打井公司从而采取不同的防漏堵漏材料和技术。随着科技的不断发展和石油事业的不断进步,将来的防漏堵漏技术必将更加完善,更好的确保钻井工程的安全。


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