确定地层漏失位置的新方法
地面钻孔漏失钻进方法
地面钻孔漏失钻进方法发布时间：2022-07-06T07:53:16.499Z 来源：《中国科技信息》2022年3月第5期作者：周永引[导读] 淮南矿区局部区域存在易漏地层，影响地面钻孔施工进度及工程安全，通过使用堵漏材料、改变施工工序、周永引淮南矿业（集团）有限责任公司地质勘探工程分公司，安徽淮南谢家集区232052摘要：淮南矿区局部区域存在易漏地层，影响地面钻孔施工进度及工程安全，通过使用堵漏材料、改变施工工序、局部封孔等手段降低泥浆漏失影响，确保钻孔施工进度。
关键词：钻井液；漏失；埋钻；堵漏；施工顺序1 背景技术地面钻孔在稳定地层中钻进,可以按照常规的施工顺序连续施工至目的层,但是在易漏地层中钻进至基岩段后，由于岩石裂隙较大或者受周边采动影响，造成裂隙加大，部分钻孔施工过程中泥浆不同程度漏失，有的全漏失，导致钻孔新地层垮塌，造成埋钻事故，处理事故极其困难，且延误工期。
潘三矿17181（1）、2121（1）工作面地面抽采钻井、张集矿中央区地面供水孔、张集煤矿北区地面注浆系统送浆孔、张集矿北区地面供水孔、潘三矿1682（1）工作面地面抽采钻井等工程类钻孔，在施工过程中出现不同程度的钻井液漏失情况，特别是新地层未下护壁套管的钻孔，钻进中发生钻井液漏失极易造成埋钻事故。
为解决这一难题，我们在实践中边总结边改进，创新了一种地面钻孔漏失钻进方法。
2 解决方法（1）优化施工顺序:一开未下护壁套管，钻进时发生钻孔漏浆的解决方法。
①原施工顺序：开孔用245mm钻头施工至一开套管下置深度，换311mm/350mm钻头分级扩孔。
②优化后的施工顺序：开孔用245mm钻头钻进至基岩后，换350mm钻头扩孔至基岩面，然后换245mm钻头每钻进30m用311mm钻头扩孔，直至施工至一开套管下置深度。
（2）根据漏失程度选择堵漏方法。
①轻微漏失：漏失量小于3m3/h，采用粘度不小于30”稠泥浆。
②一般漏失：漏失量小于5m3/h，采用粘度不小于30”稠泥浆+锯末。
天津地区地热钻井中地层漏失分析及堵漏方法选择
天津地区地热钻井中地层漏失分析及堵漏方法选择钱洪强;王娟;孙玉东;王震凯;袁博【摘要】天津地区地热钻井中，井漏是常见的现象。
按照地层差异，井漏可以分为孔隙型漏失和裂隙、溶洞型漏失两种，孔隙型漏失主要发生在砂岩、砂砾岩中，漏失量小，处理起来比较简单，裂隙、溶洞型漏失漏失量大，堵漏工艺复杂，且不易奏效。
本文通过两种地热井漏失的成因分析，分别列举了它们各自的堵漏方法和施工中的注意事项，重点对堵漏难度大的裂隙、溶洞型漏失进行了漏层判定分析和堵漏方法介绍，并通过两项施工实例来加以佐证。
此研究对地热钻井中的地层漏失及堵漏工艺有一定的借鉴作用。
%Geothermal drilling in Tianjin, well leakage is a common phenomenon. According to the formation difference, well leakage can be divided into pore type leakage and fissured-cavern leakage. Pore type leakage mainly occurred in sandstone and gravel, the leakage is small, it is relatively simple to deal with. Fissured-cavern leakage often with large leakage loss, and is not easy to work. This article analyzes the causes of two kinds of leakage, Separately sets their respective plugging methods and the cautions for construction. The emphasis is on the analysis of fissured-cavern leakage, and through two examples to prove the construction. In this paper, the formation leakage and plugging technology in geothermal drilling has a certain reference.【期刊名称】《地质调查与研究》【年(卷),期】2016(039)003【总页数】5页(P226-230)【关键词】地热钻井;钻井液漏失;裂隙;堵漏方法【作者】钱洪强;王娟;孙玉东;王震凯;袁博【作者单位】天津地热勘查开发设计院，天津，300250;天津地热勘查开发设计院，天津，300250;天津地热勘查开发设计院，天津，300250;天津地热勘查开发设计院，天津，300250;天津地热勘查开发设计院，天津，300250【正文语种】中文【中图分类】P314在地热资源的开发利用过程中，钻井是必不可少的手段［1］。
