聶油田
摘要:井漏是一種普遍存在的鉆井事故,一旦發(fā)生井漏會(huì)損失鉆井液、影響鉆井速度,嚴(yán)重的還會(huì)引起井塌等其他事故,甚至造成整個(gè)井眼的報(bào)廢。本文通過分析井漏的相關(guān)資料,探尋發(fā)生井漏的原因和影響因素,為井漏的處理提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞:井漏;漏失通道;壓差
在地下鉆井過程中,當(dāng)井眼與地層之間存在壓差時(shí),井眼中的鉆井液就會(huì)在壓差作用下進(jìn)入地層,這就發(fā)生了井漏。鉆井中,井漏隨時(shí)可能發(fā)生,它可發(fā)生在任何不同的地質(zhì)年代以及不同巖性地層的淺、中、深等不同深度地層中。
1.井漏危害
發(fā)生井漏會(huì)損失大量的鉆井液,為處理井漏還會(huì)用掉大量的堵漏材料,發(fā)生井漏后會(huì)中斷鉆井施工,延長(zhǎng)鉆井周期,井漏會(huì)影響地質(zhì)錄井,影響后續(xù)施工,嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致井下復(fù)雜事故,造成嚴(yán)重的損失,儲(chǔ)層井漏,還會(huì)造成污染。
2.井漏的形成原因
井漏的產(chǎn)生需要滿足三個(gè)條件:內(nèi)部有通道,外部有壓差,中間有空間。因此形成井漏的主要原因有:地層因素、鉆井措施不當(dāng)、井身結(jié)構(gòu)不合理等。滲透性漏失是以砂巖層為主的段滲透性好,孔隙度大,所以鉆井液中存在的自由水容易進(jìn)入巖層,出現(xiàn)井漏。裂縫性漏失為地層巖石在構(gòu)造應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂隙或破碎帶,鉆井液滲入巖層;此外巖石線理、劈理作為液體滲入通道,也易引起井漏。溶洞性漏失多發(fā)生在碳酸鹽巖地層,鉆遇溶洞時(shí)引起漏失。
鉆井過程中,措施不當(dāng)、開泵太猛、下鉆太快等也會(huì)引起井漏。不合理的井身結(jié)構(gòu),如套管下深不夠;同一裸眼井段有不同壓力。套管尺寸大,環(huán)空間隙小,加上井漿靜停時(shí)間較長(zhǎng),粘切增高,下套管過程中激動(dòng)壓力較大,擠開下部薄弱地層時(shí),容易導(dǎo)致井漏。也有因空氣鉆后井壁未形成良好泥餅,地層承壓能力弱,裂縫發(fā)育。下鉆劃眼過程中井壁泥餅被破壞,未及時(shí)形成封堵層。但地層的承壓能力在臨界點(diǎn),循環(huán)壓耗大致使井底壓力增大而引起井漏。
3.井漏的影響因素
影響井漏的因素比較復(fù)雜,也比較多,根據(jù)其漏失的形成原因概括起來主要有以下幾個(gè):
3.1漏失通道
裂縫開口、連通性、發(fā)育程度、孔隙大小、孔隙度高低、孔吼尺寸、通道傾角等都會(huì)影響到井漏,井漏多會(huì)發(fā)生在裂縫、孔隙、溶洞發(fā)育且漏失壓力較低的地層中。正是由于有著良好的裂縫、孔、洞通道,與沙礫巖地層相比,碳酸鹽巖地層才會(huì)出現(xiàn)更多的井漏事故。
3.2漏失壓差
漏失壓差的公式如下:
根據(jù)公式可知,影響壓差的因素有井壁動(dòng)壓力和漏失壓力。
(1)井壁動(dòng)壓力
井壁動(dòng)壓力即作用在鉆井井壁上的壓力,是井眼內(nèi)鉆井液靜液柱壓力和作業(yè)過程中產(chǎn)生的不同波動(dòng)壓力之和,作業(yè)過程中并非定值,所以稱為井壁動(dòng)壓力,其因素主要有鉆井液靜液柱壓力、鉆井液環(huán)空流動(dòng)壓耗和鉆井液激動(dòng)壓力。
根據(jù)上述公式可以清楚地看出影響井壁動(dòng)壓力的因素有P柱、P耗和P激動(dòng)。而P柱又與鉆井液密度以及所在位置的垂直深度有關(guān)。鉆井中,鉆井液密度太大,可能導(dǎo)致P柱>P破裂或P漏失,形成井漏。P耗是因?yàn)槟酀{流動(dòng)引起的,如果P耗太大則會(huì)使P井底>大于P破裂或P漏失,造成井漏;但是泥漿在環(huán)空的返速太小也不行,太小會(huì)造成泥漿不能把巖屑攜帶上來,時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)導(dǎo)致巖屑濃度太大,當(dāng)P井底>大于P破裂或P漏失,導(dǎo)致井漏。P激動(dòng)是下鉆或劃眼時(shí),憋泵、恢復(fù)循環(huán)開泵時(shí)井內(nèi)所產(chǎn)生的附加壓力,這一壓力是變化的。P激動(dòng)與泥漿的靜切力、粘滯力以及鉆具的慣性力有關(guān),當(dāng)在泥漿靜切力大時(shí)進(jìn)行下鉆、開泵等操作就會(huì)引起井漏。
(2)漏失壓力
從公式可以看出,P漏與P孔和P損有關(guān),P損又受到地層的孔隙壓力、泥漿等的流變性等因素的影響。P漏與P孔正相關(guān),也與漏失通道有關(guān),當(dāng)其中有油、氣、水等流體時(shí),泥漿就必須克服流體的流動(dòng)阻力才能進(jìn)入,當(dāng)然也與泥漿本身的塑性粘度、動(dòng)切力有關(guān)。
4.結(jié)論
通過對(duì)井漏的情況進(jìn)行分析,研究形成井漏的原因和影響因素,井漏的形成需要滿足三個(gè)條件:內(nèi)部有通道,外部有壓差,地層中有空間。漏失通道、地層壓差的因素都能影響井漏。
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