钻井工程防漏堵漏技术课件ppt1.ppt

1、钻井工程防漏堵漏技术钻井工程防漏堵漏技术用水泥车通过钻具内正注重晶石浆液并顶替至漏失井段后关井，让重晶石充分沉淀，堵塞漏失通道或井眼，使得井漏停止，然后对漏层以上井眼进行压井。在有水的环境下，水泥的混合物通过聚合反应生成了由镁羟基硫酸盐/氯化物组成的高抗压强度无机聚合物。2、方式：一是“段塞式”；58m3 68吨应用桥接堵漏材料的堵漏工艺包括挤压法和循环法两种方法。尽管堵漏工具中心筛管断裂，释放接头销钉未能剪断，钻完全部水泥塞及堵漏工具于井深104m不漏，溶洞堵漏成功。(4)重晶石塞水泥浆复合堵漏根据这一理论，如果用胶粒堵漏，设法使其进入裂缝内，产生一定程度的形变，就会使胶粒和缝壁之间产生很大

2、摩擦力，借此摩擦阻力，在撤去外力后，胶粒就会获得一定的稳定性而形成桥塞骨架。橡胶粒在复合堵剂中的作用一、气体型流体的主要类型3、适应范围：(1)微小裂缝或孔隙性地层引起的部分漏失；D、D1、D2钻具内径、钻具外径、井眼直径，m；D2，D1井眼直径和钻具外径，mm。桥接堵漏占整个处理方法的50以上，并取得明显的效果，使用此方法可以对付由孔隙和裂缝造成的部分漏失和失返漏失。(1)尽量简化钻具结构；d)在钻井漏中加入0.tQVPVKc漏动PPP激耗柱动PPPP损孔漏PPP（1）严重漏失和高固相含量的堵漏球挤注法5in，直径约20m，纤维水泥体系中的纤维与普通纤维不同，它有高度的灵活性，能在水泥浆中很

3、好地分散，所以很容易在漏失带形成一种非常强的纤维网状结构。溶洞恶性井漏、又喷又漏、压力敏感性水层漏失、长段低压漏失等Q返出量，m3/min；调试好设备，并按要求对设备、管汇、阀门、旋转防喷器等进行试验压，试验压合格后才能开钻。(3)若出水量较大，空气钻进难以确保井下安全和正常钻进时，应立即转化为其它(雾化、泡沫或充气)气体型流体钻进。(3)所钻或待钻地层无天然气07g/cm3，浓度为17的桥接堵漏浆液28.川东矿区卧126井，245mm技术套管下至982m。(3)浆液量(1)尽量简化钻具结构；堵漏成功后立即筛除在井浆中的桥接材料。二、确定合理的钻井液密度斯伦贝谢公司研制出一种可以很快封堵严重漏

4、失层的堵漏液。施工人员对堵漏工艺掌握的好环，是决定堵漏施工能否成功的关键。(2)有一定量的地层水产出；井漏是指在石油、天然气勘探开发的钻井、修井等作业过程中，井内工作流体(钻井液、修井液、固井水泥浆等)漏入地层的一种现象。整个施工过程中，罗注1井油3、其它相关设备：雾化泵、化学药剂注入泵、漏漏速速(m3/h) 5 515 1530 3060 60 井井漏漏类类型型 微微漏漏 小小漏漏 中中漏漏 大大漏漏 严严重重漏漏失失 漏漏失失通通道道形形状状 孔孔隙隙 裂裂缝缝 孔孔隙隙裂裂缝缝 溶溶洞洞 井井漏漏类类型型 孔孔隙隙性性漏漏失失 裂裂缝缝性性漏漏失失 孔孔隙隙-裂裂缝缝 性性漏漏失失 溶溶

5、洞洞性性漏漏失失 井井漏漏类类型型 压压差差性性漏漏失失 诱诱导导性性漏漏失失 压压裂裂性性漏漏失失 井井漏漏原原因因及及特特点点 钻钻遇遇天天然然孔孔隙隙或或裂裂缝缝时时引引起起的的井井漏漏， 在在有有限限压压力力作作用用下下， 漏漏失失通通道道的的开开口口尺尺寸寸及及联联通通性性不不发发生生变变化化。 在在井井筒筒钻钻井井液液动动压压力力的的作作用用下下，地地层层中中不不足足以以引引起起井井漏漏的的通通道道相相互互联联通通，并并向向地地层层深深部部延延伸伸，形形成成更更大大的的通通道道而而引引起起井井漏漏，漏漏失失通通道道的的开开口口尺尺寸寸及及联联通通性性随随外外部部压压力力变变化化。

6、地地层层中中本本身身不不存存在在漏漏失失通通道道， 只只当当井井筒筒中中作作用用于于井井壁壁地地层层的的动动压压力力大大于于地地层层的的破破裂裂压压力力时时， 造造成成地地层层被被压压裂裂， 形形成成新新的的漏漏失失通通道道面面引引起起井井漏漏。 LVVDVDDVDHnfnfnfnnnfn211311221漏II号井位于墨西哥湾上，所采用的是含有适量的弹性石墨炭合成基钻井液。1、注意：(1)应采用分阶段缓慢降低的办法；除锯末、花生壳、纸屑、棉籽壳、甘蔗渣等纤维物质在浸泡中略有吸水或吸油变软外，其它材料性能基本不变，变化程度以油或油基泥浆比水或普通泥浆要好。作为桥堵剂不仅应易于产生桥堵，而且应具

