长庆油田米绥新区易漏地层漏失机理

米绥新区天然气资源丰富,是长庆油田快速上产的重要战略接替区,但近几年井漏问题的频繁出现已经严重制约效益开发的进程。为了遏制井漏的发生,通过多尺度定量岩石物性实验、微电极成像测井观测和单井四压力剖面分析对该区域的漏失机理展开了研究。结果发现米绥新区的漏层主要在刘家沟组和石千峰组,漏层存在大量微纳米级裂缝,岩心平均动态杨氏模量分别为17.94 GPa、8.47 GPa,平均动态泊松比分别为0.394、0.064;刘家沟组地层的黏土矿物含量超过一半,石千峰组的脆性矿物含量高达72%,成像测井图显示该区域含有张性缝;单井四压力剖面揭示漏层存在低压区,而钻井液密度为1.18g/cm^(3)。最终分析得出高含量的黏土矿物与脆性矿物造成地层内部容易形成水化裂缝和构造裂缝,同时地层压力较低,导致钻井液流向地层中的天然裂缝,最终发生漏失。研究成果不仅揭示了米绥新区的漏失机理,也为后续选择堵漏方法及减少米绥新区井漏事故提供技术指导。

裂缝性地层漏失机理及堵漏材料新进展

重点从裂缝性地层漏失机理,堵漏剂种类、配方、工艺等方面综述了近三年的最新研究成果。此外,还介绍了井眼强化等井漏预防工程技术方法、漏层确定方法的优缺点等。最后给出了一些建议,为以后油气钻井堵漏作业提供借鉴。

库车山前盐膏层与目的层漏失机理分析与治漏措施研究

塔里木盆地库车山前构造地质情况和钻井情况复杂,导致钻井过程中井漏频繁发生,钻井液损失量大,造成巨大的经济损失。通过统计库车山前区块漏失情况,分析盐膏层及目的层漏失特征,揭示了库车山前地区盐膏层与目的层钻井液漏失机理,明确了盐膏层及目的层钻井液漏失成因,形成了堵漏基本原则和治漏技术思路,对今后库车山前地区的防漏堵漏工作起到重要的指导意义。

考虑相态变化的凝析气藏压井液漏失机理与产能恢复

以某凝析气井为例,结合油气藏工程和油气相态理论,根据凝析气藏特征建立了单井数值模型,考虑了岩石的毛管压力及毛管滞后现象,研究不同正压差下压井液漏失机理及其对产能恢复的影响。研究结果表明:当近井地带压力增加到凝析油气的临界压力时,油、气、水三相流过渡为油、水两相流,气锁效应降低,水相相对渗透率增加,表现为压井液漏失速率大幅增加;压井液漏失量的增加会影响近井地带凝析油气的相态及储集空间流体分布,从而导致压井液恶性漏失。漏失量越大,再次开井生产时,压井液返排时间越长,返排率越低,凝析油、气恢复稳产所需时间越长。修井过程采取使用防漏型储集层保护液或降低液柱正压差(低密度压井液)的方法可有效避免恶性漏失,保障修井后的产能。

南堡2、3号构造中深层硬脆性泥岩漏失机理

冀东油田南堡2、3号构造中深层钻井液漏失问题突出,为科学认识其漏失机理,对该区块岩样开展微组构分析及理化性能测试,并结合现场统计资料分析了该区块钻井液漏失机理。研究结果表明:南堡2、3号构造中深层岩性以硬脆性泥岩为主,其水敏性不强,呈现出一定的硬脆性。岩样微裂缝发育,钻井液相沿裂缝侵入,造成岩样整体胶结强度减弱,易产生沿裂缝面的张性劈裂破坏。结合现场资料判断认为该区块漏失主要类型为张开型裂缝性漏失,钻井液侵入地层导致力学强度降低,引发水力尖劈作用而造成地层破碎,导致漏失程度增加。针对南堡2、3号构造复杂漏失原因,提出了针对不同漏失原因的应对措施。研究结果为科学认识该区块钻井液漏失机理、降低钻井成本提供了技术参考。

钻井过程中的地层漏失机理研究

分析钻井过程中的漏失机理,以及漏失压力和破裂压力之间的关系。用破裂压力指代漏失压力,其理论的基本条件与易漏失地层的特点不符,计算结果与实际情况存在偏差。钻井过程中的地层漏失类型主要为自然漏失,钻井工程中需要把自然漏失作为主要预防对象。

