易漏地层的漏失压力分析

漏失压力是地层产生漏失现象和分析井漏事故的重要参数,深入研究漏失压力对安全钻井具有重要的意义。通过分析漏失地层的特点,将漏失现象划分为自然漏失和压裂漏失,并定义和阐述了极小漏失压力概念。以此为基础,分析了易漏地层的漏失机理,以及漏失压力和孔隙压力、破裂压力之间的关系。研究发现,当前破裂压力的预测方法基本上是建立在井壁不可渗滤假设和Terzaghi有效应力模型的基础上,这些模型建立的基本条件与易漏失地层的特点不符,其计算结果必然与实际情况存在偏差;其次,易漏地层漏失类型主要是自然漏失现象。因此,钻井工程设计中需要建立适合漏失地层的漏失压力曲线而非破裂压力曲线,并把自然漏失作为主要的预防对象。     

地层漏失压力研究在哈拉哈塘凹陷的应用

在碳酸盐岩地层中,裂缝和溶洞较发育,若按照地层破裂压力确定钻井液安全密度窗口,极易引起井漏事故.根据漏失发生的不同机理,将漏失压力分为破裂漏失压力和自然漏失压力,并建立了这2种漏失压力的计算模型,据此预测了哈拉哈塘凹陷哈斜1井的漏失压力.利用破裂漏失压力计算模型,预测了哈斜1井新近系、白垩系和二叠系井段的破裂漏失压力,最大误差为3.15％,能够满足钻井工程需要,可将其应用到哈拉哈塘凹陷开发井设计、施工中.利用自然漏失压力计算模型,预测了哈斜1井奥陶系漏失压力,结果与现场实际情况一致,说明该预测模型准确,在哈拉哈塘凹陷开发井设计中,可根据该模型预测奥陶系的自然漏失压力.     

分析与计算地层渗透性漏失漏层深度和压力的新方法

漏失对油气钻井及固井施工危害极大。针对利用现场常规数据无法用现有模型进行地层漏失信息计算的问题,以追溯漏失过程为出发点,利用非牛顿流体力学、渗流力学原理,研究了渗透性漏失漏层深度及压力计算模型的建立及计算问题。分析了漏失发生时间与钻井液漏失总量及钻头进尺的关系,建立了漏层深度与液体漏失总量的函数关系;依据渗透性漏失机理,建立了漏失压力、漏失流量及漏层厚度间的函数关系;提出了一种新的计算与分析漏层深度与压力的计算模型和方法,并对特定油田区块的漏失问题进行了计算与分析。该方法为准确确定地层漏失信息,合理选择与设计钻井液体系、水泥浆体系、钻井与固井施工参数提供基础。     

塔中奥陶系碳酸盐岩地层漏失压力统计分析

塔中Ⅰ号坡折带奥陶系碳酸盐岩段在钻井施工时常遇到不同程度的井漏,确定漏失层段的漏失压力是防漏堵漏的依据。通过对奥陶系碳酸盐岩地层漏失井漏失的井深分布、工况、井漏发生率、漏失通道进行统计分析,表明奥陶系碳酸盐岩裂缝和溶洞发育、钻井过程中激动压力过大与地层压力敏感是引起井漏的主要原因。依据漏失压差与漏失速度分布规律,建立了相应的启裂压力模型,确定了地层漏失压力当量密度的计算方法,计算结果与实际情况相符,为防漏堵漏提供了依据。     

基于录井数据计算地层漏失压力的方法

钻进过程中突发井漏会导致大量钻井液漏失,严重的会影响正常钻进周期甚至使整口井报废,因而提前确定易漏失层位的漏失压力并进行相应的钻井液密度设计是高效防漏堵漏作业的前提,同时也是同一区块其他井地质工程设计的重要依据。为此,研发了一种基于录井数据计算地层漏失压力的方法。首先构建一套判别模型,通过实钻录井数据对钻遇的致漏裂缝类型进行识别,然后基于统计法,结合现场收集的目标井的井漏数据,构建漏失压差与漏失流量的相关性,最后拟合求取地层漏失压力。现场应用表明,该方法可以有效地指导相关堵漏作业与钻井液密度设计,实例校验证明,应用该模型计算漏失压力优于传统的统计法。     