7、有一定的强度。这里我们介绍几种现场常用的分类方法。(1)漏失通道开口尺寸大，桥接堵漏材料不能在漏失通道中架桥堵塞；正注凝胶12 m3、水泥浆9 m3，HD复合桥接堵漏剂，当其颗粒以大于5目的粗颗粒为主时，可在3MPa压差下堵住宽度9mm以上的裂缝；(3)材料便于加工和管理，不易腐烂变质；48m时，发生井漏失返，静液面深达265m。十一、合理应用堵漏技术水泥具有原料来源广、价格便宜、堵漏工艺简单、固化前能适合任意漏失通道形状、固化后具有很高的抗压强度和承压能力等特点，因而水泥浆堵漏一直是现场应用最广泛的一种堵漏方法之一。(1)与携带液(泥浆)无明显的化学作用，对泥浆性能无破坏性影响，具有一定的抗

8、温能力；堵漏浆液注入漏层后，在井下温度的作用下固化，形成具有一定抗压强度的凝固体，酸溶率达96以上，是油气层堵漏的一种较为理想的堵漏剂。胶粒之间有一定的孔隙，还须进一步封堵，这就需要配合一定量的小于裂口宽度的胶粒，这些胶粒的选择同样应根据它们的大小而定，它们的作用是在大胶粒形成桥堵之后进一步进行堆积桥堵，因此1到1/7以下的胶粒都是必要的。胶粒在压力的作用下产生形变。并可使用交联剂使二种独立的聚合物键交联在一起。(3)漏前、漏后立压变化法套压未变化，最终关井油起钻静止后，让漏入地层的钻井液因其静切力的增大，起到粘结封堵作用；(4)气体型流体钻井期间执行24小时干部值班制度，出现情况及时处理。P

9、VVnkDDHnfnfnn21112/484漏BPVnkDDHnfnn31112108 . 9/484漏212211HHH212261210274. 1DDTTQLHQQDDtH/1/110274. 121226QVTt 20in*400m17-1/2in*2000m静液面静液面200m下钻位置下钻位置1200m可疑漏层可疑漏层900m17-1/2in*1900m12-1/4in*3200m静液面在井口静液面在井口下钻位置下钻位置2700m可疑漏层可疑漏层2500m静漏HHP3108 . 9平衡原理的解读平衡原理的解读3、适应范围：(1)微小裂缝或孔隙性地层引起的部分漏失；川东双21井(如图)

10、，244.起钻至4364m套管内，配桥接材料堵漏浆29.另外要注意的是采用这种方法时应尽量下光钻杆，如带钻头要去掉喷嘴，不然选择的桥接材料尺寸必须首先满足喷嘴尺寸，以避免堵塞钻头。(4) “拉筋”作用在制备常规胶联水泥时，可用常规油井水泥（A级、B级、H级或G级水泥）代替镁氧水泥。故封死这个水层是解决这口井漏失的关键。(1)漏失通道的开口几何尺寸越大，井漏越严重；川东亭4井(如图)，339.D、D1、D2钻具内径、钻具外径、井眼直径，m；川东矿区卧126井，245mm技术套管下至982m。HD复合桥接堵漏剂，当其颗粒以大于5目的粗颗粒为主时，可在3MPa压差下堵住宽度9mm以上的裂缝；6，主要

11、用于浅井中深井段的堵漏；在北海油田的钻井经验表明，新钻井在距注水井很近的情况下，由于注入的海水冷却了地层，所以发生了漏失。(2)有较大量的地层水产出；近两年，川渝地区分别在正坝1井、核桃1井、大天9井和矿2井4口井上开展了空气、泡沫、微泡沫、充气流体钻井治漏试验，钻井总进尺1478.最近这项技术有了新的发展，使用预处理的钻井液来钻穿弱层，使井眼周围形成压力安全壳。(1)间接挤替法堵漏时，将光钻杆下至漏层底部，并把堵漏浆液替到漏失井段，起钻至堵漏浆液上面，关井小排量反复挤压。在制备常规胶联水泥时，可用常规油井水泥（A级、B级、H级或G级水泥）代替镁氧水泥。(3)堵漏时首先要考虑建立有效的止流屏障

12、或隔水屏障； : 来源于植物、动物、矿物，以及一来源于植物、动物、矿物，以及一系列合成纤维，如锯末、各种树木粉末、棉系列合成纤维，如锯末、各种树木粉末、棉纤维、皮革粉、亚麻纤维、花生壳、玉米心、纤维、皮革粉、亚麻纤维、花生壳、玉米心、纸纤维、甘蔗渣、棉籽壳、石棉粉、废棕绳纸纤维、甘蔗渣、棉籽壳、石棉粉、废棕绳等，它们在堵漏浆液中起悬浮作用，在形成等，它们在堵漏浆液中起悬浮作用，在形成的堵塞中它们纵横交错，相互拉扯，因此又的堵塞中它们纵横交错，相互拉扯，因此又被称为被称为“悬浮拉筋剂悬浮拉筋剂”。 n桥接堵漏剂没有统桥接堵漏剂没有统的规格，美国通常将颗粒状材的规格，美国通常将颗粒状材料分为粗、中

13、、细三级，粗粒介于料分为粗、中、细三级，粗粒介于410目之间，目之间，中粒介于中粒介于1220目之间，细粒小于目之间，细粒小于20目。在我国目。在我国一般分为一般分为5种规格种规格45目、目、57目、目、79目、目、912目、小于目、小于12目。片状材料一般应通过目。片状材料一般应通过4目筛，以目筛，以防堵塞钻头水眼，柔性片状材料的尺寸可达防堵塞钻头水眼，柔性片状材料的尺寸可达25.4mm。片状材料要求具有一定的抗水性，水泡。片状材料要求具有一定的抗水性，水泡24h后其强度不得降低一半，在原处反复折叠不断后其强度不得降低一半，在原处反复折叠不断裂。柔性大者其厚度可为裂。柔性大者其厚度可为0.2