地质钻探堵漏新技术的应用及效果分析
地质钻探堵漏新技术的应用及效果分析摘要：在地质钻探的过程中钻井液漏失会恶化孔内工况，钻井液正常循环被破坏，孔内压力失衡，易造成卡钻，烧钻甚至埋钻等严重事故，给施工单位造成严重的损失。
通过地质钻探取心，可直接揭露地层深部岩矿心性质，为地质找矿提供直观而准确的依据。
地层漏失是地质钻探施工过程中最常见的问题，对地质钻探工作有很大的影响，需引起地质钻探工作者的注意。
关键词：地质钻探；堵漏新技术；应用效果地层漏失是地质钻探，乃至石油、天然气、地热等所有钻探中经常遇到的共同问题。
据统计全世界油井井漏发生率占钻井总数的20%～25%，成为钻井中遇到的最为棘手的问题，造成钻井成本的大幅提高，常给施工者造成数以百万的经济损失。
地质岩心钻探虽然没有全面统计，但钻孔漏失仍然是制约提高钻探效率的主要瓶颈问题之一。
1发生地质钻探孔漏失的原因分析1.1渗透性漏失当地质层中的渗透性比较高，比如此类地质层是由粗砾岩、粗砂岩或者是含砂的岩层构成的，就极易在地质钻探时发生钻井液的漏失。
此种漏失称之为渗透性漏失。
当钻井液液柱压力的作用下，钻井液会渗透进地质层的空隙当中，此种漏失的速率较小。
1.2裂缝、溶洞类漏失当地质层中多为白云岩、石灰岩等，由于这类岩石会存在裂缝、溶洞，便会引起钻井液的漏失。
同时，如果存在地应力破碎带、断层等，地层压力小于钻井液液柱的压力而发生漏失现象。
此种漏失的速度较快，漏失量也较大，需要及时作出处理，否则将带来严重的后果。
1.3施工技术缺陷引起漏失在施工过程中出现技术上的不到位，或者直接发生技术失误，而引起地质钻探孔的漏失。
比如在施工过程中，造成地层压力与井底的压力出现明显的较大差别，其差值远远大出了钻井四周的挤压应力和地质层上的张力。
这样地层就很容易产生裂缝，引发地质钻探孔的漏失情况。
2堵漏技术研究现状经过几十年的研究摸索，国内外开发出了数百种堵漏材料。
依据其作用机理常用堵漏材料可分为6类，即桥接堵漏材料、高失水堵漏材料、暂堵材料、化学堵漏材料、无机胶凝堵漏材料和软（硬）塞类堵漏材料。
课件-找漏与堵漏工艺
双封隔器挤水泥法其下封隔器还可采用电桥或桥塞替代 底水泥塞或填砂作业，减少了作业量，利用双封隔器挤水泥 针对施工作业需要可分层作业，有利于保护非挤封层，不足 的是双封隔器挤水泥法对井况要求高。适用于油水井封窜及 油层中部挤封作业。
2）循环挤入法
将一定数量的符合性能要求的水泥浆循环到设计位置，然后上提工 具柱后，施加一定液体压力使水泥浆进入目的层的施工工艺。
从开始调配水泥浆到形成一定强度的水泥石大致可分为以下三个阶段：
（1）胶溶期： 水泥遇水后，颗粒表面立即发生固体溶解和水化反
应，产生水化物。当其浓度达到饱和状态时，水化物开始以胶态粒子或细 小晶体析出，水泥浆呈溶胶体系。
（2）凝结期：水化不断进行，胶体颗粒显著增加，部分晶体开始连
接，使溶胶体系逐渐形成凝胶结构，水泥浆丧失流动性而很快凝结。
各井应以井底静止最高温度为依据来选择水泥级别，该 表已指明，对于井底温度高的井应分段选用水泥级别。为 了应用方便，表中还给出了水泥适用井深的范围。它是取 地面温度为26.7ºC和地温梯度为2.73ºC／100米，依据水泥 适用温度得出的。API水泥对抗硫特性有明确要求，按抗硫 性的好坏共分成普通水泥、中等抗硫水泥和高抗硫水泥三 类。
2．水化反应（水泥水化）：
水泥遇水后，颗粒表面立即发生固体溶解和水化反应，产生水化物。当 其浓度达到饱和状态时，水化物开始以胶态粒子或细小晶体析出，水泥浆 呈溶胶体系 。
水泥与水混合后发生的反应非常复杂。当水泥与适量的水混合成水泥时， 先发生一系列的水泥颗粒和水泥矿物的化合及水化现象，其中最快的是水 解作用，其变化过程为放热反应。由于水化作用，是水泥浆中产生以硅酸 三钙为主要成分的胶体，随着水化作用的进行，胶体不断增多并逐渐凝聚 变稠。同时在胶体中产生形成水泥石的新化合物，逐渐在非晶质胶体中开 始呈现微粒晶体并逐渐硬化，使水泥失去流动性。
地质钻探完全漏失地层处理方式探讨
钻探工程Drilling Engineering第50卷增刊2023年9月Vol. 50 Sup.Sep. 2023：218-222地质钻探完全漏失地层处理方式探讨王志祥1，许非1，陈冲2，刘爱明1，胡有山1，蒲俊佚2（1.四川省第七地质大队，四川 乐山 614099； 2.西藏自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队，西藏 拉萨 851400）摘要：地质钻探遇到完全漏失地层时经常采用顶漏钻进和水泥堵漏。
提出顶漏钻进可采用孔口长流水、倾倒高稠度浆液、倾倒制泡浆液、钻杆涂抹润滑脂（膏）等干孔段应对措施，水泥堵漏添加抗分散剂、促凝早强剂、缓凝剂、水泥球胶合剂等应对措施。
