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詳細介紹

貴州打井公司為您介紹對石油鑽井工程防漏堵漏工藝的探析


摘要


石油是這個世界上最為主要的能源之一,它為人們日常的生活和工作提供了重要的動力 随着石油鑽井技術的發展,我國的鑽井數量和鑽井深度正在不斷增加。雖然鑽井和産油的效率相比之前有了很大的提升,但是很多問題也随之而來。在鑽井過程中,滲漏、洩漏等現象給我國石油事業帶來了巨大的損失,已經成為一個不可忽視的問題。本文對目前發生井漏現象的原因進行了分析,并給出了一些相應的防漏堵漏的措施和技術。同時列舉了一些當前國内外較為先進的防漏堵漏劑,進而對防漏堵漏技術的未來發展趨勢做出了展望。


前言


在石油勘探及開發的過程中,鑽井、修井等工作的不恰當,容易使井的工作流體漏入地層,這種現象稱之為井漏。井漏的發生将會造成鑽井液的大量損失,導緻鑽井工作無法持續進行,會影響鑽井效率。而在井漏發生以後,将會帶來井塌、卡鑽、井噴等事故的發生,造成一定的經濟損失。引起井漏事故的原因有很多,我們應當結合油田的實際情況,對這些原因進行深入的分析,查找問題的關鍵所在,才能有針對性的采取措施,進行防漏培漏工作,以确保鑽井工作順利進行,保證石油的産出量。


一、發生井漏的主要原因


在石油鑽井工程當中,對于發生井漏的具體原因可以從主客觀兩個方面來進行分析。其中客觀原因通常包括三個方面。首先是油田的所處位置。很多油田是處在沙土地質的環境當中,由于沙土的堅硬程度遠不如岩石,因此在鑽井過程。很容易發生井漏現象。其次是一些油田礦井處在較為複雜的地質環境當中,地下斷層較多,容易發生斷裂現象,從而造成井漏。最後則是由于儲集層的土質滲透性較強,不能很好的阻隔石油,這也給井漏事故的發生提供了條件。


而主觀原因在大多數時候都是人為原因。在石油鑽井的具體操作當中,一些鑽井施工人員在進行鑽井工作時沒有嚴格的按照相關的鑽井技術标注和要求來進行。對油田所處的地質環境也缺乏充分的認識和分析,在鑽井過程-p往往隻憑經驗進行工作…。這樣就會帶來很大的安全隐患,增加了發生井漏事故的可能性。因此,鑽井施工人員必須要加強自身的技術水平和思想認識,充分重視鑽井工作的安全性,減少井漏事故的發生,以避免不必要的經濟損失。


二、防漏堵漏技術和措施


(一)防漏技術措施


l工程技術措施


在進行鑽井工程的過程中,應當對下鑽的速度進行嚴格控制,每裉立柱下放的時問應當控制在45-60秒之問。在鑽井過程中,如果由于發生井塌或砂橋事故而導緻下鑽受阻的時候,應當緩慢的進行開泵,并降低泵的排量。可以采取适當的速度進行化眼,以免出現憋泵的情況。這樣就會使井漏事故的發生概率大大降低。在下鑽過程中,應當采用小排量的循環泥漿,在開泵的時候應當對漏失段加以注意,不要在漏失段進行循環。在鑽開泵下方完畢之前,應當先将方鑽杆進行提升,使轉盤轉動一分鐘以上,然後在将泵緩慢啟動。如果泵沒有達到穩定值,則不能提高泵率。對于曾經發生過漏失的地方,在開泵時要使用小排量,同時适當将鑽具提升,當返出的泥漿正常之後,在進行鑽進排量循環。對于固定控制沒備一定要進行嚴格的安裝,最大限度的降低泥漿中所包含的固相,降低環空。p的泥漿密度,從而降低其對液柱産生的壓力。在起鑽的時候,一定要進行灌漿工作,以防止出現井塌和漏層反吐的現象。在土質比較松軟的地點進行鑽井工程的時候,還應特别注意防止鑽頭泥包。


2泥漿施工過程技術措施


在一開過程中,可以使用預水化的方式來膨潤土漿,應将泥漿的粘度控制在40-60。對泥漿應采取預處理的方式,同時填補适量的新漿,以降低其密度、粘切、固相含量等,将其轉變為高潤滑性的低固相聚合物泥漿。在膠結性不良的上部砂礫岩中利用這種泥漿進行鑽探,能夠起到更好的效果。在适合泥漿攜岩的情況之下,應當采取一定的方式來降低泥漿粘切,以此來降低環空壓耗和壓力激動。在對高滲透性地質進行鑽探時,對于泥漿的适量應當予以降低,以提高泥餅的質量。這樣能夠避免由于泥餅過厚而産生的環空問減小導緻的環空壓耗升高。在進行泥漿加重的時候,要勻速的進行加重劑的添加,從而避免由于泥漿過重或過怏而造成的環空壓耗上升。