14、5mm，柔性差者厚度，柔性差者厚度为为0.0130.1mm。表。表51列举了四川石油管理列举了四川石油管理局所采用的云母片的筛析结果。纤维状堵漏剂通常局所采用的云母片的筛析结果。纤维状堵漏剂通常分为四种分为四种47目、目、712目、目、1240目、目、40目以目以下。下。 4、桥接堵漏材料的物理化学特性、桥接堵漏材料的物理化学特性 （1）结构特征）结构特征 从生物显微镜的照片上可以清晰地看到各类桥接堵从生物显微镜的照片上可以清晰地看到各类桥接堵漏材料的结构特征。漏材料的结构特征。 核桃壳颗粒分明、棱角突出，是堵漏架桥的理核桃壳颗粒分明、棱角突出，是堵漏架桥的理想材料；云母片光滑明亮、片理清楚；

15、棉籽壳含有想材料；云母片光滑明亮、片理清楚；棉籽壳含有细长纤维，并夹有片状壳体；花生壳以片状为主，细长纤维，并夹有片状壳体；花生壳以片状为主，片状间以纤维相连，兼有纤维状与片状材料的双重片状间以纤维相连，兼有纤维状与片状材料的双重特征；甘蔗渣纤维致密、韧性良好；石棉材质松散，特征；甘蔗渣纤维致密、韧性良好；石棉材质松散，纤维长而坚韧，并具有耐高温的特性。纤维长而坚韧，并具有耐高温的特性。4、桥接堵漏材料的物理化学特性、桥接堵漏材料的物理化学特性（2）机械性能）机械性能材料名称材料名称密密 度度g/cmg/cm3 3熔点熔点莫氏硬度莫氏硬度抗压能力抗压能力MpaMpa核桃壳核桃壳1.21.21.

16、41.41481483 31414贝壳贝壳2.72.73.13.11481482.52.53 32.182.18云母云母2.72.72.82.81481483 317.617.6蛭石蛭石2.42.42.72.71481481 11.51.55.65.6石英石英2.22.21481487 72828核桃壳、贝壳、云母、蛭石等都是较理想的堵漏材料，而石英砂由于材质过于坚硬，加工比较困难，因此一般不作为堵漏材料。4、桥接堵漏材料的物理化学特性、桥接堵漏材料的物理化学特性（3）温度影响）温度影响 绝大多数桥接堵漏材料在绝大多数桥接堵漏材料在120以下性能基本以下性能基本不变，不变，120以上时部分材料

17、性能有所改变，当温以上时部分材料性能有所改变，当温度高达度高达180时，云母、蛭石、贝壳及石棉等材料时，云母、蛭石、贝壳及石棉等材料性能基本不变，而核桃壳、甘蔗渣、谷壳等强度有性能基本不变，而核桃壳、甘蔗渣、谷壳等强度有所下降，锯末、纸屑和棉籽壳等部分烧焦。说明对所下降，锯末、纸屑和棉籽壳等部分烧焦。说明对于一般性质的井漏，上述材料均能适用，但对于超于一般性质的井漏，上述材料均能适用，但对于超深井或高温井深井或高温井,上面的一些材料就不合适了。上面的一些材料就不合适了。4、桥接堵漏材料的物理化学特性、桥接堵漏材料的物理化学特性（4）浸泡试验）浸泡试验 除锯末、花生壳、纸屑、棉籽壳、甘蔗除锯末、

18、花生壳、纸屑、棉籽壳、甘蔗渣等纤维物质在浸泡中略有吸水或吸油变软渣等纤维物质在浸泡中略有吸水或吸油变软外，其它材料性能基本不变，变化程度以油外，其它材料性能基本不变，变化程度以油或油基泥浆比水或普通泥浆要好。作为架桥或油基泥浆比水或普通泥浆要好。作为架桥材料的核桃壳、橡胶粒等，其性能受液体的材料的核桃壳、橡胶粒等，其性能受液体的影响极小，核桃壳经油浸后，颜色光亮、韧影响极小，核桃壳经油浸后，颜色光亮、韧性好，强度也略有增高。说明上述材料均适性好，强度也略有增高。说明上述材料均适用于水基和油基泥浆。用于水基和油基泥浆。4、桥接堵漏材料的物理化学特性、桥接堵漏材料的物理化学特性（5）桥接堵漏材料对

19、泥浆性能的影响）桥接堵漏材料对泥浆性能的影响 在泥浆中加入核桃壳、云母等材料，对在泥浆中加入核桃壳、云母等材料，对泥浆性能影响不大。而锯末、棉籽壳、甘蔗泥浆性能影响不大。而锯末、棉籽壳、甘蔗渣、石棉等材料都对泥浆有着不同的增粘作渣、石棉等材料都对泥浆有着不同的增粘作用，其中以棉籽壳、甘蔗渣、石棉等对泥浆用，其中以棉籽壳、甘蔗渣、石棉等对泥浆的增粘尤为显著；多数材料的加入，都使泥的增粘尤为显著；多数材料的加入，都使泥浆的失水有所增加，但影响不大。浆的失水有所增加，但影响不大。80m，钻塞后未漏，恢复正常钻进。停用固控设备，防止除掉桥接剂。5m井段为大溶洞，且向西南方向倾斜，其倾角为7089，该井