页岩油钻井漏失机理及防漏堵漏技术

针对页岩油钻井过程中漏失频发的问题,以济阳坳陷页岩油开发为例,分析了页岩油钻井油基钻井液的漏失机理。分析发现,页岩油藏天然断裂系统发育,容易发生漏失;页岩脆性强,表面油润湿,长水平段压耗大,易产生诱导裂缝漏失;油基钻井液使堵漏材料摩擦系数降低,防漏堵漏难度大。基于页岩油油基钻井液的漏失机理,对弹性孔网材料进行了表面改性处理,优选了填充材料,研制了一袋式堵漏剂,并开展了室内长裂缝封堵评价实验和现场试验。结果表明,研制的一袋式堵漏剂封堵效果好,2 mm×1 mm长裂缝承压强度达10 MPa,现场堵漏一次成功,较好地解决了页岩油油基钻井液漏失难题,为保障页岩油藏的优质快速钻井提供了技术支持。

基于测井资料的钻井地层漏失压力计算新方法

漏失压力是合理确定钻井液密度上限的重要依据之一。传统的漏失压力计算模型较为单一,难以全面准确地预测复杂地层的漏失压力。为此,提出了一种基于测井资料连续准确地计算井壁地层漏失压力的新方法,以满足新井钻井设计和施工的需要。针对钻井地质剖面中常见的孔隙性漏失、溶洞性漏失、裂缝性漏失和压裂性漏失这4种漏失类型,分析其漏失机理;参考传统的漏失压力计算模型,基于井壁岩石破裂准则,建立利用声波时差、体积密度和自然伽马等测井曲线计算井壁地层漏失压力的方法,包括裂缝性和压裂性地层漏失压力计算新模型。通过对关键井测井资料的岩石力学处理分析,准确得到了全井段地层漏失压力剖面,为研究区复杂地层的安全高效钻井提供了重要的防漏、堵漏决策依据。

塔里木盆地顺北5号断裂带志留系碎屑岩地层漏失机理

塔里木盆地顺北油气田5号断裂带志留系碎屑岩层段钻井液漏失严重。顺北5号断裂带SHB5-7井岩芯资料、岩芯样品10余块、20口漏失井的钻井、测井、FMI成像测井、地震资料(1562 km^(2))及岩石力学参数研究表明志留系碎屑岩地层的构造活动强度、裂缝和岩性控制了碎屑岩地层漏失。志留系塔塔埃尔塔格组和柯坪塔格组漏失特征差异较大,漏失层分布呈现“纵向分层、平面分段”的特点,塔塔埃尔塔格组上段漏失频次(57次)高于下段(31次),柯坪塔格组上段(11次)、下段(15次)漏失频次高于中段(9次),5号断裂带中段和南段漏失频率高。漏失点岩性多为(粉)砂质泥岩(测井解释泥质含量介于55%~80%),漏失点孔隙度普遍较低(孔隙度介于1%~5%),漏失点处多发育低角度裂缝,漏失点距断层面水平距离普遍小于150 m。根据漏失点处岩性、孔隙度、渗透率、漏失速率和距断层距离将漏失类型分为孔隙型、孔隙+裂缝型和裂缝型,其中裂缝型(诱导缝、天然裂缝)漏失最为普遍。顺北5号断裂带志留系碎屑岩段地层漏失机理为断层及其伴生裂缝系统在井筒—地层压力差的作用下开启,钻井液经裂缝渗入地层造成井漏。研究成果为科学认识志留系钻井液漏失机理、减低钻井成本提供了技术参考。

强力网堵漏技术及施工工艺分析

南海海域新近系珠江组地层广泛发育灰岩裂缝,连通性好,易漏失。分别是陆丰、惠州两个区块,井漏事故,主要集中在新近系珠江组灰岩、砂岩及灰质粉砂岩层段,漏失现象存在于正常钻进、处理井下事故、起钻及测压作业等过程中。灰岩地层漏失具有速度快、常规堵漏手段见效慢、损失时间长的特点,因此,针对这种漏失情况,分析了漏失机理,针对珠江组灰岩地层微孔隙及微裂缝扩展导致的裂缝扩展性漏失,剔除了一种强力网堵漏材料NETLOCK,实验室性能表明其具可以显著提高堵漏成功率,具有很高的推广意义。

