裂缝性地层

摘要： 哈萨克斯坦肯基亚克盐下油田同一裸眼段高低压同存,施工过程中上部高压气层频繁气侵,下部井段漏失频发,给钻井施工及井控安全带来极大风险。通过研究分析喷漏同存各种形式及处理技术,针对H80X四开上喷下漏的施工难题,应用防漏堵漏、控制释放高压气层能量、欠平衡等方法,确保了安全施工。同时针对喷漏同存的施工难题,建议应进一步探讨优化井身结构、优选防漏堵漏方法等,从而提升施工的安全性和有效性。

摘要： 针对深层裂缝性地层在初次堵漏失败后多发生漏失量更大的重复性漏失的问题,设计并进行了裂缝面间摩擦滑动(简称缝面摩滑)前后的裂缝封堵模拟试验,以钻井液环境下岩板与岩块的摩擦滑动试验、基于微压痕的岩石力学参数测试、表面三维扫描等手段为辅,分析了钻井液侵入对天然裂缝缝面摩滑的诱发作用,探讨了缝面摩滑对裂缝性储层钻井液漏失的影响。油基钻井液或水基钻井液侵入天然裂缝,均能使岩石缝面摩擦因数减小,油基钻井液使岩石缝面摩擦因数减小的作用更强,这会诱发缝面摩滑形成错位裂缝,为钻井液漏失加剧提供通道和空间;缝面摩滑可使裂缝渗透率升高,导致钻井液封堵能力降低,钻井液漏失加剧;摩滑后缝面更光滑,可能会进一步扩大错位程度,使裂缝长度和宽度大幅增大,造成钻井液漏失加剧。研究结果表明,缝面摩滑是导致深部裂缝性地层钻井液漏失加剧的原因之一,提高天然裂缝面之间的摩擦因数、有效控制缝面摩滑可控制深部裂缝性地层的钻井液漏失。

摘要： 井漏是钻井过程中最常见的井下复杂问题,是制约井下安全、影响钻井进度的主要因素之一,而钻井液漏失模型较少考虑裂缝临界宽度、裂缝壁面粗糙度以及综合因素对漏失的影响,从而导致漏失机制对现场堵漏指导性较差。针对此问题,基于非牛顿流体力学理论,建立径向粗糙裂缝漏失模型,厘清裂缝临界宽度、裂缝粗糙度以及综合漏失因子等因素对漏失的影响,形成新的防漏堵漏设计准则。结果表明钻井液漏失量随裂缝宽度增加而增加,随钻井液流变性、裂缝粗糙度及综合漏失因子增加而减小;依据裂缝临界宽度,裂缝性地层漏失可分为微尺度、中尺度和大尺度裂缝性漏失,3种不同的漏失类型需采取与之相适应的堵漏材料进行封堵。

摘要： 天然裂缝性地层的安全钻进一直是钻井工程师需要面临的技术难题。在钻井过程中,井底的钻井液液柱压力通常高于地层孔隙压力,从而导致钻井液容易发生漏失。尤其是钻遇裂缝性地层时,大量的钻井液漏失在增加钻井液成本的同时,还将带来一系列井下复杂事故。因此,需要对裂缝性地层的钻井技术进行研究,从而避免或减少漏失问题的出现。

摘要： 针对裂缝性地层封堵层形成机理和封堵规则尚不明晰的问题,基于封堵实验和颗粒物质力学方法研究了裂缝性地层封堵层的形成过程,分析了封堵层组成及颗粒配比,揭示了封堵层形成的本质及破坏的驱动能量,提出了钻井液防漏堵漏颗粒优选规则。研究表明封堵层的形成过程经历了从惯性流、弹性流到准静态流的流态变化过程。封堵层由封端颗粒、架桥颗粒和填充颗粒组成,3种堵漏颗粒的配比是设计堵漏体系的重要依据。封堵层形成的本质是体系发生非平衡性Jamming相态转变,封堵层颗粒体系对压力的响应由熵力驱动,熵越大封堵层越稳定。根据提出的规则优选了堵漏材料、优化了堵漏体系,封堵效果优于其他常用规则,可有效提高封堵层承压能力,为解决裂缝性地层漏失提供了理论和技术依据。