20、段几乎无完整井壁。微泡沫的“气锁”效应起到了很好的封堵作用，固井时水泥浆顺利返至地面。99g/cm3的泥浆，钻至井深4176.在钻井工业中，像尼龙和聚丙烯纤维也被用作堵漏材料，但是这些纤维在水泥浆中的分散能力不强，极易堵塞泵和漂浮设备，经常能看到纤维呈“小绒球”状漂浮在水泥浆的表面。(1)利用空气、充气或泡沫等钻过全部漏失井段后下套管封隔；(3)漏失通道倾角越大，井漏越严重；(1)测定静液面深度H0，计算漏层压力(3)排量：排量越大，循环压耗越大，漏速越大。D2，D1井眼直径和钻具外径，mm。整个施工过程中，罗注1井油(2)起钻至堵漏要求的井深位置，以10L/S左右的排量依次注前置隔离液、水泥

21、浆、后置隔离液；3、国内外处理溶洞井漏的主要方法而比以前南路易斯安那州所钻的一口高温深井中更安全的钻达设计深度。川东亭4井(如图)，339.核桃壳（49目）：云母：锯末：棉籽壳=314：35：23：23(4)井场供水充足，能保证强行钻进所需大量用水。水泥浆、桥接堵漏材料一般都具有较好的堵漏效果，但不易解堵，不适宜油气层堵漏。一、气体型流体的主要类型我们在这里所指的“井漏”是：在油气钻井作业过程中，钻井液漏入地层的一种井下复杂情况。(6)“卡喉卡喉”作用作用 作为作为“架桥剂架桥剂”的颗粒状桥接堵漏材料，的颗粒状桥接堵漏材料，在通过地层中漏失通道时，能在其凹凸不平在通过地层中漏失通道时，能在其凹

22、凸不平的粗糙表面及狭窄部位产生挂阻并的粗糙表面及狭窄部位产生挂阻并“架桥架桥”。所谓所谓“架桥架桥”，不仅仅指的是颗粒材料，不仅仅指的是颗粒材料“单单板板”式的式的“架桥架桥”，多数情况下是多颗粒材，多数情况下是多颗粒材料相互支撑、相互依托的堆砌式料相互支撑、相互依托的堆砌式“架桥架桥”。由于颗粒状材料材质硬、力臂短、应力分散，由于颗粒状材料材质硬、力臂短、应力分散，因此一旦因此一旦“架桥架桥”，就具有相当强的抗压能，就具有相当强的抗压能力，在其它材料的配合作用下，能有效地封力，在其它材料的配合作用下，能有效地封堵漏层。堵漏层。n对于颗粒状桥接堵漏材料的架桥机理，国外有关学对于颗粒状桥接堵漏材

23、料的架桥机理，国外有关学者进行了更为深入的研究。美国桑迪拉实验室针对者进行了更为深入的研究。美国桑迪拉实验室针对裂缝性漏失地层，建立了单颗粒材料和多颗粒材料裂缝性漏失地层，建立了单颗粒材料和多颗粒材料的桥堵模式。的桥堵模式。n模式的研究表明，宽广的颗粒尺寸分布，有利于获模式的研究表明，宽广的颗粒尺寸分布，有利于获得大量组合颗粒尺寸来桥堵大范围的裂缝宽度，但得大量组合颗粒尺寸来桥堵大范围的裂缝宽度，但是只有一定尺寸的颗粒才能产生稳定的桥堵，而且是只有一定尺寸的颗粒才能产生稳定的桥堵，而且双颗粒稳定桥堵形成的可能性会随颗粒尺寸的增加双颗粒稳定桥堵形成的可能性会随颗粒尺寸的增加而降低，形成桥堵的强度

24、则增加。颗粒状材料的浓而降低，形成桥堵的强度则增加。颗粒状材料的浓度不会明显影响桥堵的承压能力，但会增加桥堵形度不会明显影响桥堵的承压能力，但会增加桥堵形成的可能性。成的可能性。n日本学者针对渗透性漏失，提出三颗粒相接和四颗粒相接的日本学者针对渗透性漏失，提出三颗粒相接和四颗粒相接的架桥模型理论，模型中以球代表颗粒。架桥模型理论，模型中以球代表颗粒。n研究球形相接模型的目的，是为了更好地选择堵漏材料粒径研究球形相接模型的目的，是为了更好地选择堵漏材料粒径的配比，特别是有效粒径对堵漏的效果至关重要。研究表明，的配比，特别是有效粒径对堵漏的效果至关重要。研究表明，上述两种理论模型在实际中都是存在的

25、，但三球相接模型占上述两种理论模型在实际中都是存在的，但三球相接模型占多数。多数。 n对于三颗粒相接架桥理论来说，形成最佳桥堵的粒径比为对于三颗粒相接架桥理论来说，形成最佳桥堵的粒径比为10.15。n 四颗粒相接架桥理论模型的研究表明，从第一颗粒到第四四颗粒相接架桥理论模型的研究表明，从第一颗粒到第四颗粒的粒径比是颗粒的粒径比是1040.10.05，也就是说，按照上述粒径，也就是说，按照上述粒径比组合复配而成的堵漏剂，能有效快速地封堵漏层。比组合复配而成的堵漏剂，能有效快速地封堵漏层。(2)堵塞和嵌入作用堵塞和嵌入作用n上述上述“架桥架桥”作用形成以后，仅仅形成了封作用形成以后，仅仅形成了封堵