研发了钻孔堵漏小球，从结构特点、操作流程及原理特征进行了说明和探讨，拟解决传统惰性堵漏材料“大颗粒易架桥但不易进裂缝，小颗粒易进裂缝但难承压”的矛盾。
关键词：地质钻探；完全漏失；顶漏钻进；水泥堵漏；堵漏小球中图分类号：P634.8 文献标识码：A 文章编号：2096-9686（2023）S1-0218-05Discussion on treatment of completely leak strata for geological drillingWANG Zhixiang 1，XU Fei 1，CHEN Chong 2，LIU Aiming 1，HU Youshan 1，PU Junyi 2(1. No.7 Geological Brigade of Sichuan Province, Leshan Sichuan 614099, China ；2. No.6 Geological Group, Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Development ofTibet Autonomous Region, Lhasa Xizang 851400, China )Abstract ： Leakage drilling and cement plugging are often used when geological drilling encounters completely leak formation. It is suggested that the dry hole section measures can be taken for leakage drilling such as long running water at hole opening ， pouring high consistency grout ， pouring foam slurry and applying grease on drill pipe. While for the cementing plugging ， adding anti‑dispersant ， hardening accelerating and flash setting agent ， retarding agent and cement ball cemedin can be used. The drill hole plugging ball is developed ， and the structural characteristics ， operation process and principle are explained and discussed ， which is intended to solve the contradiction of “arge particles are easy to bridge but hard to enter the crack while small particles are easy to enter the crack but difficult to bear pressure ” for the traditional inert plugging material.Key words ： geological drilling; complete leakage; leakage drilling; cement plugging; plugging ball0 引言地质钻探施工经常遇到钻孔漏失等情况，其发生原因在于孔内泥浆压力大于地层中孔隙、裂缝或溶洞中液体的孔隙压力，并通过漏失通道向周围的容纳空间流失［1-2］。
桥塞堵漏施工技术要点
桥塞堵漏施工技术要点作者魏万明（重庆市平立勘探有限责任公司钻井总工程师）一、桥浆堵漏适应范围：1、孔隙性漏失：不论漏失速度的大小，桥浆堵漏一般具有很好的效果，经济简单易操作。
2、裂缝性地层引起的压差性井漏：只要漏失通道的几何开口尺寸不是特别大，桥浆堵漏同样是一种好的方法。
二、当钻井过程中发生井漏时，工程、地质、钻井液人员要全面准确掌握，发生井漏时的井深、层位、岩性、钻时、漏失井段、漏速、钻井液密度、粘度、停泵后静液面深度、总漏失量。
全面掌握这些资料，准确判断地层漏失的性质。
漏层位置确定方法如下：1、综合分析法a)钻进中井漏：钻开新地层时，井底漏；b)分析原来曾发生过井漏的层段重新漏失的可能性c)根据地层压力和破裂压力的资料对比，最低压力点是首先要考虑的地方，特别是已钻过的油、气、水层及套管鞋附近；d)根据地质剖面图和岩性对比，漏层往往在孔隙、裂隙发育的地方；e)和邻井相同井段进行对照分析。
