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煤层气井工厂模式钻井中快速堵漏分析和探讨

煤层气井工厂模式钻井中快速堵漏分析和探讨   [摘 要]通过对延川南煤层气工区井工厂漏失情况的分析,发现漏失情况较普遍,各井漏失层位几乎贯穿全井,且漏失形式多样。本文在总结各种漏失特点的基础上,提出了针对不同漏失形式的快速堵漏工艺和措施,并介绍了新型膨胀式井口封闭器的承压堵漏效果及在延川南易漏地层的应用情况,为今后该工区快速堵漏起到了良好的借鉴作用。   [关键词]煤层气井工厂、漏失、快速堵漏、膨胀式井口封闭器、承压堵漏   中图分类号:P618.11 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0354-02   目前在延川南煤层气田吉县地区煤层气钻完井过程中普遍存在井漏现象,有的地区漏失非常严重,大部分井存在严重的裂缝性漏失(部分井甚至全漏),严重影响了煤层气井的正常钻进,使煤层气钻井周期大大延长、钻井成本大幅增长。因此,为了提高煤层气井钻井效率,缩短钻井周期,降低钻井成本,针对漏失的基本特征,开展漏失原因分析、堵漏方法分析、新型堵漏技术研究具有非常重要的意义。   1、井漏表现形式   延川南工区漏失情况较普遍,各井漏失层位几乎贯穿全井,主要漏失层位集中在上部第四系地层及下部目的层位附近。从地层特点分析,第四系地层风化严重,其裂隙、孔隙结构都不稳定;刘家沟组及石盒子组风化也较为严重,特别是地层分界面附近,裂隙比较发育;山西组、太原组在局部井段灰岩发育都是易发生井漏的层位。根据漏失程度的资料显示,各层位漏失程度并不相同,即使是同一层位,在不同井的施工中漏失程度也存在很大差异,各种漏失的表现形式如下。   1.1 第四系黄土层的漏失   第四系黄土层厚0~140m不等,不同井的黄土厚度因海拔高低或山上山下存在差异,山上海拔高的黄土层厚,山下海拔低的黄土层薄。黄土层的地质特点是未成岩、干裂、纵向裂隙发育、裂缝宽度大小不一。黄土层遇水易水化膨胀,较小裂缝在山上普遍存在,其漏失表现形式:从渗漏到大漏。因黄土层具吸水性及水化分散等特点,渗漏、小的漏失地层会因水化膨胀,愈合微裂隙而解决漏失问题。   1.2 二开砂岩层段的漏失   二开井段三叠系刘家沟组下部50~150m左右地层风化也较为严重,特别是地层分界面附近,裂隙比较发育,漏失较严重。二叠系石盒子组的大套砂泥岩互层,发育大型交错层理;山西组厚60~80m左右块状砂岩、砂砾岩及黑色泥岩夹煤层在钻井过程中均有不同程度的漏失现象,只是渗漏速度大小差异。二开砂岩层段井漏表现形式为:钻至以上层段就有漏失现象发生,随着所钻井深增加漏速也加快,根据资料统计,显示漏速一般0.5~30m3/h,直至不返浆,如果不采取堵漏措施,井漏会一直持续,使钻井作业无法正常进行。   1.3 纵向裂隙层的漏失   本区发育较多纵向张性裂隙,有泥岩层裂隙和砂岩裂隙2种类型。多口井实钻证实自上到下纵向裂隙分布于整套地层中,且分布密度与地应力的大小有关,相对而言山西组及其以上地层更发育一些。泥岩裂隙因泥岩具有较强的弹性和韧性,使得裂隙不规则、裂缝宽窄不一、大小不均。如延3-50-34井881.26~948m处的泥岩裂隙在测井图上表现出明显的声波时差变化。砂岩裂隙因砂岩具有刚性,在地应力作用下易形成垂直、成组的一系列垂直张性裂隙,且宽度相对比泥岩宽,延伸长度比泥岩长。如延6-2-38井1070~1071m及延3-50-34井1225~1226m处的砂岩裂隙在测井曲线上表现出明显的裂隙位置。纵向裂隙性地层井漏表现形式为从大漏到失返。针对2012年延川南工区所有漏失井进行井深与漏失量统计,图1延川南工区井深与漏失量统计。   2、井漏原因分析   2.1 自然漏失   2.1.1黄土层漏失   一般来说,黄土层泥页岩井段易发生井漏,该区第四系黄土层埋藏久远,多呈硬脆性特点,因风能作用而形成干裂、纵向裂隙发育、裂缝宽度大小不一,易发生井漏;加之该区地表水层平均海拔500m左右,黄土层平均海拔690m左右,钻进中由于约200m地表水头高度差的存在,黄土层纯在井漏的概率较高。   2.1.2二开井段砂岩层渗透性漏失   在该区浅层中深井段常存在粗颗粒首末胶结或胶结很差的砂岩层,井漏的主要原因是砂岩孔隙压力低,孔隙发育,连通性好,渗透率高,在一定的压差下极易造成井漏。   2.1.3纵向裂隙层漏失   纵向裂隙性漏失是因为钻遇在不同组段的裂隙压力远远低于钻井液柱压力产生的漏失。对该区中深井段,其裂缝是在构造作用下形成的构造裂缝。通常在构造高点等构造产生裂缝。在钻遇裂缝甚至会产生大漏直至有进无出,如延6-2-38井与延3-50-34井。   2.2 人为性漏失   在钻井过程中,井内钻井液当量循环液柱压力大于地层抗破坏能力(即地层被压实、胶结等形成的强度),或大于地层

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