【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 平板點(diǎn)火、熱球點(diǎn)火、火花點(diǎn)火的燃燒分析。 裂縫性儲(chǔ)層欠平衡鉆井流動(dòng)規(guī)律 嚴(yán)重裂縫性儲(chǔ)層的最大問(wèn)題是井漏所有碳酸鹽巖儲(chǔ)層探區(qū)均存在不同程度的井漏問(wèn)題。井漏嚴(yán)重制約著勘探開發(fā)速度和鉆井成功率。對(duì)于嚴(yán)重井漏、惡性井漏和漏噴同層，不但堵漏成本與時(shí)效很高，有時(shí)無(wú)法堵漏。尤其是探井打開產(chǎn)層，產(chǎn)層同時(shí)又是漏層。產(chǎn)層漏失除了造成時(shí)效成本損失外，漏入產(chǎn)層的工作液還造成了嚴(yán)重的儲(chǔ)層傷害。井漏是鉆井工程中最復(fù)雜的問(wèn)題之一，它不僅大大增加了鉆井液的費(fèi)用，而且還會(huì)導(dǎo)致循環(huán)喪失，施工中斷，無(wú)法進(jìn)行巖屑錄井，甚至引起井塌、井噴和卡鉆等惡性事故。 漏層漏失的原因分析 漏失性地層中鉆井液漏失一般具備以下條件：①地層中有孔隙、裂縫或溶洞；②地層孔隙中的流體壓力(通常稱之為地層壓力)小于鉆井液的液柱壓力；③地層破裂壓力小于井底壓力（包括液柱壓力、循環(huán)回壓和激動(dòng)壓力） ，因地層破裂而發(fā)生鉆井液漏失。地層中的孔隙、裂縫或溶洞以及地層壓力和破裂壓力，是在地層沉積、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)或地下水溶蝕過(guò)程中天然形成的，因其成因不同又分為滲透性漏失和裂縫(溶洞)性漏失。滲透性漏失多發(fā)生在膠結(jié)不好的孔隙性地層，其巖性以砂、礫巖為主。在鉆進(jìn)滲透率大于 14μm2 或砂、礫巖的平均粒徑大于鉆井液固相顆粒直徑三倍的孔隙性地層時(shí)，若井底壓力超過(guò)地層壓力就會(huì)發(fā)生滲透性漏失。在鉆進(jìn)石灰?guī)r、白云巖的裂縫、溶洞及不整和侵蝕面、斷層、地應(yīng)力破碎帶，火成巖侵入體的裂縫和孔洞時(shí)，若井底壓力大于地層壓力就會(huì)發(fā)生裂縫(溶洞)性漏失。而且漏失量大，漏失速度快。鉆井過(guò)程中發(fā)生井漏，除了地層本身存在孔隙、裂縫或溶洞，具有鉆井液通行的條件外。井底壓力大于地層壓力是導(dǎo)致鉆井液漏失的重要原因。 漏層的漏失規(guī)律與地質(zhì)特征對(duì)川東地區(qū)的井漏進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明：川東地區(qū)所有構(gòu)造上均發(fā)生井漏。漏失的層位則從沙溪苗到志留系，從地表到 5000 米以下，幾乎每個(gè)層位都發(fā)生過(guò)井漏，但不同層位其漏失的嚴(yán)重程度和普遍程度有很大差異。嘉陵江、飛仙關(guān)、茅口組三個(gè)漏層，地層裂縫非常發(fā)育，尤其是高角度大裂縫發(fā)育（常發(fā)現(xiàn)裂縫寬度大于 10mm、傾角大于 30176。、延伸很遠(yuǎn)的非填充裂縫） ，同時(shí)地下溶洞發(fā)育，故經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重漏失和惡性漏失。而惡性漏失有時(shí)與鉆井中的放空現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)，個(gè)別情況下的某些漏失通道甚至同地表連通。雷口坡、二疊系、石炭系三個(gè)漏層，裂縫網(wǎng)絡(luò)發(fā)育，也有高角度裂縫發(fā)育，但裂縫規(guī)模比嘉陵江、飛仙關(guān)、茅口組要小，溶洞不太發(fā)育。這些層位經(jīng)常發(fā)生嚴(yán)重井漏，但惡性井漏較為少見。須家河、自流井、沙溪苗三個(gè)層位，屬于孔隙性氣層，孔隙壓力偏低，常發(fā)生滲透性漏失。有時(shí)在強(qiáng)構(gòu)造作用下，地層破碎，產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)，也會(huì)發(fā)生比較嚴(yán)重井漏。第 3 章欠平衡鉆井關(guān)鍵技術(shù) 欠平衡負(fù)壓值的確定及控制 確定井底負(fù)壓值應(yīng)考慮的因素及分析產(chǎn)油、氣量 負(fù)壓井段不同壓力體系的地層壓力 水平段的長(zhǎng)度 井口設(shè)備性能 井眼穩(wěn)定性 地層傷害 壓力波動(dòng) 負(fù)壓差設(shè)計(jì)流程欠平衡鉆井負(fù)壓差的設(shè)計(jì)流程在設(shè)計(jì)時(shí)，油藏地質(zhì)部門必須提供該井不同負(fù)壓差下的油、氣和水的產(chǎn)量以及地層的堅(jiān)固程度判別式，并有必要對(duì)井壁穩(wěn)儲(chǔ)層傷害進(jìn)行評(píng)價(jià)。 