基于测井资料确定钻井液漏失层位的方法研究

塔里木盆地DN构造上第三系到白垩系砂岩地层存在异常高压、压力系数高达2.2，钻井液液柱压力接近上覆地层压力而形成诱导缝，并促使宏观和微观的天然裂缝纵横向延伸，井漏分布区间明显拓宽，钻井液密度高、窗口窄造成井漏频繁、严重。为了更有效地实施堵漏作业，必须明确漏失井段的位置、深度和漏失性质。为此，根据该区钻井液漏失现象在测井曲线上的显示特征，提出了通过常规测井资料和成像测井资料寻找漏失层段和分析漏失性质的综合评价方法。将该方法用于分析塔里木盆地DN构造上的多口井的井漏机理，所确定的漏层位置可靠准确，取得明显效果，为钻井堵漏作业提供了直观可靠的依据。建议在利用测井资料确定漏层位置时，需参考测井计算的岩石力学、地应力和地层压力等参数，以便更好地确定漏层位置。     

复杂地层钻井液漏失诊断技术系统构建

井漏不仅是最严重的储层损害方式,而且是钻井工程中长期悬而未决的重大理论和技术难题。诊断并有效控制井漏,要从根本上认识并准确描述井漏三要素:位置、类型及强度。漏失机理及类型诊断是制定科学合理的漏失控制技术的前提。综合利用钻前、随钻、钻后信息资料,描述和表征漏失层性质及参数,进行潜在漏失层预测。建立了钻井液漏失诊断技术系统框架,提出了漏失诊断具体方法,综合室内实验和数值模拟开展裂缝、孔洞的应力敏感性和裂缝传播机制研究,预测漏失通道变形程度和漏失强度,为优选堵漏材料提供理论依据;基于钻时、岩屑、钻井液等工程参数对井漏的异常特征响应来识别井漏,利用实时录井参数来监测并描述井漏状态,提前预测井漏发展趋势;建立了基于漏失发生机理的漏失压力模型,从漏失压力的角度诊断了漏失类型。针对井漏演化过程的认识,初步建立了井漏诊断技术框架,为漏失控制技术提供理论支持。     

复杂地层钻井液漏失诊断技术系统构建

井漏不仅是最严重的储层损害方式,而且是钻井工程中长期悬而未决的重大理论和技术难题。诊断并有效控制井漏,要从根本上认识并准确描述井漏三要素:位置、类型及强度。漏失机理及类型诊断是制定科学合理的漏失控制技术的前提。综合利用钻前、随钻、钻后信息资料,描述和表征漏失层性质及参数,进行潜在漏失层预测。建立了钻井液漏失诊断技术系统框架,提出了漏失诊断具体方法,综合室内实验和数值模拟开展裂缝、孔洞的应力敏感性和裂缝传播机制研究,预测漏失通道变形程度和漏失强度,为优选堵漏材料提供理论依据;基于钻时、岩屑、钻井液等工程参数对井漏的异常特征响应来识别井漏,利用实时录井参数来监测并描述井漏状态,提前预测井漏发展趋势;建立了基于漏失发生机理的漏失压力模型,从漏失压力的角度诊断了漏失类型。针对井漏演化过程的认识,初步建立了井漏诊断技术框架,为漏失控制技术提供理论支持。     

地层压差漏失分析研究

提出地层压差漏失的概念,并对不同岩性的压差漏失机理进行分析研究,同时借鉴油田注水开发模型给出了压差漏失的漏失量和漏失速度计算公式。结果认为,在渗透性良好的裂缝性或缝洞性等易漏地层中,漏失类型主要是压差漏失,压裂漏失很少发生,所以在安全钻井密度窗口分析时,应该把压差漏失作为主要的预防对象。     