摘要： 天然裂缝性地层的地质特点使钻井施工面临很大的挑战。在钻井过程中由于钻井液液柱压力通常高于地层孔隙压力而导致钻井液漏失。在固井作业过程中,由于固井水泥浆的密度高于钻井液密度,会产生更高的井底压力,从而导致固井水泥浆漏失。因此,必须从钻井设计层面做出相应的施工方案,从而最大程度地减少漏失问题的发生。

摘要： 渤海区块的复杂钻井问题主要为漏失问题,而漏失裂缝宽度预测是防漏堵漏设计的基础,它们受地应力、井筒波动压力、岩石性质、天然裂缝等多种因素的共同影响,预测难度极大。裂缝性井漏问题严重威胁着钻井生产安全与进度,目前现场堵漏成功率较低,其中一个重要原因就是无法准确预测裂缝宽度,裂缝宽度认知的局限性导致难以选择合适的堵漏措施及堵漏材料的粒径。采用多种裂缝预测模型,计算漏失层位的裂缝宽度。发现预测的裂缝宽度在430~890μm范围内,与成像测井解释的裂缝宽度较一致;并通过实验得到针对该缝宽的堵漏配方。

摘要： 裂缝性储层压力体系复杂,溢漏同存并频发,给钻井工程带来了较大的井控隐患及技术挑战。为此,文章针对裂缝性地层井筒—地层耦合流动特点,建立了一套可视化压力控制实验装置,包括井筒模拟单元、气体注入单元、液体注入单元、数据采集单元和井口压力控制单元及其他配套设备,上述单元具有裂缝宽度可调节、井口回压实时控制和过程可视化观察等特点,可实现钻井中溢流、漏失和溢漏同存等不同工况下的控压研究。实验结果表明:气侵过程中,节流阀控制存在一定的作用范围,节流阀开度越小,压力损失越大,压力控制效果越好,当节流阀开度较大时,控制效果有限;漏失量在总排量中占比越小,则越容易得到控制。这与现场实际施工情况相符,该套实验装置可为单纯溢流、单纯漏失和溢漏同存的定量化分析和理论研究验证提供良好的实验条件,为控压钻井压力控制提供科学的依据。

摘要： 裂缝性地层堵漏架桥颗粒的粒度分布直接决定其堵漏效果,而现有方法无法根据裂缝尺寸进行全粒径范围堵漏颗粒粒度分布的设计.基于离散颗粒紧密堆积原理,对理想充填理论进行了改进,可根据裂缝尺寸计算全粒径范围多级离散有效封堵颗粒的粒度分布.利用改进后的理论针对5 mm及3 mm裂缝进行了堵漏颗粒粒度分布设计,并进行了静态裂缝堵漏效果评价.结果表明,利用改进后理想充填理论设计粒度分布,使用石英砂或核桃壳均能够有效封堵5 mm裂缝,且较改进前封堵层体积更小,漏失量更低,堵漏效果更好;针对5 mm及3 mm裂缝利用改进后理论设计粒度分布的核桃壳颗粒能够有效封堵最大裂缝及低于该裂缝尺寸的其他裂缝,说明该理论可用于多尺度裂缝地层的堵漏材料设计.

