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怎樣用現有的堵漏技術(shù)堵漏
發(fā)布時(shí)間:2014-08-09
在過(guò)去的幾年中,采用特殊處理的鉆井液來(lái)強化井眼已取得巨大成效,但是這些堵漏方法的機理并沒(méi)有被廣泛接受。哈里伯頓公司進(jìn)行了巖石力學(xué)分析和室內試驗并對試驗數據進(jìn)行評價(jià),使人們深刻了解了爭論的焦點(diǎn)。上個(gè)世紀,漏失是石油工業(yè)界面臨最嚴峻的挑戰,處理漏失耗費了大量的資金和時(shí)間。 1999年發(fā)表的一篇論文指出,在鉆達時(shí)設計井深時(shí),為了防止嚴重漏失,所有的油井都要增加一層技術(shù)套管。即便是使用了超級套管柱,漏失仍然占所有井段的18%~26%。某些地區有40%~80%階段都發(fā)生過(guò)漏失。近些年來(lái),由于油公司在向深層勘探,漏失油井的百分比似乎還在增加。常規的堵漏方法包括球形堵漏材料、擠水泥、預處理劑、在鉆進(jìn)過(guò)程中控制鉆井液的當量循環(huán)密度等,這些方法已成為枯竭地層、弱地層和天然裂縫性地層的有效堵漏方法。
1.預先提高井眼的強度
對鉆井液進(jìn)行預處理,利用鉆井液顆粒分布原理進(jìn)行堵漏已有多年的歷史。最近這項技術(shù)有了新的發(fā)展,使用預處理的鉆井液來(lái)鉆穿弱層,使井眼周?chē)纬蓧毫Π踩珰。在理論上,把這種現象稱(chēng)為應力鎖定狀態(tài)。但是,這種理論沒(méi)有被普遍接受,原因是有限元模擬表明,穩定的微裂縫是不能被顆粒堵塞的。
廣泛被接受的方法是封堵小裂縫,其原理是通過(guò)顆粒堵塞巖石的孔隙喉道。目前,使用鉆井液來(lái)鉆枯竭層可以防止漏失。當地層枯竭時(shí),孔隙壓力下降而有效應力增加。某些高孔隙度弱地層,地層枯竭時(shí)可能導致地層產(chǎn)生裂縫。
2.現場(chǎng)提高井眼強度
虎克定律表明,應力與應變是成比例的。近井眼地區的應力上升取決于裂縫的寬度,而裂縫的寬度又取決于作用在裂縫內的鉆井液壓力、裂縫長(cháng)度、地層的彈性模量和泊松比。而裂縫的寬度會(huì )導致裂縫表面的壓縮壓力增加。根據這一原理而開(kāi)發(fā)的堵漏方法有:
(1)嚴重漏失和高固相含量的堵漏球擠注法
高固相含量、高堵漏顆粒含量的工作原理是攜帶液必須漏入地層以便密封裂縫。攜帶液漏入地層需要地層有滲透率和壓差。因此,在非滲透性頁(yè)巖中用這種方法堵漏十分困難。當使用非水基鉆井液時(shí),使用這種方法對地層將造成損害。這種方法只適用于高滲透地層和使用水基鉆井液的情況。
(2)形變、粘性和粘附體系
當形變、粘性和粘附體系(DVC體系)在裂縫中形成密封體時(shí),通過(guò)擠注壓力和高的屈服應力使裂縫達到一定的寬度。另外,堵漏材料在壓力和應力下可以產(chǎn)生形變。在這種情況下裂縫寬度可能產(chǎn)生變化。形變、粘性和粘附體系的優(yōu)越性之一是它在非滲透性地層中能形成密封?梢栽谟突秃铣苫@井液中使用。目前已研制出幾種形變、粘性和粘附體系,它們是:
· “黏性物”和膠聯(lián)聚合物;
·DVC-2是一種聚合物漿體,它可以與水基鉆井液反應形成密封劑;
·DVC-3是另一種聚合物體系,達到井下后與非水基鉆井液反應形成密封劑;還有一種特種的DVC,它可以改造交叉流。
3.結論
(1)巖石力學(xué)分析和室內試驗表表明,通過(guò)改變圓周應力,可以提高井眼強度;
(2)裂縫中的堵漏劑除堵塞孔隙喉道外,關(guān)鍵是恢復Krisch圓周應力;
(3)DVC體系可以提高壓力安全殼的強度,使用時(shí)不考慮地層的滲透率。
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