欠平衡钻井工艺及装备在漏失井钻井中的应用

地层中有孔隙，裂缝或溶洞，地层压力小于钻井液的液柱压力，是钻井过程中引起井漏的主要原因。使井底压力降至地层孔隙压力以下。是防止井漏的根本途径。欠平衡压力钻井是在井口的有效控制下，通过降低钻井液密度。使井底压力低于地层压力。可以从根本上解决钻井液向地层的侵入或漏失问题，达到防止工程复杂情况出现和保护油气层的目的。在分析漏失性地层钻井中井漏原因的基础上。详细介绍了漏失井欠平衡压力钻井技术的相关内容。并以3口井为例，介绍了欠平衡压力钻井技术在国内的应用情况与效果。     

城市管道天然气在土壤中扩散行为全尺度实验

为了及时发现管道天然气泄漏、快速准确判定泄漏点位置以及划定泄漏扩散影响范围,应用自主设计和构建的实验系统,开展了多组全尺度中低压埋地管道泄漏实验,揭示了管道天然气在土壤中的对流扩散基本特性,得到了其浓度场空间分布和变化规律。实验发现：①土壤中天然气浓度分布水平方向关于泄漏口基本对称,但泄漏前期其浓度分布垂直方向关于泄漏口不对称,即泄漏初始,天然气高浓度区等值线为椭圆（椭圆长轴为垂直方向）,随着泄漏时间的推移,浓度等值线出现不规则变化（在泄漏口正上方有一个明显的凸起）,且低压泄漏引起的高浓度区域凸起幅度比中压泄漏更大更明显,但随着管道天然气持续泄漏,其浓度等值线凸起也逐渐消失;②天然气浓度到达爆炸下限所需时间与距泄漏口距离呈现近似的幂指数关系;③随着管道压力、泄漏速率的增大,土壤中甲烷爆炸极限-泄漏时间特征曲线由凸形曲线变化为直线,且斜率越来越大。     

不停工带压堵漏技术在解决滑阀填料函严重泄漏时的应用

通过对同高并列式催化裂化装置内半再生滑阀填料函发生严重泄漏处理的作业全过程分析 ,阐述了不停工带压堵漏技术突破性地解决催化剂泄漏的工作方案和应用分析。     

高含硫场站泄漏封堵工具研究及效果评价

酸气泄漏是元坝高含硫气田开采过程中把控的重点,酸气泄漏之后需要立即隔离,对泄漏部位进行泄压处置,为保障法兰堵漏作业过程中的人身安全及维护场站生产运行,减少因法兰密封件失效发生渗漏以及泄漏时需关停井处理的频次,或者金属管道四孔法兰需要进行等电位线跨接时避免易燃、易爆、剧毒性的高含硫天然气泄漏带来安全风险,本堵漏技术研究提出一种适用于高含硫气田金属管道法兰泄漏的堵漏工具,该工具能够有效使泄漏部位或者是可能出现泄漏的部位阻止含硫天然气泄漏,减少因此类问题引起的关停井,保障气井正常生产,减少产量损失。     

承压堵漏工艺技术在塔河油田托普台区块的应用

托普台地区具有丰富的地质储量。近几年来,西北油田分公司不断加大该区块的勘探开发力度,在托普台地区布井数量不断增加;而该区块地质结构复杂,经常发生井漏,造成钻井周期延长,影响了正常的完井投产。井漏成为制约托普台区块钻井提速的瓶颈问题。为了提高钻井效率,加快勘探开发进度,提高托甫台地区钻井工程质量,本文从托普台区块的地质特点及漏失机理入手,提出了针对该区块的堵漏措施,并成功运用于现场施工,为工区钻井提速、快速上产提供保障。     