井底負(fù)壓差的控制研制出欠平衡鉆井地面數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，可依據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的鉆井作業(yè)參數(shù)和產(chǎn)出流體的量，以及立管壓力和套管壓力與實(shí)際井底壓力間的數(shù)學(xué)關(guān)系及軟件計(jì)算，調(diào)節(jié)鉆井液密度和井口回壓來(lái)控制井底負(fù)壓差。 欠平衡鉆井液技術(shù)欠平衡鉆井液技術(shù)是能否實(shí)現(xiàn)欠平衡鉆井的關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)施欠平衡鉆井的主要內(nèi)容。采用流鉆時(shí)不需要向鉆井液中加入時(shí)密度降低的外加劑，也不需要由此而必備的的輔助設(shè)備和外圍輔助設(shè)備，因而鉆井成本較低。采用人工誘導(dǎo)方式產(chǎn)生欠平衡條件，有兩種實(shí)現(xiàn)方法。第一種是直接用低密度的空氣、霧化、泡沫等鉆井液；另一種是往鉆井液基液中注入一種或多種不凝氣，以降低鉆井液密度，實(shí)現(xiàn)欠平衡鉆井的目的。采用這種方式，需要在在鉆井液中加入減輕劑和使用減輕劑制備與充入設(shè)備，以及對(duì)返出鉆井液進(jìn)行處理的外圍設(shè)備，鉆井成本較高。 選擇欠平衡鉆井液體系應(yīng)考慮的問(wèn)題選擇欠平衡鉆井液十分重要，選擇鉆井液時(shí)要根據(jù)所鉆欠平衡井的類型、井身結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)層物性、孔隙壓力等來(lái)綜合考慮選擇合適的欠平衡鉆井液。還要考慮鉆井液基液本身的物理性質(zhì)，比如粘度效應(yīng)低、無(wú)腐蝕性、毒性低等。鉆井液可實(shí)現(xiàn)的最低密度鉆井液穩(wěn)定井壁的能力欠平衡鉆井液的攜屑能力欠平衡液與地層產(chǎn)出物的相容性防腐問(wèn)題對(duì)流自吸作用對(duì)測(cè)井和錄井的影響鉆井液的經(jīng)濟(jì)性和安全性 欠平衡鉆井液密度的確定 鉆井液密度的計(jì)算過(guò)程是：先確定地層孔隙壓力、環(huán)空壓耗，然后求出鉆井液密度。 地層孔隙壓力油藏地質(zhì)工程提供的地層孔隙壓力主要是試油靜壓、鉆桿測(cè)試壓力及RFT（MFT）測(cè)試壓力，所鉆井的壓力可根據(jù)油層深度校正。另外，經(jīng)研究，作者建議在探井中可以根據(jù)隨鉆過(guò)程中試井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行解釋分析,得出地層孔隙壓力。關(guān)于各種地層壓力的監(jiān)測(cè)方法（dc 指數(shù)法、聲波時(shí)差法、C 指數(shù)法等）的計(jì)算結(jié)果誤差很大,深井中誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了負(fù)壓差值。因此,這些監(jiān)測(cè)方法對(duì)于鉆井液密度確定意義不大。環(huán)空壓耗環(huán)空壓耗與鉆井液密度的設(shè)計(jì)有直接關(guān)系，常規(guī)過(guò)平衡及近平衡鉆井現(xiàn)場(chǎng)泵排量是按噴射鉆井最大鉆頭水功率或沖擊力原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，鉆井液循環(huán)足以達(dá)到紊流狀態(tài)。但是，對(duì)于欠平衡鉆井而言，為了降低泵、井口旋轉(zhuǎn)防噴器及節(jié)流管匯等設(shè)備的負(fù)荷，增加井控的可靠性,并且避免紊流對(duì)裸眼油氣層的沖刷作用，我們一般以滿足鉆井液攜巖要求為原則，認(rèn)為欠平衡鉆井鉆井液排量不宜太大，流動(dòng)狀態(tài)應(yīng)以層流為主。因此按式可以計(jì)算層流時(shí)鉆井液的環(huán)空壓耗。 （312）???? hhhLQYLPDD?????式中 ：環(huán)空壓耗 kPa ：鉆井液塑性黏度 mPasfr ?