(二)堵漏技術措施


在鑽井工程進行過程中,井漏是一種較為複雜的井下情況。為了将漏層堵住,确保鑽井工程的順利實施,就必須要使用适當的堵漏材料,在距離鑽井筒較近的範圍内的漏失通道中,建立堵塞隔牆,以将漏液的流道隔斷。


在進行堵漏工作的時候,應先對發生井漏的原因、位置、類型以及漏失的程度等進行分析和調查。如果實際情況允許,應當再盡量強鑽一段距離,以保證漏層被完全鑽透,避免二次處理。如果漏速小于5立方米每小時,可以停止鑽探,适當提升。如果沒有效果,就将泥漿的粘度提升,并添加2%一3%的DF-1,等下鑽到漏層的時候靜正起鑽。如果還沒有效果,再重配置堵漏漿,添加2%-3qo的鋸末,并将其注入漏層。在必要的時候,還可以采取憋壓的方式。而如果漏速達到5-20立方米每小時的時候,就要先将鑽提升到安全位置,然後配置25-50平方米的橋接堵漏漿,進行堵漏處理。


三、國内外先進的防漏堵漏劑


防漏堵漏劑是石油鑽井工程防漏堵漏工作當L}I必不可少的基本原料之一。不同的堵漏劑由于特點、屬性的方面的不同,能夠應對不同的情況。因此,在實際工作中應當根據具體情況,選擇合适的堵漏劑。目前國I内外所應用的較為先進的防漏堵漏劑主要有以下幾種。


(一)抗高壓堵漏劑OCL-GYDL


這種堵漏劑是由多種不同的聚合物及起架橋支撐、膨脹變形的多種顆粒組成的。它是利用化學堵漏和橋接堵漏相結合的方式制作而成。在這種堵漏劑當中,由于其具有多種尺寸的顆粒,同時具有延時膨脹性,因此其具有很高的抗壓強度和粘彈性。貴州打井公司由于其形成凝膠的時問是可調的,因此能夠根據漏層的實際情況,對顆粒的大小進行調整。這種堵漏劑适用于返出量較少的破碎性、溶洞性、裂縫性地層,和一些漏失位置不易查找的漏層。


該堵漏劑發揮作用的兩個關鍵因素就是其粘彈性和延遲膨脹性。粘彈性是由于其中的高分子材料相交聯劑屬于聚合物交聯體系。多種顆粒之問協同架橋,且顆粒的尺寸分布十分合理。包含很多形狀、尺寸不相同的顆粒,和一些很短的纖維材料。其主要目的是通過架橋、支撐、連接、滞留等作用在漏失孔隙當-p形成骨架,以對孔隙進行封堵,提高其抗壓強度和堵漏效果。由于顆粒的級配和直徑可以根據不同情況進行凋節,因此其适用範圍很廣。


延遲膨脹性則是由于其中含有多種膨脹顆粒,他們的可變形性較強,對于不同類型的漏層都能起到一定得作用。這樣能夠有效的解決堵漏材料對漏層的适用性問題,彌補了一些堵漏劑無法适應漏層的問題。由于該堵漏劑具有一定的水溶脹性,因此其進入漏層之後,能夠利用自身的膨脹,起到擴張填充和I内部擠進壓實的作用。在不同尺寸的裂縫中,都能起到一定的作用。


(二)複合堵漏劑XFD-1


該堵漏劑的原料為瀝青和石英砂,其具有變形填充和架橋的能力,化學性質穩定、耐高溫。該堵漏劑在壓力的作用下,會形成架橋。而後随着壓力和溫度的逐漸上升,堵漏劑可根據裂縫和孔隙的形狀,自動發生形變,以完成封堵和填充。在近井壁地帶将會形成一層封堵層,其具有很高的強度,不會受到鑽井過程中激動壓力的影響而發生二次漏失現象。因此,該堵漏劑具有很高的昀成功率。


這種堵漏劑的顆粒直徑不相同,而其中的粗顆粒的尺寸必須要比漏失通道的開度小,需要達到漏失通道開度的3()%左右。這些顆粒受到壓差的作用,會進入漏失通道中的孔隙喉道、細裂縫或彎曲處,形成架橋。然後受到壓力的作用,而産生形變,完成堵漏。


(三)自适應防漏堵漏劑


該堵漏劑是為了應對漏層孔隙直徑或裂縫寬度不易測量、或常規堵漏劑範圍過窄的情況。它能夠對尺寸較大的孔隙或裂縫進行有效封堵,不需考慮具體的尺寸匹配問題。具有自适應封堵的能力,能夠克服漏失通道的尺寸測算失誤,提高封堵的成功率。