26、漏失通道的基本骨架，漏失通道由大变小，堵漏失通道的基本骨架，漏失通道由大变小，由小变微，但还没有彻底消除漏失通道的相由小变微，但还没有彻底消除漏失通道的相互连通。这时，堵漏浆液中的纤维状材料、互连通。这时，堵漏浆液中的纤维状材料、片状材料和细颗粒材料，在压差的作用下对片状材料和细颗粒材料，在压差的作用下对“桥架桥架”中的微小孔道和地层中的原有小裂中的微小孔道和地层中的原有小裂缝进行嵌入和堵塞，从而完全消除井漏，达缝进行嵌入和堵塞，从而完全消除井漏，达到堵漏的目的。到堵漏的目的。(3)渗滤作用渗滤作用n堵漏浆液中的桥接材料，具有增大堵漏浆液中的桥接材料，具有增大浆液高压失水的作用，形成较厚的浆液

27、高压失水的作用，形成较厚的滤饼。这些滤饼在压差的作用下，滤饼。这些滤饼在压差的作用下，被挤入地层裂缝，形成楔塞，增强被挤入地层裂缝，形成楔塞，增强堵漏效果。堵漏效果。(4)在滤饼中的在滤饼中的“拉筋拉筋”作用作用n堵漏浆液在压差的作用下失水形成滤饼填塞堵漏浆液在压差的作用下失水形成滤饼填塞时，各类堵漏材料，尤其是纤维状和片状材时，各类堵漏材料，尤其是纤维状和片状材料被夹在滤饼之中起到了强有力的料被夹在滤饼之中起到了强有力的“拉筋拉筋”作用，同时大大加强了楔塞的机械强度。这作用，同时大大加强了楔塞的机械强度。这样，由基本样，由基本 “桥架桥架”和填塞物以及含和填塞物以及含“拉筋拉筋”材料的滤饼共

28、同在漏失通道中形成塞状的封材料的滤饼共同在漏失通道中形成塞状的封堵垫层，这种塞状的垫层在漏层中的移动十堵垫层，这种塞状的垫层在漏层中的移动十分困难，故能达到堵漏的目的。分困难，故能达到堵漏的目的。 (5)膨胀堵塞作用膨胀堵塞作用 n桥接堵漏材料大部分属于木质纤维类物质，这桥接堵漏材料大部分属于木质纤维类物质，这些材料在水或水基泥浆的浸泡下，具有一定的些材料在水或水基泥浆的浸泡下，具有一定的吸水膨胀性。因此，当桥接堵漏材料被挤进地吸水膨胀性。因此，当桥接堵漏材料被挤进地层裂缝形成层裂缝形成“桥堵垫层桥堵垫层”后，受到地层中液体后，受到地层中液体的浸泡膨胀，可增加的浸泡膨胀，可增加“桥堵垫层桥堵垫

29、层”的封堵能力。的封堵能力。(6)“卡喉卡喉”作用作用n地层中存在有许多形状不一的裂缝、孔隙，地层中存在有许多形状不一的裂缝、孔隙，它们互相交错、延伸。对一条漏失通道来说，它们互相交错、延伸。对一条漏失通道来说，始终有其最窄小的部位，这就是始终有其最窄小的部位，这就是“喉道喉道”，在此在此“架桥架桥”就是我们所说的就是我们所说的“卡喉卡喉”作用。作用。桥接堵漏材料就是针对这些桥接堵漏材料就是针对这些“喉道喉道”部位发部位发挥架桥、填塞、嵌入等作用来形成机械堵塞，挥架桥、填塞、嵌入等作用来形成机械堵塞，从而达到消除井漏的目的。从而达到消除井漏的目的。 从桥接堵漏材料的基本作用原理，可以总结出对桥

30、接堵漏从桥接堵漏材料的基本作用原理，可以总结出对桥接堵漏材料的主要功能要求。就颗粒状材料而言，它们必须有适当的材料的主要功能要求。就颗粒状材料而言，它们必须有适当的几何尺寸和机械性能，以便能承受作用于桥塞上的压差。一般几何尺寸和机械性能，以便能承受作用于桥塞上的压差。一般认为，若是流体中含有一定浓度的、其粒径为漏失通道宽度约认为，若是流体中含有一定浓度的、其粒径为漏失通道宽度约三分之一的硬颗粒，那么漏失通道便容易被堵住。换句话说，三分之一的硬颗粒，那么漏失通道便容易被堵住。换句话说，就是在堵漏过程中，颗粒状材料的最佳尺寸是地层中漏失通道就是在堵漏过程中，颗粒状材料的最佳尺寸是地层中漏失通道开口

31、尺寸的三分之一，此时方能形成稳定的桥堵。在稳定的桥开口尺寸的三分之一，此时方能形成稳定的桥堵。在稳定的桥堵形成过程中，颗粒状材料必须具有足够的抗压、抗张和抗剪堵形成过程中，颗粒状材料必须具有足够的抗压、抗张和抗剪切的强度才能承受由压差引起的弯曲应力和纵向应力。同时，切的强度才能承受由压差引起的弯曲应力和纵向应力。同时，颗粒状材料还必须具有足够的硬度，以防止颗粒应力形变而改颗粒状材料还必须具有足够的硬度，以防止颗粒应力形变而改变其几何形状而降低堵漏效果。就纤维状和片状材料而言，它变其几何形状而降低堵漏效果。就纤维状和片状材料而言，它们必须有能力在堵桥上形成密封，以降低堵塞渗透率。也就是们必须有能

32、力在堵桥上形成密封，以降低堵塞渗透率。也就是说，它们必须具有足够的强度，才能桥接填塞住颗粒状材料中说，它们必须具有足够的强度，才能桥接填塞住颗粒状材料中的间隙，而且还必须具有足够的弹性和塑性，才能变形封堵大的间隙，而且还必须具有足够的弹性和塑性，才能变形封堵大部分缝隙的有效流动面积。对这一类材料功能的要求，显然不部分缝隙的有效流动面积。对这一类材料功能的要求，显然不同于对颗粒状材料功能的要求，原因是几乎没有一种材料能完同于对颗粒状材料功能的要求，原因是几乎没有一种材料能完全同时具备上述两类材料的功能。因此，坚硬的颗粒状材料与全同时具备上述两类材料的功能。因此，坚硬的颗粒状材料与易弯曲的纤维状和