某油田南部地区钻井液防漏堵漏技术优化

针对某油田南部地区钻井液防漏堵漏关键技术难题,统计分析了油田南部地区26口井的井漏复杂情况,综合分析了易漏地层性质与主要漏失原因,探讨了井眼漏失机理。针对不同漏失速度下对应的不同开度楔形裂缝,研选了刚性颗粒(GDJ-1、GDJ-2、GDJ-3、GDJ-4)、纤维类堵漏材料(QDJ-1、QDJ-2)等钻井液堵漏材料,对油田南部地区钻井液防漏堵漏技术进行了优化,形成了具有“强力链网络结构”裂缝致密承压封堵层的钻井液配方。

天然裂缝性地层钻井液漏失规律研究

天然裂缝性地层钻井中经常发生钻井液漏失,明确漏失规律对防漏堵漏十分重要。采用赫巴模式来描述钻井液的流变性,建立了一维无限长裂缝地层中的钻井液漏失模型,研究了正压差、裂缝宽度、钻井液流变参数对漏失速率及最终漏失量的影响。研究表明,赫巴模式钻井液的漏失速率曲线在双对数坐标下具有典型的3段式特征,第一段和第三段为直线,中间段为弧形;漏失速率随着压差和裂缝宽度的增加而非线性增加,随着稠度系数、流型指数和动切力的增加而减小,但与裂缝宽度已不符合立方定律关系;最终漏失量随着压差、裂缝宽度平方的增加线性增加,随着动切力增加线性减小,随着流型指数的增加非线性减小,而与稠度系数无关。研究对认清漏失规律及采取合理的防漏堵漏措施具有参考意义。

先兆漏失诊断——钻井液漏失控制的一个关键

以往钻井液漏失机理及漏失控制技术研究被较多关注,而漏失监测及短临诊断方面的研究未予以足够重视,缺乏针对钻井液漏失过程的阶段分析。提出了"先兆漏失"新概念,以缝洞性碳酸盐岩为例,从潜在漏失层地质特征、不同漏失类型的发生机理及漏失特征、现场录井技术方面,探讨了井漏发生征兆及漏失监测,勾画了先兆漏失诊断研究的基本框架。分析表明,漏失层裂缝参数变化、钻井液漏失动态分析、随钻漏失实时监测技术是实现先兆漏失诊断的关键。亟待研究漏失发生过程中的裂缝参数变化理论,运用微震技术监测井下岩石破裂与裂缝扩展,发展智能化的随钻漏失数据实时监测系统,完善先进的先兆漏失诊断理论与技术框架。

全金属螺杆泵间隙漏失模型

全金属螺杆泵的定子与转子采取间隙配合方式,其间隙漏失规律无法沿用传统过盈配合螺杆泵的方法予以分析。基于间隙配合方式下螺杆泵腔室间的漏失机理,借鉴线接触润滑理论计算漏失间隙结构参数,应用缝隙流动原理建立了综合考虑不同漏失方向的压差—剪切流动漏失模型。通过模型计算结果与室内实验数据的对比,验证了间隙漏失模型的准确性。研究表明,特定结构全金属螺杆泵的排量特性主要受压差漏失的影响,剪切漏失影响甚微;工作压差越大,转速、介质黏度越小,间隙漏失对排量的影响越严重;全金属螺杆泵更适用于介质黏度较高的油井举升,实际应用中可通过合理选择泵级数、转速等途径保证其举升性能。

井漏地层钻井液堵漏材料研究现状与展望

井漏是制约油气钻井工程质量和效率提高的主要技术问题。提高一次性堵漏成功率是保障全球油田“安全、高效、经济”钻井的迫切需求。总结了钻井液漏失机理,介绍了架桥、高失水、固化、聚合物凝胶类、智能材料等各类堵漏材料的性质和相互作用机理,明确了各堵漏材料存在的问题。桥接堵漏材料价格低廉、操作简单、来源广泛、对钻井液流变性的影响小,但其粒径与地层漏失通道匹配性差,配方复杂。高失水类堵漏材料使用简单、见效快、封堵成功率高,但其组成复杂、失水速率难控制、不易解堵。可固化类堵漏材料拥有高的承压封堵能力,价格便宜,配制和操作工艺简单,但施工安全风险高。聚合物凝胶类堵漏材料对漏失通道的自适应性强、有良好的黏滞阻力和抗剪切稀释能力。然而,其抗高温能力较低、长期封堵性较差、与钻井液配伍性差、成胶时间不易控制。智能类堵漏材料可智能适应各种复杂地层、针对性强、对地层伤害性小,但其堵漏机理需进一步完善,材料的适应性需进一步提高。提出了堵漏材料未来发展的方向,如研发智能型堵漏材料和深井与超深井高温井钻井液堵漏材料。