摘要： 裂缝性地层堵漏架桥颗粒的粒度分布直接决定其堵漏效果,而现有方法无法根据裂缝尺寸进行全粒径范围堵漏颗粒粒度分布的设计。基于离散颗粒紧密堆积原理,对理想充填理论进行了改进,可根据裂缝尺寸计算全粒径范围多级离散有效封堵颗粒的粒度分布。利用改进后的理论针对5 mm及3 mm裂缝进行了堵漏颗粒粒度分布设计,并进行了静态裂缝堵漏效果评价。结果表明,利用改进后理想充填理论设计粒度分布,使用石英砂或核桃壳均能够有效封堵5 mm裂缝,且较改进前封堵层体积更小,漏失量更低,堵漏效果更好;针对5 mm及3 mm裂缝利用改进后理论设计粒度分布的核桃壳颗粒能够有效封堵最大裂缝及低于该裂缝尺寸的其他裂缝,说明该理论可用于多尺度裂缝地层的堵漏材料设计。

摘要： 归纳总结了地下裂缝特征,系统分析了裂缝性地层漏失模型及漏失规律,介绍分析了近几年针对裂缝性地层漏失出现的防漏堵漏关键技术和应用特点,提出了裂缝性地层堵漏方法中存在的主要问题,并对裂缝性地层防漏堵漏技术研究的发展提出了具体建议.

摘要： 伊朗雅达油田F21井Sarvak灰岩裂缝发育井段长680m,钻井液密度提高至1.65g/cm3时发生井漏,为控制下部高压稠油层的沥青侵入和H2S溢出,还需将钻井液密度进一步提高到1.80g/cm3.为避免上漏下溢,需要大幅度提高Sarvak裂缝性地层的承压能力.本文提出"物理支撑"和"化学胶结"相结合的承压堵漏方法,即将高强度架桥支撑、弹性充填封堵和致密的化学胶结技术相结合,既提高井周闭合应力又胶结破碎地层,提高了井壁的完整性和整体强度.施工中通过井口加压将堵漏材料挤入裂缝,交联反应后筛除堵漏材料,使用1.66g/cm3井浆进行了地层完整性测试,井底承压能力达到了1.85g/cm3,套管鞋处达到了2.0g/cm3,达到了承压要求.后续钻进中既避免了漏失,由能控制下部沥青层的溢出,为安全钻进提供了有力保障.

摘要： 本文归纳总结了地下裂缝特征,系统分析了裂缝性地层漏失模型及漏失规律,分析了近几年针对裂缝性地层漏失出现的防漏堵漏关键技术和应用特点,提出了裂缝性地层堵漏方法中存在的主要问题,并对裂缝性地层防漏堵漏技术研究的发展提出了具体建议.

摘要： 裂缝性地层承压能力低,钻井中漏失频繁.为了解决裂缝性地层高承压难题,从承压失稳机理出发,建立了裂缝性地层承压能力模型,分析了承压能力关键影响因素,室内优选了高承压堵漏配方,形成了新型交联成膜堵漏技术,并开展了现场应用.研究表明,裂缝性地层承压失稳可分为封堵层失稳和裂缝扩展失稳两种;裂缝性地层承压能力由封堵层承压能力和裂缝扩展压力的最小值决定;裂缝性地层高效承压要求堵漏材料抗压强度高、封堵层摩擦系数大、弹性变形率高、致密性好,且封堵层尽量封至缝口及堵漏厚度适中;新型交联成膜堵漏技术能够大幅度提高承压能力和抗反吐能力,封堵层承压高达20MPa,抗返吐达3MPa以上.现场应用表明,笔者建立的承压堵漏模型具适应性良好,为承压堵漏技术研发及裂缝性地层高承压难题的解决提供了理论依据.

摘要： 在总结四川裂缝性地层井漏特点基础上,本文将桥堵材料的形变与形状作为研究内容,提出层片状材料比颗粒状的材料更容易进入地层实现封堵,也更容易在井壁周围形成稳定的"应力笼",从而更适用于裂缝性地层漏失堵漏和承压堵漏,以及防止复漏和反吐.通过优选相应材料及堵漏配方,经室内评价和现场应用,在四川复杂井井漏堵漏中取得了良好效果.