33、片状材料的复合物才能提供最佳的裂缝封堵易弯曲的纤维状和片状材料的复合物才能提供最佳的裂缝封堵特性。特性。 5.桥接堵漏材料的封堵特性桥接堵漏材料的封堵特性n单一的桥接堵漏材料能封堵的裂缝大小与材单一的桥接堵漏材料能封堵的裂缝大小与材料加入的浓度和粒度有关。一般而言，单一料加入的浓度和粒度有关。一般而言，单一材料可封堵住比其自身粒度直径大材料可封堵住比其自身粒度直径大23倍的倍的裂缝，而单一材料的最佳浓度则因材料的不裂缝，而单一材料的最佳浓度则因材料的不同而存在差别。单一材料的封堵能力往往是同而存在差别。单一材料的封堵能力往往是很有限的，由于不同材料的组合能相互增效，很有限的，由于不同材料的组合

34、能相互增效，因此桥接堵漏材料的复配使用，能大大提高因此桥接堵漏材料的复配使用，能大大提高其封堵能力。其封堵能力。 美国桑迪拉实验室针对裂缝性漏失地层，建立了单颗粒材料和多颗粒材料的桥堵模式。川东亭4井(如图)，339.同时，水泥浆中的固体颗粒填塞在网状结构内形成隔离带，阻止水的漏失（见图1和图2）。采用此种纤维水泥混合堵漏剂的关键在其纤维的长度及水泥的粒度，以及二者之间的比例。井漏发生后，用桥浆、速凝水泥共堵漏13次无效。广泛被接受的方法是封堵小裂缝，其原理是通过颗粒堵塞岩石的孔隙喉道。从桥接堵漏材料的基本作用原理，可以总结出对桥接堵漏材料的主要功能要求。钻井治漏技术(4)重晶石塞水泥浆复合堵

35、漏在卸开方钻杆之前，必须对立管和钻具内的压缩空气泄压。第三部分：预防与处理井漏的 基本思路和程序整个施工过程中，罗注1井油2、选用合理的钻具结构，一方面增大环空间隙，另一方面防止起下钻时破坏井壁滤饼；Sarawak Shell Berhad公司研究开发出兼备润滑性能的弹性石墨炭新型堵漏材料。3、适应范围：(1)微小裂缝或孔隙性地层引起的部分漏失；六、承压试验与先期堵漏一般而言，单一材料可封堵住比其自身粒度直径大23倍的裂缝，而单一材料的最佳浓度则因材料的不同而存在差别。美国桑迪拉实验室针对裂缝性漏失地层，建立了单颗粒材料和多颗粒材料的桥堵模式。说明上述材料均适用于水基和油基泥浆。5.桥接堵漏材

36、料的封堵特性桥接堵漏材料的封堵特性n颗粒状桥接堵漏材料一般分为粗、中、细三种规格。颗粒状桥接堵漏材料一般分为粗、中、细三种规格。各组分间的重量比约为各组分间的重量比约为111，可根据实际情况灵活，可根据实际情况灵活掌握。颗粒粒径大小也应视裂缝大小而定，但最粗掌握。颗粒粒径大小也应视裂缝大小而定，但最粗的材料粒径一般在裂缝尺寸的三分之一较为合适。的材料粒径一般在裂缝尺寸的三分之一较为合适。n颗粒状、片状和纤维状堵漏材料之比一般为颗粒状、片状和纤维状堵漏材料之比一般为521，其中片状和纤维状材料在堵漏浆液中加量一般不得其中片状和纤维状材料在堵漏浆液中加量一般不得超过超过5，否则将大量吸水而使泥浆变

37、稠，导致泵，否则将大量吸水而使泥浆变稠，导致泵送困难。送困难。n其它材料加量也应控制在其它材料加量也应控制在7以内，因为单一规格以内，因为单一规格材料的加量在材料的加量在5时，已能较大限度的发挥其堵塞时，已能较大限度的发挥其堵塞能力，加多了会造成施工困难和造成堵剂的浪费。能力，加多了会造成施工困难和造成堵剂的浪费。5.桥接堵漏材料的封堵特性桥接堵漏材料的封堵特性6.复合桥接堵漏材料复合桥接堵漏材料 n随着人们对桥接堵漏材料认识的深入，随着人们对桥接堵漏材料认识的深入，在应用上早已完成了从单一材料向复配在应用上早已完成了从单一材料向复配使用方向上的转化。但是，长期以来盲使用方向上的转化。但是，长

38、期以来盲目的混合使用，掩盖了复配的实质，影目的混合使用，掩盖了复配的实质，影响了复合堵剂的发展。近年来，人们更响了复合堵剂的发展。近年来，人们更加深入地研究了桥堵材料之间、粒径大加深入地研究了桥堵材料之间、粒径大小之间的关系，开发出了各种具有较高小之间的关系，开发出了各种具有较高实用价值的复合桥接堵漏材料，使桥接实用价值的复合桥接堵漏材料，使桥接堵漏材料的应用得到了进一步发展。堵漏材料的应用得到了进一步发展。6.复合桥接堵漏材料复合桥接堵漏材料 (1)橡胶粒复合堵漏剂橡胶粒复合堵漏剂 橡胶粒复合堵漏剂是一种新型的桥接堵漏剂。橡胶粒复合堵漏剂是一种新型的桥接堵漏剂。这种堵漏剂比单一的堵漏剂好，它