液相管道流量与压力对小孔泄漏速率的影响

泄漏速率计算是计算泄漏量、评估泄漏风险的前提和基础,通过搭建液相管道小孔泄漏实验系统,构建不同泄漏场景,研究管道流量、压力对管内液体压力及泄漏速率变化的影响规律,提出了小孔泄漏稳定压力计算方法,有效解决经典计算公式中压力求解问题;通过对泄漏模块仿真模拟,得到了泄漏孔口界面的速度分布情况,并研究了管道流量、压力对速度分布的影响。实验和数值模拟结果表明:泄漏发生后,管道压力下降明显,泄漏稳定压力与初始压力、管道流量呈对数关系,初始压力、管道流量越大,泄漏稳定压力越高,但相较于初始压力,泄漏稳定压力差值减小;管道流量越大,达到泄漏稳定的时间越短,泄漏达到平衡越快;泄漏孔处,面对来流方向壁面附近速度较高,背向来流方向壁面附近有负压、涡旋,且随着管道流量、初始压力的增加,最大泄漏速度增加,但负压范围、程度减小。     

页岩诱导性裂缝漏失压力动力学模型

现有的诱导裂缝漏失压力模型只能判断裂缝是否开裂,无法分析裂缝开裂后裂缝宽度变化对漏失压力的影响。为此,首先建立了诱导裂缝在有效内压下裂缝宽度变化的计算方法 ;然后结合井底流体稳态扩散方程,在考虑漏失速度系数、裂缝宽度、流体黏度、井眼半径等影响因素的基础上,建立了流体在裂隙中稳态扩散的漏失压力动力学模型;最后以四川盆地焦石坝页岩气田的岩石力学性质及现场监测漏失速度为参数,计算了漏失压力的动态变化情况。结果表明:(1)井筒液柱压力与地层压力作用下的正压差是引发诱导性裂缝漏失的主要原因,现场施工中见漏就堵人为造成裂缝扩大的方法不可取;(2)诱导性裂缝漏失压力随时间改变而发生动态变化,裂缝宽度和漏失速度随漏失压力增加而增大;(3)存在着发生严重漏失的裂缝宽度临界值,漏失压差保持不变时,裂缝宽度与漏失速度呈幂指数变化关系。结论认为,现场应用效果证明了该模型的可行性,对于页岩诱导裂缝漏失可以采用控制漏失压力的方式来减小裂缝宽度,进而达到控制漏失的效果。     

对有杆泵环隙压差-剪切漏失方向问题的研究

对目前国内文献关于抽油泵偏心环形间隙流量(即偏心环隙漏失)中的压差漏失和剪切漏失的方向存在争议的问题,提出压差漏失与剪切漏失方向相同的观点,并由此修改了现有的有杆泵环隙漏失公式,建立了新的环隙偏心压差-剪切同向漏失模型。使用该模型对漏失量与冲次、泵间隙之间的关系进行分析,发现冲次越高,漏失量越大;泵间隙越大,漏失量越大。指出快速抽汲可以减少漏失的说法是错误的,快速抽汲对漏失的影响不是减少而是增加。该结论符合现场实际情况,对现场实际生产有一定的指导意义。     

P—T封隔器在异常高压低渗透层渗漏原因初探

用P－T封隔器测试高压低渗透层易发生渗漏，取不到完整的地层资料，经对P－T封隔器进行井下受力分析，找出了封隔器发生渗透的原因，给出了确定发生渗漏时最高关井压力的教育处公式并验证了其正确性，提解决P－T封隔器渗漏问题的相关措施。     

两种漏失压力计算模型的比较分析

钻井液发生漏失是多因素共同作用下的复杂问题，如何采用合适的计算模型来确定漏失压力的值一直以来都是一个难题。为解决此问题，在分析两种漏失种类的基础上，分别建立了漏失压力的力学模型和基于统计的漏失压力计算模型，并就两种模型的计算结果进行了实例计算分析，认为漏失压力的大小与压差有比较明显的关联性，压差越大，漏失速率越大。利用基于统计的漏失压力计算模型比漏失压力的力学模型得到的结果好，与现场实测数据相符合，具有较强的实用性。