摘要： 本文论述了裂缝性地层的漏失特点、漏失形式及常规堵漏技术应用于裂缝性地层处理漏失的不足之处.针对如何有效处理此类地层的漏失问题,提出了应用充氮气欠平衡钻井技术的技术思路,并就充氮气欠平衡钻井防漏、治漏的机理进行了阐释.文中,对实施充氮气欠平衡钻井的工艺方法进行了介绍.最后,对充氮气欠平衡钻井防漏治漏技术在新疆油田百泉1井的应用情况、取得的效果进行了分析.

摘要： 防漏堵漏一直是困扰着钻井完井的重点及难点,尤其是针对大量的碳酸盐岩裂缝性地层,漏失现象频频发生,并且漏失量大、封堵难度系数大,不仅会造成钻井成本的增加,还会引起其他一系列状况.本文从钻井液控制漏失的角度出发,通过介绍近些年来的防漏堵漏最新技术以及部分操作工艺,对比了针对不同的碳酸盐岩漏失情况所要采取的应对措施,并对防漏堵漏技术的发展要点和趋势进行了预测分析.

摘要： 新疆油田准噶尔盆地西北缘地层多为低压易漏的裂缝性地层,虽在固井前采取了憋压堵漏提高地层承压能力和用低密度水泥固井的技术措施,但仍有部分井存在着长封固段水泥浆漏失低返的现象.防渗堵漏固井水泥浆体系通过隔断式段塞堵漏机理,运用化学堵漏与颗粒桥接堵漏相结合的方法来防漏、堵漏.该体系具有很好的触变性、滞留能力,封堵效果明显,封堵裂缝宽度最高可达3mm,为解决低压易漏井固井提供了一种新的技术手段.

摘要： 顺西2井是位于塔里木盆地顺托果勒区块南部断背斜构造的一口重点超深探井.顺西2井三开钻遇的二叠系火成岩厚度达316m,纵向裂缝发育,1.15g/cm3密度钻进时多次发生井漏,先后使用桥接、低密度水泥浆等堵漏11次,堵漏效果不佳,重复漏失严重.为满足三开承压能力达到1.55 g/cm3的设计要求,优选了高强度桥接颗粒、可变形桥接颗粒、高强度纤维材料,优化了粒径搭配,提高了架桥效果,并引入了化学交联固结材料,形成了高强度交联成膜堵漏配方.该堵漏配方将嵌入裂缝的堵漏材料胶结成为高强度的致密封堵墙,提高了裂缝带的承压能力和抗反吐能力;交联材料还将火成岩裂缝带的破碎岩体紧密胶结,防止发生剥落掉块导致的裂缝通道重新裸露问题.该井经过堵漏和承压作业后,地层的承压能力得到了提高,全井裸眼段承压当量密度达到了设计要求的1.55g/cm3,满足设计要求,达到了井筒强化的目的.

摘要： 在裂缝性地层钻井过程中经常发生严重的钻井液漏失,不仅给井下安全带来了巨大的挑战,同时也导致更加复杂的井下事故的发生,严重制约了油田的勘探与开发进度.如何有效地解决裂缝性地层的漏失问题是一个长期困扰工程界的难题.本文在广泛调研国内外堵漏技术的基础上,介绍了漏层判定方法和堵漏评价方法,利用自行研制的高温高压堵漏仪,对裂缝性漏层堵漏配方进行了研究,找到了裂缝性地层堵漏的一般规律,同时确定了较为理想的堵漏配方.