39、可以充分发挥各这种堵漏剂比单一的堵漏剂好，它可以充分发挥各种物质的合力作用，具有较好的弹性和挂阻特征。种物质的合力作用，具有较好的弹性和挂阻特征。进入裂缝后能产生较高的桥塞强度，所以能达到快进入裂缝后能产生较高的桥塞强度，所以能达到快速、安全堵漏的目的。其堵塞机理是靠橡胶粒在裂速、安全堵漏的目的。其堵塞机理是靠橡胶粒在裂缝内形成桥塞骨架，在充填剂作用下达到密封，通缝内形成桥塞骨架，在充填剂作用下达到密封，通过静止形成内泥饼而达到堵漏的目的。过静止形成内泥饼而达到堵漏的目的。(1)橡胶粒复合堵漏剂橡胶粒复合堵漏剂n橡胶粒复合堵漏剂的组成橡胶粒复合堵漏剂的组成 橡胶粒橡胶粒35，核桃壳，核桃壳20

40、，贝壳粉，贝壳粉15，锯末，锯末10，棉籽壳，棉籽壳12，花生，花生壳壳5，稻草，稻草3。(1)橡胶粒复合堵漏剂橡胶粒复合堵漏剂n橡胶粒在复合堵剂中的作用橡胶粒在复合堵剂中的作用 胶粒可用废旧的橡胶，如轮胎胶等加工而成。它胶粒可用废旧的橡胶，如轮胎胶等加工而成。它具有一定的强度和很好的弹性。室温下测得胶粒的具有一定的强度和很好的弹性。室温下测得胶粒的破碎压力在破碎压力在50MPa以上，弹性模量为以上，弹性模量为80MPa，弹，弹性系数为性系数为045。 胶粒在压力的作用下产生形变。反之，胶粒发胶粒在压力的作用下产生形变。反之，胶粒发生形变后就会产生相应的反弹力。这种反弹力如果生形变后就会产生相

41、应的反弹力。这种反弹力如果作用在胶粒相接触的层面间，必定会增大接触面间作用在胶粒相接触的层面间，必定会增大接触面间的摩擦阻力。根据这一理论，如果用胶粒堵漏，设的摩擦阻力。根据这一理论，如果用胶粒堵漏，设法使其进入裂缝内，产生一定程度的形变，就会使法使其进入裂缝内，产生一定程度的形变，就会使胶粒和缝壁之间产生很大摩擦力，借此摩擦阻力，胶粒和缝壁之间产生很大摩擦力，借此摩擦阻力，在撤去外力后，胶粒就会获得一定的稳定性而形成在撤去外力后，胶粒就会获得一定的稳定性而形成桥塞骨架。桥塞骨架。橡胶粒在复合堵剂中的作用橡胶粒在复合堵剂中的作用 这种骨架能否形成取决于胶粒的粒这种骨架能否形成取决于胶粒的粒度，

42、如果我们选择的胶粒粒度合适，再度，如果我们选择的胶粒粒度合适，再配合其它一些填充和固化性材料，必定配合其它一些填充和固化性材料，必定能达到堵漏目的。胶粒的密度在能达到堵漏目的。胶粒的密度在1.1721.270gcm3之间，能够均匀之间，能够均匀地分散于泥浆当中，并能吸附泥浆中的地分散于泥浆当中，并能吸附泥浆中的粘土等物质形成一层吸附膜，具有一定粘土等物质形成一层吸附膜，具有一定的粘结能力，胶粒呈不规则多面体，能的粘结能力，胶粒呈不规则多面体，能与缝壁产生较大摩擦力。这些特性表明，与缝壁产生较大摩擦力。这些特性表明，胶粒是一种很好的堵漏材料。胶粒是一种很好的堵漏材料。 橡胶粒在复合堵剂中的作用橡

43、胶粒在复合堵剂中的作用 胶粒是一种柔性桥堵材料，选择胶粒的粒度，胶粒是一种柔性桥堵材料，选择胶粒的粒度，应首先研究胶粒在裂缝内的行为，即胶粒以何种方应首先研究胶粒在裂缝内的行为，即胶粒以何种方式产生桥堵。作为桥堵剂不仅应易于产生桥堵，而式产生桥堵。作为桥堵剂不仅应易于产生桥堵，而且应具有一定的强度。很多研究者认为，桥堵材料且应具有一定的强度。很多研究者认为，桥堵材料的颗粒应为裂缝宽度的至之间，才能获得比较稳定的颗粒应为裂缝宽度的至之间，才能获得比较稳定的桥堵。这种理论对于坚的桥堵。这种理论对于坚 硬材料而言是合理的。硬材料而言是合理的。因为硬颗粒的弹性形变极小，象核桃壳之类，颗粒因为硬颗粒的弹

44、性形变极小，象核桃壳之类，颗粒尺寸若大于裂口宽度，只能在缝口桥堵，这种桥堵尺寸若大于裂口宽度，只能在缝口桥堵，这种桥堵很不稳定，在泥浆流动和钻具运动时都会很快被解很不稳定，在泥浆流动和钻具运动时都会很快被解堵；堵；1至裂缝宽度的颗粒不可能产生两个颗粒桥堵，至裂缝宽度的颗粒不可能产生两个颗粒桥堵，而恰好相当裂口宽度的颗粒事实上是很难选择的；而恰好相当裂口宽度的颗粒事实上是很难选择的；小于的颗粒粒度太细，产生桥堵的机率太低，也是小于的颗粒粒度太细，产生桥堵的机率太低，也是不可取的。不可取的。橡胶粒在复合堵剂中的作用橡胶粒在复合堵剂中的作用 对于胶粒而言，它在裂缝内的行为和核桃壳就对于胶粒而言，它在