該堵漏劑主要是由膠束聚合物、可變形的彈性粒子、填充加固劑等成分構成。其。p膠束聚合物具有良好的油溶和水溶性,在加入到水基鑽井液當中時,能夠有效的吸附在井壁岩石表面。在達到一定濃度的時候,會形成疏水微區。其中具有由聚合物的疏水基團構成的内核,外層則由聚合物的親水鍊段所包裹,從而形成空問網格狀,穩定性大大提高”1。随着聚合物濃度的增加,會發生一系列的變化,在岩石表面形成封堵層。當壓力增加時,膠束會受到擠壓而縮小,降低滲透率,組織鑽井液滲漏。


可變形的彈}生粒子能夠很好的适應币同尺寸的孔隙和裂縫。在其進入漏層後,能夠同時進行擴張填充和内部擠緊壓實,能夠滿足架橋和填充的要求。在進行實際操作的時候,先由彈陛粒子對漏層進行初步封堵,然後由膠束聚合物形成新的封堵層,最後填充加固劑會進入到二者之問的微孔隙,進一步加強封堵的效果。


(四)特種凝膠ZND


這是一種在大分子鍊當中,加入特種功能單體的水溶}生高分子材料。其中的大分子鍊能夠在水溶液。p進行聚集,從而形成動态物理交聯網絡。該堵漏劑在進入到漏層當中時,能夠自動的停止流動,同時自動充滿漏失的裂縫和孔隙。,而且其不與水、油、氣等相溶,使其形成的凝膠段塞能夠阻斷地層l勺部的流體和井筒流體。


(五)微複合凝膠


在微複合凝膠L}I,包含有機複合凝膠材料、活陛有機增韌劑、活陛無機膨脹增強劑等成劊“。其。p的各種成分能夠迅速結成網絡,在漏層近井壁帶吸水并膨脹,而後吸附搭橋交聯,形成三維的網架結構。在該網架結構中,固相顆粒能夠進行聚凝沉積,形成富集體,提高了封堵效率,防止深層漏失。該堵漏劑具有較強的駐留性和較高的承壓能力。流動性較好,同時初凝的時問可根據實際情況進行調整。如果對活性有機增韌劑進行增加,能夠提高其強度。該堵漏劑的密封眭十分優良,而且對環境影響較小。其組分可以進行幹混,儲存和運輸都十分方便。


四、防漏堵漏技術的發展趨勢


(一)随鑽可視化和精細鑽井地質評價


目前我國的防漏堵漏技術-p存在的最大的問題就是地質情況的複雜性和不确定性,無法進行有效的監測,也就難以采取有效的應急措施。因此,目前世界上多個國家都在對随鑽診斷和決策系統進行研究,并且已經取得了一定的成果。利用随鑽可視化技術,能夠對地層的壓力、強度以及發生井漏的可能性進行評價,以此為相應措施的采取提供依據。


(二)漏失機理的研究


目前我國所采用的各類堵漏技術與評價方法,都不是十分完善,存在着一定的問題。對于地下岩石裂縫如何開啟、開啟的尺寸、以及開啟時的臨界壓力等相關問題都缺乏有效的研究。對于以上問題無法充分掌握,也就難以決定選用何種堵漏材料、材料的尺寸大小、級配和濃度等情況。對此,可以從岩石力學的角度出發,對岩石裂縫的形态及開啟等問題進行研究,從而解決井下的複雜隋況。


(三)專家系統


在進行鑽井工程的時候,應當以經濟效益和油田開采率為核心,集合鑽井、鑽井液、地質、地理等方面的專家,共同對防漏堵漏技術進行研究和開發。


在鑽井工程施工的過程中,對于錄井、測井、鄰井、地質、以及地面監測等相關數據進行記錄和整理,以此為基礎對井漏的位置、漏失的速度進行判斷和分析,從而選定合适的堵漏材料和堵漏技術。


(四)新型鑽井液和水泥漿的研究


對于新型鑽井液的研究,主要應從兩個方面來進行。一是利用化學或物力的手段,在短時問内對近井筒、井壁進行迅速封固,對鑽井液進行完全阻隔,防止其對岩石強度、受力狀況及孔隙壓力等方面産生影響。二是基于提高經濟效益和油田開采率等方面,研究能夠适應地層情況并含有不同直徑顆粒的鑽井液。此外,對于容易發生井漏的地層和相關的處理技術,應當建立數據庫,以構成相應的專家系統。


總結:防漏堵漏的材料和相關的施工技術對于石油鑽井工程來說具有重要的意義。它能夠确保石油鑽井工作的順利進行,從而保證油田的正常産油量。在鑽井過程中導緻井漏現象的原因有很多,我們應仔細分析這些原因,貴州打井公司從而采取不同的防漏堵漏材料和技術。随着科技的不斷發展和石油事業的不斷進步,将來的防漏堵漏技術必将更加完善,更好的确保鑽井工程的安全。


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