摘要： 本发明公开了一种裂缝性地层井壁裂缝扩展压力预测方法，包括以下步骤：建立井壁及裂缝周围岩石弹性变形的二维位移不连续方程，给出初始与边界条件；根据流体质量守恒，建立裂缝内流体流动的局部连续性方程；对建立的方程进行数值求解，给出裂缝性地层井壁裂缝扩展压力流‑固耦合数值模型整体求解方法；将地层地应力参数、岩石力学参数、裂缝几何参数、流体参数以及施工参数代入裂缝扩展压力流‑固耦合数值模型，模拟恒流量注入条件下井壁压力的响应特征和裂缝扩展动态。本发明能够考虑地层井壁‑裂缝系统的变形及流动耦合特性，准确预测井壁裂缝扩展压力及裂缝扩展行为，为指导裂缝性地层钻完井优化设计提供科学依据。

摘要： 本发明公开了一种裂缝性地层钻井液漏失动态裂缝宽度计算方法，属于钻井与完井工程漏失控制领域，包括以下步骤：根据地震资料和裂缝发育特征选择模型并计算地层裂缝静态水力学宽度；将地层裂缝静态水力学宽度带入裂缝水力学宽度变形公式中求得井壁裂缝动态水力学宽度；根据力学宽度转换关系式将井壁裂缝动态水力学宽度转换成井壁裂缝平均力学宽度；根据天然裂缝力学宽度分布标准差求解裂缝力学宽度分布范围。本发明计算出的裂缝力学宽度分布范围可为应力敏感性地层防漏堵漏配方粒度分布设计提供依据，以便及时并高效地设计防漏堵漏配方，解决钻井风险，降低钻井成本、非生产时间和储层损害程度。

摘要： 本发明提供一种裂缝性地层压裂裂缝延伸轨迹预测方法，包括以下步骤：(1)收集地层参数；(2)收集施工参数；(3)建立多孔介质中压裂裂缝延伸控制方程组强形式；(4)建立多孔介质中压裂裂缝延伸控制方程组弱形式；(5)控制方程组有限元离散；(6)控制方程组线性化及迭代格式建立；(7)将步骤(1)和(2)获得的参数输入步骤(6)建立的迭代计算方程组，预测该参数下的裂缝延伸轨迹。本发明在裂缝延伸后不需要重新剖分网格，不需要引用额外准则来追踪裂缝轨迹。

摘要： 本发明提供一种裂缝性地层压裂裂缝延伸轨迹预测方法，包括以下步骤：(1)收集地层参数；(2)收集施工参数；(3)建立多孔介质中压裂裂缝延伸控制方程组强形式；(4)建立多孔介质中压裂裂缝延伸控制方程组弱形式；(5)控制方程组有限元离散；(6)控制方程组线性化及迭代格式建立；(7)将步骤(1)和(2)获得的参数输入步骤(6)建立的迭代计算方程组，预测该参数下的裂缝延伸轨迹。本发明在裂缝延伸后不需要重新剖分网格，不需要引用额外准则来追踪裂缝轨迹。

摘要： 本发明公开了一种裂缝性地层钻井液漏失动态裂缝宽度计算方法，属于钻井与完井工程漏失控制领域，包括以下步骤：根据地震资料和裂缝发育特征选择模型并计算地层裂缝静态水力学宽度；将地层裂缝静态水力学宽度带入裂缝水力学宽度变形公式中求得井壁裂缝动态水力学宽度；根据力学宽度转换关系式将井壁裂缝动态水力学宽度转换成井壁裂缝平均力学宽度；根据天然裂缝力学宽度分布标准差求解裂缝力学宽度分布范围。本发明计算出的裂缝力学宽度分布范围可为应力敏感性地层防漏堵漏配方粒度分布设计提供依据，以便及时并高效地设计防漏堵漏配方，解决钻井风险，降低钻井成本、非生产时间和储层损害程度。

摘要： 本发明公开了一种裂缝性地层井壁裂缝扩展压力预测方法，包括以下步骤：建立井壁及裂缝周围岩石弹性变形的二维位移不连续方程，给出初始与边界条件；根据流体质量守恒，建立裂缝内流体流动的局部连续性方程；对建立的方程进行数值求解，给出裂缝性地层井壁裂缝扩展压力流‑固耦合数值模型整体求解方法；将地层地应力参数、岩石力学参数、裂缝几何参数、流体参数以及施工参数代入裂缝扩展压力流‑固耦合数值模型，模拟恒流量注入条件下井壁压力的响应特征和裂缝扩展动态。本发明能够考虑地层井壁‑裂缝系统的变形及流动耦合特性，准确预测井壁裂缝扩展压力及裂缝扩展行为，为指导裂缝性地层钻完井优化设计提供科学依据。