2、正反循环法原理：漏速相等时，漏失压差相等要点：正循环的漏速V 正＝返循环的漏速V 反适用性：有返井漏计算公式：D 、D1、D2－钻具内径、钻具外径、井眼直径，m ； Vf1、Vf2、Vf3－正循环时环空流速、反循环时环空与钻具内流速，m/s 。
3、漏前、漏后立压变化法原理：井漏后漏层以上环空压耗减小要点：井漏发生后，排量不变计算公式：4、替换轻泥浆法原理：漏层压力不变要点：漏层以上泥浆全部替换为轻泥浆，这时静液面发生变化，根据静液面的变化计算注意：替换后静液面在井口以下，密度均匀计算公式：三、堵漏施工设计1、由漏失性质确定数据（1）漏失井段内容积、漏失量。
（2）计算所需桥塞泥浆量，在附加5m3左右，现场常用一般配制20～50m3。
（3）堵漏剂配制浓度：大于30 m3的漏速，配制浓度10～20％；漏速小于30 m3，配制浓度5～15％.（4）配方种类：根据颗粒形状、大小复合配制。
①颗粒状材料，如：核桃壳、橡胶粒、硅藻土、沥青等。
地层漏失实验
地层漏失试验程序1.1.1 试漏层位：二开后钻揭新地层5~10m做地层破裂压力试验。
1.1.2 试漏程序：（1）试验前循环调节钻井液性能，保证钻井液性能均匀，以满足试验施工要求。
（2）上提钻头至套管鞋内，井内灌满钻井液，关井。
（3）用水泥车或试压泵采用从钻具水眼或环空两种方式中的一种向井内泵入钻井液。
裸眼长度在5m以内的选用0.7~1.0L/s的排量，超过5m的选用2~4L/s的排量。
（4）为了求取试漏层最小主地应力和岩石抗拉强度数据，地层压裂后应进行停泵和重张压力测量。
（5）当压力达到井口承压设备中的最小额定工作压力或套管承受的压力达到套管中的最小抗内压强度80%时仍未被压裂，应停止试验。
1.1.3 试漏数据采集：（1）日期、时间、井号、井深、套管尺寸及下深、地层及岩性、钻井液密度、注入泵型号、缸套直径及冲数。
（2）每间隔20~50L泵入量或每间隔10s（泵速恒定）记录一次相应泵压和注入量或时间。
开始时记录点间隔可大些，后期应加密记录点。
正循环泵入时，泵压由立管或井口压力表读数。
环空泵入时由环空压力表读数。
（3）地层压裂后继续泵入直到记录出压力平稳段后停泵，停泵每间隔10s记录一次泵压，直至记录出泵压平稳段。
（4）待泵压相对稳定后，重新开泵压开地层，继续泵入钻井液直至再次出现压力平稳段停泵，每间隔10s记录一次重张压力。
（5）详细记录试验过程中的压力与排量变化情况，特别要读出破裂压力值、裂缝延伸压力、瞬时停泵开始压力、停泵后压力下降的拐点、重新开泵后的裂缝重张压力、裂缝延伸压力等各项数据。
1.1.4 试漏结果：根据采集的数据做出如下图所示的试漏曲线；有关参数的计算： a ．漏失压力H G L L ρ00981.0+P =P式中：L P ——漏失压力，MPa ；GL P ——漏失时地面压力，MPa ； ρ——钻井液密度，g/cm 3； H ——试漏层深度，m 。
b ．破裂压力H G F F ρ00981.0+P =P式中：F P ——试漏层破裂压力，MPa ；GF P ——破裂时地面压力，MPa 。
钻井压耗工程公式估算漏层位置
文章编号：1000 − 7393(2023)06 − 0704 − 08 DOI: 10.13639/j.odpt.202310001钻井压耗工程公式估算漏层位置罗黎敏1 谭睿2 耿立军1 李小波3 徐正贤2 闫伟21. 中海石油(中国)有限公司天津分公司；2. 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院；3. 中海油安全技术服务有限公司引用格式：罗黎敏，谭睿，耿立军，李小波，徐正贤，闫伟. 钻井压耗工程公式估算漏层位置［J ］. 石油钻采工艺，2023，45（6）：704-711.摘要：钻井作业过程中井漏现象会损害油气储层，引发井塌、井喷、卡钻以及部分井段报废等恶性事件，是制约油气田安全高效开发的技术难题，准确判定漏层位置是现场解决钻井井漏问题的关键。
常规漏层位置确定方法计算复杂、误差大、经济性差，因此基于钻井压耗公式和立压、套压数据提出了一种快速估算漏层位置和喷漏转换时间的方法。
根据入口注入流量、排量、循环压耗和流态数据计算流态摩阻，结合漏失前后立压、套压数据迭代计算漏失层位、确定漏点位置，并根据转喷立压、套压确定漏喷转换时间。
对渤海区域2口漏失井的漏层位置计算发现，估算的漏层位置与现场探明的漏层位置重叠性较高，计算误差低于5.06%，估算漏层范围100%覆盖现场漏失层位；并且立压越大，漏喷转换时间越长。
该方法计算过程方便简洁，降低过多输入参数精度不足带来的误差，可作为漏层位置确定的前置计算方法为现场堵漏作业提供技术支撑。