45、裂缝内的行为和核桃壳就有许多不同之处，它可以选择大于裂口宽度的胶粒，有许多不同之处，它可以选择大于裂口宽度的胶粒，在外力的作用下进入裂缝内，而形成单桥在外力的作用下进入裂缝内，而形成单桥(图图513)。这种单桥有一定的强度，且有。这种单桥有一定的强度，且有100的成堵机的成堵机率。胶粒在裂缝内形成两个以上的桥堵是不易的率。胶粒在裂缝内形成两个以上的桥堵是不易的(图图514)，虽然也能产生瞬间桥堵，但在压差的作用，虽然也能产生瞬间桥堵，但在压差的作用下，胶粒将变形，到一定程度桥堵就会破坏。无论下，胶粒将变形，到一定程度桥堵就会破坏。无论是平行裂缝还是楔形裂缝，只有两个以上胶粒的桥是平行裂缝还是楔

46、形裂缝，只有两个以上胶粒的桥堵都不易形成而且强度很低。单个胶粒桥堵不论在堵都不易形成而且强度很低。单个胶粒桥堵不论在平行裂缝还是楔形裂缝内都易于形成，其强度随变平行裂缝还是楔形裂缝内都易于形成，其强度随变形程度的增大而增大，通过粗略计算，得出不同裂形程度的增大而增大，通过粗略计算，得出不同裂缝、不同压力可选择的大于裂口宽度的胶粒尺寸。缝、不同压力可选择的大于裂口宽度的胶粒尺寸。橡胶粒在复合堵剂中的作用橡胶粒在复合堵剂中的作用 进一步研究表明，单个胶粒桥堵的致密程度是进一步研究表明，单个胶粒桥堵的致密程度是很差的。胶粒之间有一定的孔隙，还须进一步封堵，很差的。胶粒之间有一定的孔隙，还须进一步封堵

47、，这就需要配合一定量的小于裂口宽度的胶粒，这些这就需要配合一定量的小于裂口宽度的胶粒，这些胶粒的选择同样应根据它们的大小而定，它们的作胶粒的选择同样应根据它们的大小而定，它们的作用是在大胶粒形成桥堵之后进一步进行堆积桥堵，用是在大胶粒形成桥堵之后进一步进行堆积桥堵，因此因此1到到1/7以下的胶粒都是必要的。但是，不同以下的胶粒都是必要的。但是，不同粒度的胶粒相互匹配应有一定的比例，通过实验测粒度的胶粒相互匹配应有一定的比例，通过实验测得大小颗粒的比例为大于裂口宽度的胶粒占得大小颗粒的比例为大于裂口宽度的胶粒占4050，11/2的胶粒占的胶粒占1020，小于的，小于的1/2胶粒占胶粒占3040，

48、不仅有一定的强度，而且比，不仅有一定的强度，而且比较致密。较致密。2.FDJ复合堵漏剂复合堵漏剂 FDJ复合堵漏剂是以惰性硬堵材料为主要原料，以无机盐为增强剂，以聚合物为助效剂，通过优选各类硬性堵漏材料的配比、单一硬性堵漏材料的粒级分布、增强剂、助效剂等，研制出的复合堵漏剂。该堵漏剂包括适应小漏速(10m3/h)堵漏的FDJ一1，适应中等漏速(10 30m3/h)堵漏的FDJ一2和适应大漏速(3050m3/h)堵漏的FDJ一3。 FDJ在一般情况下的推荐用量（以FDJ在堵漏液中的浓度计）如下FDJ1为2%5%；FDJ2为3%8%。长段漏层、漏层不清，抢钻后堵漏时可提高至10%12%；FDJ3为

49、5%10%。严重漏失时可提高至10%15%。3.HD桥接复合堵漏剂桥接复合堵漏剂nHD桥接复合堵漏剂是通过堵漏模拟试验台架对桥接复合堵漏剂是通过堵漏模拟试验台架对10种桥堵剂种桥堵剂进行正交试验优选出的最佳配方。进行正交试验优选出的最佳配方。nHD桥堵剂由核桃壳、云母、橡胶、棕丝、蛭石、棉籽壳、桥堵剂由核桃壳、云母、橡胶、棕丝、蛭石、棉籽壳、锯末复配而成，其配比为锯末复配而成，其配比为3230.12，11。n HD复合桥接堵漏剂，当其颗粒以大于复合桥接堵漏剂，当其颗粒以大于5目的粗颗粒为主时，目的粗颗粒为主时，可在可在3MPa压差下堵住宽度压差下堵住宽度9mm以上的裂缝；当其以中、以上的裂缝；

50、当其以中、细颗粒细颗粒(520目目)为主时，可堵住宽度为主时，可堵住宽度9mm以下的裂缝。以下的裂缝。n 如果在如果在HD复合桥接堵漏剂所配浆液中增加复合桥接堵漏剂所配浆液中增加2单向压力单向压力封闭剂，则可进一步提高堵漏效果，所堵裂缝宽度可增加封闭剂，则可进一步提高堵漏效果，所堵裂缝宽度可增加12mm。 4.915、917复合桥接堵漏材料复合桥接堵漏材料 915、917复合桥接堵漏材料是辽河石复合桥接堵漏材料是辽河石油勘探局泥浆公司研制的。油勘探局泥浆公司研制的。915由由30核桃核桃壳、壳、45棉籽壳与锯末、棉籽壳与锯末、25蛭石与云母蛭石与云母片组配而成；片组配而成；917由由20核桃壳