【正文】 井漏 鉆井過程中經(jīng)常發(fā)生井漏，輕微的漏失會使鉆井工作中斷，嚴重的漏失要耽誤大量的生產(chǎn)時間，耗費大量的人力物力和財力，如井漏得不到及時處理，還會引起井塌、井噴和卡鉆事故，導(dǎo)致部分井段或全井段的報廢，所以及時的處理井漏恢復(fù)正常鉆進是非常重要的工作。 第一節(jié) 井漏的原因和機理 ? 凡是發(fā)生鉆井液漏失的地層 ， 必須具備下列條件： ? ① 地層中有孔隙 、 裂縫或溶洞 ， 使鉆井液有通行的條件； ? ② 地層孔隙中的流體壓力小于鉆井液液柱壓力 ， 在正壓差的作用下 ， 才能發(fā)生漏失； ? ③ 地層破裂壓力小于鉆井液液柱壓力和環(huán)空壓耗或激動壓力之和 ， 把地層壓裂 ， 產(chǎn)生漏失 。 ? 形成這些漏失的原因 ， 有些是天然的 ， 即在沉積過程中 、 或地下水溶蝕過程中 、 或構(gòu)造活動過程中形成的 ， 同一構(gòu)造的相同層位在橫向分布上具有相近的性質(zhì) ， 這種漏失有兩種類型 。 ? ① 滲透性漏失 。 這種漏失多發(fā)生在粗顆粒未膠結(jié)或膠結(jié)很差的地層 ， 如粗砂巖 、 礫巖 、 含礫砂巖等地層 。 只要它的滲透率超過 14x103／ um2 ， 或者它的平均粒徑大于鉆井液中數(shù)量最多的大顆粒粒徑的三倍時 ， 在鉆井液液柱壓力大于地層孔隙壓力時 ， 就會發(fā)生漏失 。 ②天然裂縫、溶洞漏失。如石灰?guī)r、白云 巖的裂縫、溶洞及不整合侵蝕面、斷層、地應(yīng)力破碎帶、火成巖侵人體等都有大量的裂縫和孔洞，在鉆井液液柱壓力大于地層壓力時會發(fā)生漏失，而且漏失量大，漏失速度快。 有些井漏的因素卻是后天造成的，即人為的因素，這些因素有以下幾種。 ① 因為油田注水開發(fā)之后 ， 地層 孔 隙壓力的分布與原始狀態(tài)完全不同 ， 出現(xiàn)了縱向上壓力系統(tǒng)的紊亂 ， 上下相鄰兩個油層的孔 隙壓力可能相差很大 ， 而且是高壓 、 常壓 、 欠壓層相間存在 ，出現(xiàn)了多壓力層系 。 在平面分布上 ， 地層壓力也起了很大變化 ，同一層位在不同區(qū)域的地層壓力不同 ， 沒有規(guī)律可循 。 造成這些地層壓力高低變化的原因是： (a)有的層只采不注或采多注少 ， 能量補充不上 ， 形成低壓； (b)有斷層遮擋或是地層尖滅 ， 注水井和采油井連通不起來 ， 注入?yún)^(qū)形成高壓 ， 生產(chǎn)區(qū)形成低壓； (c)不同層位的滲透性差別很大 ， 在注水過程中 ， 滲透性好的地層吸水量大 ， 滲透性差的地層吸水量少 ， 形成了不同的地層壓力； (d)有的層注多采少 ， 或只注不采 ， 形成高壓 ， 而常壓層則相對成為低壓層； (e)由于固井質(zhì)量不好，管外串通，或封隔器不嚴，管內(nèi)串通，或者油層套管發(fā)生了問題如斷裂、破裂、漏失，不可能按人們的愿望達到分層配注的目的，該多注的注少了，該少注的注多了，該注的層位沒有注進水，不該注的層位卻注進了不少的水，于是人為的制造了不少的高壓層，在此種區(qū)塊鉆調(diào)整井，為了防止井噴，不能不用高密度鉆井液鉆井，于是那些本來是常壓的地層，也相對的變成低壓層了，漏失的可能性增加了，而且這些井的漏失往往是多點的長井段的漏失， 還可能是噴、漏交替發(fā)生。 ② 由于注水開發(fā)，地層破裂壓力也發(fā)生了變化，從上而下各層的最低破裂壓力梯度不同，其大小與埋藏深度無關(guān)，高低壓相間存在。在同一層位，上中下各部位破裂壓力不同。在平面分布上，同一層位在平面上的不同位置破裂壓力梯度也不同。