伊朗北阿地区碳酸盐岩地层漏失压力统计分析

伊朗北阿地区碳酸盐岩地层在钻井和固井作业中频发严重漏失,而揭示地层漏失机理,确定漏失层位的漏失压力是解决的关键。本文依据伊朗北阿地区碳酸盐岩地层漏失数据,利用统计学方法从漏失层位分布、工况、井漏发生率、漏失通道进行分析,初步得出了漏失机理;依据漏失压差与漏失速率分布规律,建立了伊朗北阿地区漏失压力预测模型,并根据现场数据对模型进行了验证。结果表明,伊朗北阿地区碳酸盐岩地层微小裂缝发育,漏失类型主要为渗透性漏失和局部漏失;漏失较为严重的地层顶深在2 800 m^3 200 m,厚度在700 m^1 000 m;漏失压力预测模型应用表明,预测结果与实际情况相符,为伊朗北阿地区防漏堵漏提供了一定依据。

易漏地层的漏失压力分析

漏失压力是地层产生漏失现象和分析井漏事故的重要参数,深入研究漏失压力对安全钻井具有重要的意义。通过分析漏失地层的特点,将漏失现象划分为自然漏失和压裂漏失,并定义和阐述了极小漏失压力概念。以此为基础,分析了易漏地层的漏失机理,以及漏失压力和孔隙压力、破裂压力之间的关系。研究发现,当前破裂压力的预测方法基本上是建立在井壁不可渗滤假设和Terzaghi有效应力模型的基础上,这些模型建立的基本条件与易漏失地层的特点不符,其计算结果必然与实际情况存在偏差;其次,易漏地层漏失类型主要是自然漏失现象。因此,钻井工程设计中需要建立适合漏失地层的漏失压力曲线而非破裂压力曲线,并把自然漏失作为主要的预防对象。

关于漏失井的一些认识和探讨

本文结合国内外漏失井现状、漏失井的特点及漏失井处理不当可能造成的后果分析,提出了固井施工必须满足的一系列要求。在此基础上,总结出固井过程中的漏失井漏失类型及相应的处理方法。同时对漏失机理进行分析和探讨,并从漏失地层性质、堵漏装置的研制、堵漏材料类型、钻井和固井漏失和堵漏的差异等角度发表了个人的看法和见解,以求达到指导室内试验和现场堵漏施工作业的目的。

天然裂缝性地层漏失压力预测新模型

漏失压力是地层漏失性质中的一个重要参数,合理确定漏失压力是提高地层防漏堵漏成功率的关键。目前裂缝性漏失压力模型存在缺乏理论依据、施工作业可操作性差等问题。为了准确预测裂缝性地层的漏失压力,为钻井施工提供有力指导,文章在分析裂缝性漏失机理的基础上,从井壁围岩应力状态出发,选择破裂准则,创新地建立了基于裂缝与井筒相交环面应力状态的漏失压力新模型,并以渤中34-9区块5口探井的漏失点为实例对该模型进行了验证。结果表明,5口探井漏失点处的实际井底压力均大于新模型求得的漏失压力,新模型的计算结果与现场实际情况比较吻合。该模型可为天然裂缝性地层钻井液密度的优化设计提供理论依据,能够有效地指导现场钻井作业的安全施工。

几种裂缝性漏失压力计算模型的比较分析

漏失压力是地层发生漏失现象时的最高承压临界值,是现场钻井液密度确定的一个重要依据,对裂缝性地层尤其重要。鉴于此,在分析裂缝性地层漏失机理的基础上,分别采用漏失压力的最小水平主应力模型、基于统计学的漏失模型和基于临界裂缝宽度的漏失模型,创新性地建立了基于裂缝圆环应力的漏失模型,针对渤中区块裂缝性地层,分别对这4种模型的漏失压力进行了实例计算,并与漏失点处的实际井底压力进行对比。分析结果表明:基于裂缝圆环应力的漏失模型得到的漏失压力小于实际井底压力,比较符合现场实际。因此,裂缝圆环应力模型具有一定的现场应用价值,可指导裂缝性地层钻井液密度设计。