渗透性漏失定义、识别与处理措施

本文摘要：（由ai生成）

渗透性漏失在钻井中受ECD和地层特性影响。处理漏失需确定原因，方法包括忽略短期漏失、自然堵漏、停钻提钻杆、预处理钻井液加入堵漏材料如细CaCO3、纤维或膨胀石墨。考虑成本效益、钻井液流变性、固控设备和密度变化。补救程序包括混合堵漏材料、降低泵速、监控漏失，并重复步骤。持续漏失需用含堵漏材料的钻井液体系钻进。

为便于讨论，我们对钻井液的渗透性漏失定义为：每小时漏失油基钻井液少于10桶（1.6立方米），水基钻井液少于25桶（4立方米）。钻井施工中影响漏失速率的因素可能很多，否则只是一种可以觉察到的漏失。在比较坚硬的地层快速钻进时能引起可觉察到的渗透性漏失，而实际并不存在。

例如：在8.5”井眼中钻井速度高时，若怀疑发生渗透性漏失，这可能是其它因素引起的。其中一个因素是钻井液正常的取代了被钻出的岩屑空间。如在8.5”井眼，当每小时进尺为50英尺（15.2米/小时）时，每小时将需要3.5桶（0.56立方米/小时）的钻井液填入新的井眼。另外一种可觉察的可能的渗透性漏失的原因是钻井液随钻屑从体系中被除去。对造成这种结果的钻井液损失量进行估算或者根据经验粗略计算的话，大概是每桶钻屑损失1桶钻井液。因此，如前述的例子，在8.5”直径的井眼，钻速维持在每小时50英尺（15.2米/小时），每小时或每50英尺（15.2米）长的井眼将有额外的3.5桶钻井液会经由钻屑而损失。这样每小时能觉察的钻井液损失总计达7桶（1.1立方米/小时），或者经过8小时将会觉察到损失

了56桶钻井液。经过24小时钻井液损失总计将达168桶（26.7立方米）。因此，当觉察到钻井液损失准备处理时应考虑到这些因素。当然，井眼越大这种影响就越大。

为了有效和及早地处理渗透性漏失，我们必须弄清楚发生渗透性漏失的原因。除了上述例子之外，还有几个常见的原因，如钻井液当量循环密度（ECD），通常是钻井液密度超过地层压力，或者是所钻地层的特点决定了渗透性漏失。也许，从钻井施工的几个重要方面可以分清是否存在真正的渗透性漏失。

用体积累积方法、事故指示仪或类似装置也能测量出实际漏失钻井液的数量。在查找出漏失的原因之后便可以进行堵漏。根据施工的阶段可以判断所发生的渗透性漏失的严重程度，根据情况，施工者可以选择完全忽略井漏情况，继续正常钻进。这就是说，若施工的井眼稳定并能容许短时间漏失（接近套管鞋深度）一些成本不高的钻井液，作一个简单的经济分析可以表明忽略这种漏失可能是最好的解决方法。

另外一种可采用的方法是继续钻进而不需要做什么处理，仅依靠细钻屑的逐步堆积，填满空隙，从而阻止漏失。这种方法需要慎重考虑，因为钻井液中细钻屑的增加会影响钻井液的流变性（变稠）。因此，我们可能在解决一个问题的同时又引发另一个花钱更多的问题。

解决这种漏失的第二种方法是停钻，关泵，将钻杆提到可疑的漏失层之上，对井眼进行处理。在这期间做一些通常的平台维护作业（穿大绳或丢大绳等），以减少停钻时间。这种方法通常需要大约两小时。

对付这种类型漏失的第三种和最好的方法是在钻遇可疑的漏失层之前（预防）或者当漏失已经发生时（补救），对整个体系进行处理。预处理作为比较好的方法若可以选用的话，推荐钻井液用4～6 ppb（磅/桶）细颗粒的堵漏材料处理。这种细颗粒的堵漏材料可采用细目的CaCO3，或者各种级配的微小的纤维素纤维或上述两种材料结合使用。也可以使用碳质材料，如膨胀石墨或天然沥青（硬沥青）。这些堵漏材料中的某些品种随地下温度与压差会发生膨胀或压缩，因此被认为是较长久的解决方案。这些材料可以单独用或者与其它大小接近的堵漏颗粒配合使用。在这里有必要对使用CaCO3处理作以下预防性的说明。

因为CaCO3会增加钻井液的密度，可能导致其它问题，如当量循环密度升高并引起过平衡钻井。还必须考虑使用最佳的固控设备，以便保持钻井液体系的堵漏材料（LCM），应考虑以下的补救程序。

补救程序：堵漏技术如下

1 取出75桶左右返出的钻井液；

2 取50桶钻井液放到段塞池中；

3 加入15ppb 的微小的纤维素纤维和15ppb的细CaCO3；

4 彻底混合，如果流变性不好、粘稠，可以加入少量水、降粘剂或润湿剂。

5 将段塞泵送到钻头，降低泵速循环至地面。

6 当振动筛筛网堵塞时，绕过泥浆振动筛，分离出堵漏材料以便再利用，

7 逐渐增加至全泵速，并监控漏失情况；

8 需要时重复上述步骤，

9 重复使用这些堵漏材料不仅节约了成本，而且减少了细颗粒在钻井液体系中的增加，钻井液体系中细颗粒的增加将可能增加当量循环密度（ECD）。

处理渗透性漏失的另一种方法是定期地向井内注入高浓度的堵漏浆段塞。这种堵漏浆段塞在钻井液中加量通常是80磅/桶左右，并且可将颗粒大小不同的几种成分混合使用。各种不同尺寸的材料混合产生的堵漏浆段塞实际上是作为桥塞剂，以达到最有效的堵漏。在施工的结束阶段，堵漏浆段塞可简单地加入到现有的钻井液体系中，可随钻堵漏。

如果还继续出现渗透性漏失，可能需要用含有堵漏材料的钻井液体系钻进。如果是这样，推荐程序如下：

1 将浓度为5 ppb的细CaCO3加入到整个现有的钻井液体系中；

2 继续钻进，保持堵漏材料的浓度不变，并监控漏失情况，在考虑新钻开的井眼和随钻屑漏失的钻井液数量的基础上，将钻井液漏失控制到正常水平；

3 配合微小纤维素纤维补充细目CaCO3。

表1 预防渗透性漏失处理整个钻井液体系快速参考指南

表2 补救性处理渗透性漏失段塞工艺快速参考指南

还有一种方法是用碳质材料处理渗透性漏失，碳质材料已知的有弹性石墨，可以阻止孔隙和裂缝性地层的漏失，也可以用于任何的钻井液。把弹性石墨加入钻井液后，它们会被紧密压缩到孔隙地层或裂缝中。然后它们会随地层膨胀或压缩而不会被驱替出去。由于这种材料很贵，可以采用CaCO3作为补充。

表3 对整个钻井液体系进行处理预防渗透性漏失快速参考指南