造成地層破裂壓力梯度下降的原因是： (a)壓裂 、 酸化等增產(chǎn)措施使地層裂縫增加； (b)由于注水清洗的結(jié)果 ， 使地層膠結(jié)程度變差 ， 孔隙度變大 ，不合理的注水又誘發(fā)了微細裂縫的產(chǎn)生； (c)由于生產(chǎn)油氣使地層孔隙壓力下降； (d)由于各區(qū)塊各層位的注采程度并不均衡 ， 導(dǎo)致地應(yīng)力的發(fā)生、 聚集與釋放 ， 產(chǎn)生了許多垂直裂紋 。 ③施工措施不當，造成了漏失。漏失與不漏失是相對而言的，有些地層有一定的承壓能力，在正常情況下可能不漏，但因施工措施不當，使井底壓力與地層壓力的差值超過地層的抗張強度和井筒周圍的擠壓應(yīng)力時，地層就會被壓出裂縫，發(fā)生漏失，造成這種現(xiàn)象的原因有： (a)在加重鉆井液時 ， 控制不好 ， 使密度過高 ， 壓漏了裸眼井段中抗壓強度最薄弱的地層 ， 經(jīng)驗證明 ， 最易壓漏的地層是技術(shù)套管鞋以下的第一個砂層； (b)下鉆或接單根時 ， 下放速度過快 ， 造成過高的激動壓力 ， 壓漏鉆頭以下的地層 ， (c)鉆井液粘度 、 切力太高 ， 開泵過猛 ， 造成開泵時過高的激動壓力 ， 壓漏鉆頭附近的地層； (d)快速鉆進時 ， 排量跟不上 ， 巖屑濃度太大 ， 鉆鋌外環(huán)空有大量巖屑沉淀 ， 開泵過猛 ， 壓力過高 ， 將鉆頭附近地層壓漏； (e)鉆頭或扶正器泥包 ， 不能及時清除 ， 以致泵壓升高 ， 憋漏地層； (f)因各種原因 ， 井內(nèi)鉆井液靜止時間過長 ， 觸變性很大 ， 下鉆時又不分段循環(huán) ， 破壞鉆井液的結(jié)構(gòu)力 ， 而是一通到底 ， 開泵時憋漏地層； (g)井中有砂橋，下鉆時鉆頭進入砂橋，由于環(huán)空循環(huán)不暢， 即使用小排量開泵，也會壓漏地層，漏失層就在鉆頭所在位置； (h)井 壁坍塌 ， 堵塞外至 ， 憋 漏 地層； 井漏是很容易發(fā)現(xiàn)的 ， 凡是因液柱壓力不平衡而造成的井漏 ，往往是泵壓下降 ， 鉆井液進多出少 ， 或只進不返 ， 甚至環(huán)空液面下降 。 凡是因操作不當而造成的井漏 ， 往往是泵壓上升 ， 鉆井液進多出少 ， 或只進不返 ， 但環(huán)空液面不下降 ， 停泵后鉆柱內(nèi)有回壓 ， 但活動鉆具時除正常摩擦阻力外 ， 沒有額外的阻力 。 凡是因井塌或砂橋堵塞環(huán)空而造成的井漏 ，則泵壓上升 ， 鉆井液進多出少 ， 或只進不返 ，停泵時有回壓 ， 活動鉆具時有阻力而且阻力隨著漏失量的增大而增加 。 第二節(jié) 漏失層位的判斷 井漏后往往采取堵漏的辦法以恢復(fù)生產(chǎn) ， 但要堵漏必須首先了解漏層的位置 ， 才能有的放矢 ， 否則 ， 便是盲人騎瞎馬 ， 夜半臨深池 。 究竟如何判斷漏失層位呢 ?以下給出一些判斷的方法 。 一 、 鉆井液密度沒有增加時產(chǎn)生的漏失 ① 如果鉆井液性能沒有發(fā)生什么變化 ， 在正常鉆進中發(fā)生了井漏 ， 則漏失層即鉆頭剛鉆達的位置 。 ② 如果鉆進中有放空現(xiàn)象 ， 放空后即發(fā)生井漏 ， 則漏失層即放空井段 。 ③ 下鉆時如果鉆頭進入砂橋 ， 或進入坍塌井段 ， 開泵時泵壓上升 ， 地層憋漏 ， 則漏層即在砂橋或坍塌井段 。 ④ 下鉆時觀察鉆井液返出動態(tài) ， 每下一立柱 ， 井內(nèi)應(yīng)返出與一柱鉆具體積相同的鉆井液量 ， 但鉆井液的返出與鉆具的下人并不同時出現(xiàn) ， 有一個滯后時間 ， 可能鉆柱下完了 ， 鉆井液才開始從井口返出 ， 鉆具下人越深 ， 這個滯后時間越長 ， 如果沒有漏層 ， 鉆井液總是會返出來的 。 當鉆具下人后 ， 井口沒有鉆井液返出時 ， 說明鉆頭已到達或穿過漏層 ， 以此可以推算漏層的深度 。 ⑤ 在原始狀態(tài)下 ， 漏層位置在平面上的分布往往是具有相似性 ，所以應(yīng)分析鄰井過去的鉆井資料 ， 橫向?qū)Ρ仍搶釉诒揪纳疃?， 則此點發(fā)生漏失的可能性最大 。 ⑥ 如果在鉆井過程中某層曾發(fā)生過漏失 ， 以后在鉆井過程中又發(fā)生了漏失 ， 則該層應(yīng)是首先考慮的敏感區(qū) 。 二 、 鉆井液密度增加時產(chǎn)生的漏失 如在鉆進時不發(fā)生漏失 ， 而在加重鉆井液時或替加重鉆井液過程中發(fā)生了漏失 ， 應(yīng)分析本井已鉆的地層剖面 ， 那里有斷層 ， 那里有不整合面 ， 那里有生物灰?guī)r和火成巖侵人體 ， 那里有高滲透的厚砂巖 。 一般來說 ， 開放性的斷層和不整合面在鉆進時就易發(fā)生漏失， 待濾餅形成后 ， 漏失的可能性減小了 。 而高滲透性的厚砂巖 、 生物灰?guī)r 、 火成巖侵人體發(fā)生漏失的可能性最大 ， 埋藏越淺 ， 漏失的可能性越大 。 當然也有特殊情況 ， 上部不漏下部漏 ， 松軟地層不漏而中硬地層漏 這是因為脆性地層在地應(yīng)力作用下容易形成裂縫 ， 而這些裂縫中的礦物充填程度或油氣水充填程度不飽滿而容易形成漏失 ， 而壓實程度較小的具有塑性的地層反而不容易形成裂縫 。 如果在提高鉆井液密度的過程中發(fā)生井漏 ， 則漏失層可能在裸眼井段中的任意井段 ， 但最有可能的是技術(shù)套管鞋以下的第一個砂巖層 。 ， 如果一時確定不了 ， 還可以采用其他方法進行測定 。 由于其所用工具和工藝流程比較復(fù)雜 ， 在這里僅做簡單介紹： 1． 螺旋流量計法； 2． 井溫測定法 ； 3． 放射性測井法 ； 4． RFT測井法 ； 5． 綜合分析法 ； 6． 鉆井液電阻測定法 ； 7． 聲波測試法 ； 8． 傳感器測試法 ； 9． 自動測漏裝置 ； 10． 封隔器測試法 ； 11． 計算法 ； 第三節(jié) 漏層壓力的計算 一 、 利用靜液面的深度進行計算 已知漏層井深 Hl(m)， 如井漏時液面在井口 ， 則漏層壓力 P1(MPa) P1= H1 (6—6) 如漏失后液面不在井口 ， 則應(yīng)用回聲儀或鉆具測出靜液面至井口的距離 Hs(m)， 則漏層壓力 P1(MPa) P1= (Hl—Hs) (6—7) 式中 ρ ——鉆井液密度 ， g／ crn3。 二 、 利用井漏前后鉆具懸重的變化進行計算 設(shè)鉆頭井深為 H(m)， 井漏后漏層深度為 H1(m)， 靜液面深度為H2(m)， 鉆具在空氣中每米重量為 Gm(kg／ m)， 鉆具在鉆井液中的浮力系數(shù)為 Kf， 則井漏以前 ， 鉆具懸重 G1(kN)為： G1= 井漏后 ， 鉆具懸重 G2(kN)為： G2=[KfGm(H1H2)十 GmH2] 懸重變化為 Δ G， Δ G二 G2Gl=(1—Kf)GmH2 因為 ， Kf=(ρ Sρ M)/ ρ s， N 1—Kf=ρ m／ ρ s 所以 ， H2=lOOρ sΔ G／ (ρ m Gm) 如果漏層深度已知 ， 則漏層壓力 (MPa)應(yīng)為： Pl= m (HlH2) (6—8) 式中： ρ m—井內(nèi)鉆井液密度 ， g／ cm3； Ps——鉆具鋼材密度 ， 7． 85g／ cm3。 三 、 利用不同排量循環(huán)時的壓差計算漏層壓力 用兩種不同的排量 Ol和 Q2(QlQ2)進行循環(huán) ， 測量出口流量分別為Q3和 Q4， 設(shè)： Ph——漏層以上環(huán)空液柱壓力 ， MPa； Paf——排量為 Ql時的環(huán)空摩阻 ， MPa； Pafˊ ——排量為 Q：時的環(huán)空摩阻 ， MPa； Pff排量為 Ql時的漏層摩阻 ， MPa； pffˊ 排量為 Q2時的漏層摩阻 ， MPa； P1——漏層壓力 MPa； Kaf——環(huán)空摩阻系數(shù)； Kff——漏層摩阻系數(shù) 。 漏層壓力為： P1=Ph+PafPff P1=Ph+Pafˊ Pffˊ 其中： Pff = Kff （ Q1 — Q3） 2