关键词：钻井；压耗；井漏；漏层位置；立管压力；套管压力； 工程技术中图分类号：TE28 文献标识码： AEstimating the location of leakage layer by drilling pressure loss engineering formulaLUO Limin 1, TAN Rui 2, GENG Lijun 1, LI Xiaobo 3, XU Zhengxian 2, YAN Wei 21. CNOOC (China ) Tianjin Branch Company , Tianjin 300452, China ;2. Unconventional Oil and Gas Science and Technology Research Institute , China University of Petroleum (Beijing ), Beijing 102249, China ;3. CNOOC Safety Technology Service Co., Ltd., Tianjin 300452, ChinaCitation: LUO Limin, TAN Rui, GENG Lijun, LI Xiaobo, XU Zhengxian, YAN Wei. Estimating the location of leakage layer by drilling pressure loss engineering formula ［J ］. Oil Drilling & Production Technology, 2023, 45(6): 704-711.Abstract: The phenomenon of well leakage during drilling operations can damage oil and gas reservoirs, leading to malignant events such as well collapse, blowout, stuck drilling, and scrapping of some sections of the well, which poses a technical challenge in the safe and efficient development of oil and gas fields. Accurately determining the location of formation leakage is crucial for on-site resolution of drilling leakage issues. Conventional methods for determining leakage locations are complex, prone to errors, and economically inefficient. Therefore, a rapid method for estimating the leakage location and the time of leakage transition based on drilling pressure loss formula, standpipe pressure, and casing pressure was proposed. The method involves calculating flow regime friction based on the injected flow rate, displacement, circulating pressure loss, and flow regime, calculating leakage formation and determining leakage location based on the iteration of data from standpipe pressure and casing pressure before and after leakage, and determining the time for leakage transition according to standpipe pressure and casing pressure. The calculated leakage location for two leaking wells in the Bohai Sea region show a high overlap with the confirmed leakage location on site, with a calculation error below 5.06%, and the estimated leakage range 100% covers the on-site leakage locations. Furthermore, as the standpipe pressure第一作者: 罗黎敏(1979-)，2003年毕业于江汉石油学院石油工程专业，现主要从事海上油气田钻完井作业管理和技术研究工作，高级工程师。