摘要： 本发明为一种裂缝性地层堵漏模拟评价装置及评价方法，其中，评价装置包括模拟井筒、裂缝模型、泵送组件和搅拌容器，模拟井筒顶部能拆卸地连接有模拟钻杆，模拟井筒的筒壁上设有多个第一可视化窗，并在部分第一可视化窗处设有第一摄像头。裂缝模型内部具有模拟裂缝，在裂缝模型上设有多个第二可视化窗，并在部分第二可视化窗处设有第二摄像头。泵送组件能将地层模拟液通过进口部泵送至模拟井筒和模拟裂缝内，搅拌容器能在模拟井筒和模拟裂缝内充满地层模拟液后，将搅拌混合后的堵漏浆料通过进口部输送至模拟井筒内。本发明能更加真实地模拟实际堵漏施工情况，并能对堵漏材料与地层流体共混程度以及堵漏材料漏层驻留性能进行定量评价。

摘要： 本发明提供了一种深层裂缝性地层钻井液漏失层位预测方法。该方法首先提取了影响深层裂缝性地层钻井液漏失的关键因素，并对各个因素进行相对重要性判断，构造判断矩阵；根据影响因素值标度，将这些影响因素进行量化，确定各个影响因素量化的标度值；然后利用层次分析法计算影响钻井液漏失关键因素的权重；最后采用加权计算得到深层裂缝性地层钻井液漏失发生的概率；根据漏失概率评价模型，判断深层裂缝性地层的漏失概率等级。本发明建立了深层裂缝性地层钻井液漏失因素指标量化标准，并依据层次分析法建立了针对不同类型漏失通道的钻井液漏失概率判定方法，为钻井现场防漏堵漏提供依据，有助于防漏预案的制订和治漏方法的优化。

摘要： 本发明提供了一种用于裂缝性地层的超分子凝胶堵漏剂及其制备方法与应用。本发明的超分子凝胶堵漏剂包括以下质量百分比的原料：共聚反应单体18‑45％，表面活性剂0.5‑6.0％，引发剂0.1‑2.0％，助溶剂0.1‑2.0％，促进剂0.05‑0.5％，盐水溶液0.5‑5％，余量为水；所述共聚反应单体为亲水单体、疏水单体和功能化基团分子的组合。本发明还提供了上述堵漏剂的制备方法。本发明的凝胶堵漏剂不但具备凝胶类防漏堵漏材料与裂缝匹配性好的优势，而且具有较高的耐温耐压性，具有独特的动态可逆特性，能够有效地进行堵漏形成整体致密封堵层；同时，超分子凝胶堵漏剂具有优异的力学性能和环境响应能力。

摘要： 本发明公开了一种裂缝性地层计算安全钻井密度的方法，包括以下步骤：S1、图像处理，识别井下裂缝；S2、通过井下裂缝参数建立三维地质模型，利用井眼尺寸和长度建立钻井井眼模型；S3、赋值模型材料参数、边界条件、初始钻井液密度上下界，然后计算精度；S4、利用3DEC离散元软件，求解三维地质模型，判定井壁稳定性；S5、利用二分法确定钻井液密度上下界；S6、重复执行步骤S4~S5；S7、达到设定的精度条件后，保存并输出安全钻井液密度。本发明以成像测井图为基础，建立三维井眼模型，使用离散单元理论，计算安全钻井液密度，可在破碎带、断层、裂缝性地层的钻井液密度计算更加准确，更好的指导裂缝性地层的钻井工程钻进。