：鉆井液排量 L/s ：鉆柱直徑 mmmQP：井眼直徑或套管直徑 mm ：鉆桿長(zhǎng)度 mhDL：屈服值 PaPY鉆井液密度的確定鉆井液密度的計(jì)算應(yīng)在井口回壓為零、正常鉆進(jìn)中負(fù)壓差達(dá)到設(shè)計(jì)值的情況下進(jìn)行。鉆井液密度的計(jì)算式為 （313）??102PnfrmH???式中 ：預(yù)測(cè)地層孔隙壓力 KPa ：井底負(fù)壓設(shè)計(jì)值 KPaP nP ：井深 m ：鉆井液密度 g/cm3Hm?欠平衡鉆井中鉆井液密度的設(shè)計(jì)以地層孔隙壓力的預(yù)測(cè)技術(shù)為前提，預(yù)測(cè)的精確程度直接關(guān)系到鉆井液密度設(shè)計(jì)及鉆井作業(yè)的成敗。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)詳細(xì)研究、評(píng)估所測(cè)數(shù)據(jù)和相關(guān)資料，以確保安全鉆進(jìn)。對(duì)于一口欠平衡井來(lái)說(shuō)，井底負(fù)壓差確定之后，如何確定鉆井液密度是實(shí)現(xiàn)井底的負(fù)壓差范圍重要手段。經(jīng)過(guò)研究實(shí)踐，得出一套完整的欠平衡鉆井液密度的確定方法如圖（32）所示。 預(yù)測(cè)地層空隙壓力 鉆具組合數(shù)據(jù)井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)井身負(fù)壓值設(shè)計(jì)值計(jì)算環(huán)空壓耗值合理鉆井液密度 圖 32 鉆井液密度設(shè)計(jì)圖 目前應(yīng)用的欠平衡鉆井液體系常規(guī)鉆井液當(dāng)鉆遇某些高壓地層時(shí)，由于常規(guī)鉆井液的循環(huán)液柱壓力低于地層孔隙壓力，使井底壓力自然處于欠平衡狀態(tài)，因此可以應(yīng)用常規(guī)鉆井液進(jìn)行邊噴邊鉆。常規(guī)鉆井液體系具有獨(dú)特的流變性能，可以抑制其侵入地層,還有利于井眼清潔和攜巖。氣流體氣流體是指空氣或天然氣,氮?dú)?、二氧化碳、防腐劑及干燥劑等組成的循環(huán)流體。由于氣體密度低，常用于鉆漏失層、敏感性強(qiáng)的低壓油氣層、溶洞性低壓層和低壓生產(chǎn)層等。使用氣流體鉆井時(shí),需要在井場(chǎng)配備專用鉆井設(shè)備,還需有井口防噴器、旋轉(zhuǎn)頭、密封鉆桿、巖屑排除管匯及測(cè)量?jī)x表等。氣流體鉆井的優(yōu)點(diǎn)是：可大幅度降低壓差，大大提高機(jī)械鉆速，延長(zhǎng)鉆頭使用壽命；減少對(duì)敏感地層的損害，保護(hù)低壓油氣層；可安全鉆穿易漏層。其缺點(diǎn)是易引起井下著火與爆炸，造成井下鉆具破壞，所以氣流體鉆井選擇氣體類型很重要。霧流體霧流體是空氣、發(fā)泡劑、防腐劑和少量水混合組成的循環(huán)流體，其中空氣是連續(xù)相，液體是非連續(xù)相，適于鉆開出液量低于 24m3/h 低壓油氣層，如果地層出液量大于 24m3/h，則采用泡沫鉆井液鉆進(jìn)。其優(yōu)點(diǎn)類同于空氣鉆井，缺點(diǎn)是需要的空氣量比空氣鉆井多 20%~40%，實(shí)際需要量還要高些，否則井下不安全，且在超深井中,易腐蝕鉆具。充氣水基或油基鉆井液體系充氣鉆井液是將空氣注入鉆井液內(nèi)來(lái)降低流體液柱壓力，其密度最低可達(dá)到,鉆井液和空氣的混配比一般為 10:1。用充氣鉆井液鉆井時(shí)。環(huán)空速度要達(dá)到~，地面正常工作壓力為 ~。在鉆進(jìn)過(guò)程要注意空氣的分離和防腐，防沖蝕等問(wèn)題，要求有配套工藝和地面充氣設(shè)備。泡沫鉆井液泡沫鉆井液是氣體介質(zhì)分散在液體中，并配以發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑或粘土形成的分散體系，常用于低壓產(chǎn)層鉆井。油田用泡沫鉆井液一般為硬膠泡沫和穩(wěn)定泡沫。硬膠泡沫是氣體、粘土、穩(wěn)定劑和發(fā)泡劑配成的穩(wěn)定性比較強(qiáng)的分散體系，用于需要泡沫壽命長(zhǎng)、攜帶能力強(qiáng)的情況，如解決大直徑鉆井巖屑攜帶和清洗井底或防漏、堵漏、堵水等問(wèn)題，其成本低，但它對(duì)電解質(zhì)及油品的污染較敏感，一般不宜在油氣井中應(yīng)用。穩(wěn)定泡沫是指空氣（氣體） 、液體發(fā)泡劑和穩(wěn)定劑配成的分散體系，穩(wěn)定泡沫能與各類電解質(zhì)、原油及鉆井作業(yè)過(guò)程的污染物配伍，且能處理水，主要用于保護(hù)油氣層