基本介紹
- 中文名：井漏反吐
- 反吐過程：是“井漏”以後，各種原因停泵
- 井漏過程：是在循環鑽井液過程中
- 電測水泥：返高1190m
介紹,現象,原因分析,原漏層現象,裂縫比較,常見井漏對比,區別,馬蓬11井,川孝379井,川孝466井,馬蓬10井,結論及建議,
介紹
在地層存在漏失通道和一定容納空間、通道開口尺寸大於泥漿中的固相粒徑、井筒液柱壓力大於地層孔隙壓力的情況下，即會發生不同程度的井漏。針對不同的漏失情況及漏速大小所採用的堵漏方法較多，如硬顆粒架橋、纖維材料充填的橋接堵漏、高失水DTR、PCC堵漏、注水泥塞封堵等，堵漏次數或多或少，時間或長或短，一般情況下很複雜的漏失也能堵住。川西地區須家河以上地層岩性主要為泥岩、砂岩、頁岩，產層主要為微裂縫溝通的緻密砂岩孔隙氣藏，原生裂縫尺寸較小，井漏少有發生，且堵漏較易成功。但在該地區近期少數井在鑽井過程中發生的“井漏反吐”現象，致使鑽井施工複雜化，堵漏均無功而返，被視為堵不住的井漏，而此種“井漏反吐”現象相關資料少有記錄。
現象
“井漏”過程：是在循環鑽井液過程中，自開泵起，出口鑽井液返出量明顯低於泵排量，泥漿罐液面下降，在一定泵排量情況下，“漏失”速度逐漸減少；或在關井擠壓〈如堵漏施工〉過程中，在擠注壓力一定的情況下，鑽井液持續被擠入地層。
“反吐”過程：是“井漏”以後，各種原因停泵，如接單根、起鑽或關井擠堵後開井，井口立即外溢返漿，開始返出量較大，如同井涌，後返出量由大到小，漸至不返，反吐鑽井液量與“井漏”鑽井液量接近，靜止時間長也不井涌、井噴，並且不影響起下鑽。
若再次開泵，“井漏反吐”現象再次發生。採用各種堵漏方法、措施均不易奏效。如採用橋接堵漏法時，關井擠堵時開泵泵壓不高，停泵壓力急劇下降，如不停泵，在一定泵壓下，則井漏暢通無阻，但套壓不升。一旦開井，井口立即外溢。MP10井曾實施全井筒大顆粒橋接堵漏，情況也是如此。
原因分析
對於“井漏反吐”現象的認識尚不統一，現將幾種分析表述如下；
1）由於堵漏關井蹩壓擠堵時，擠注壓力超過井筒上部另外一低壓地層的承壓能力，蹩裂撐開地層，且該地層無連續的裂縫性通道（圖示1），形成一定容量的封閉性裂縫。繼續擠注，將該裂縫撐得更大一點，容量也就更大一些。當開井時施加的壓力釋放，被撐開的裂縫閉合，其中鑽井液被壓出，所以井口馬上返出鑽井液，當裂縫內鑽井液返完即停止，返出量略小於漏入量（漏入量越大，蹩壓時間越長，裂縫閉合時也會滯留一部份在裂縫內）。由於裂縫已被蹩開，在此後循環鑽井液時，環空循環阻力作用於該處，當大於它的承壓能力時，裂縫再次張開，鑽井液再次“漏失”，停泵時循環阻力消失，裂縫再次閉合，鑽井液再次反吐，此種漏失屬壓裂性圈閉漏失。
2）堵漏關井擠壓作業時，由於壓力過高，將原井漏裂縫撐開更大些，壓裂撐開地層，當壓力釋放時，裂縫閉合，泥漿外溢返出。
3）堵漏關井擠壓作業時，蹩開井筒上部承壓能力低的地層，形成與地面水連通的裂縫（圖示3），由於水頭壓力低於擠注總壓力發生井漏，鑽井液進入裂縫達到一定垂直高度，提高了該裂縫的水頭壓力，開井時裂縫中提高了水頭壓力大於井筒泥漿靜液柱壓力，則發生井涌反吐鑽井液，鑽進循環時，流動阻力將一部份鑽井液推入裂縫，停泵時流動阻力消失，被推進裂縫的泥漿回壓至井筒發生井涌反吐。
以上幾種意見，筆者認為第一種可能性較大，理由如下：
原漏層現象
①堵漏作業前井漏，無反吐現象，說明該漏層為連通性較好的裂縫，存在泄壓的通道，所以只進不出。
②堵漏作業後，靜止時井口滿，下鑽返漿正常，與堵漏前循環漏失，起鑽多灌漿，下鑽不返或少返漿對照，說明先前漏層已堵住。
③如果是原漏層反吐，應該在促使其反吐的作用力下，原漏進的鑽井液同樣反吐出來，而實際上只反吐出堵漏後進去的鑽井液。
④如果原漏層為氣層，停泵外溢，說明井筒靜液柱壓力低於氣層孔隙壓力，靜止時應該是首先“吐”出強擠入鑽井液，其次為堵漏前漏入地層鑽井液，緊跟著是氣流入井筒，溢流量由小到大，直至井涌井噴，而實際既未吐出原漏失鑽井液，也未發生連續井涌或井噴。
⑤鑽進循環漏失一定量鑽井液，停泵後也反吐外溢，但未象通常的鑽遇氣層繼續增大，發生井涌或井噴，僅是反吐一定量後就停止。
裂縫比較
①如果是水層裂縫，應該是連通性很好的原生裂縫，此種裂縫在當初鑽開時就會因井筒液柱壓力小發生湧水或井筒液柱壓力大而井漏，而且當時就會發生井漏反吐現象。
②漏進的和吐出的泥漿量接近，說明原裂縫靜水頭壓力與井筒靜液柱壓力幾乎相等，此種可能性很小。
③凡連通性好的漏失裂縫，說明有泄壓通道，一般採用橋接堵漏在正壓差的作用下都能堵住。而發生井漏反吐的井實施的多次、多種方法堵漏作業（馬蓬10井）均未奏效。
常見井漏對比
①一個層段井漏，只進不出，無反吐現象，只在放噴或采輸時偶有漏入鑽井液被帶出，此種井漏堵漏成功率高。
②常見的“上漏下噴”或“下漏上噴”或“噴漏同層”，是裸眼井段存在不同壓力梯度或井漏後井筒內液面降低繼而井涌，先後發生漏失和井湧現象，但通過觀察對比，與所見的“井漏反吐”現象有著較大的區別：
區別
上漏下噴、下漏上噴或噴漏同層 井漏反吐
漏失降至一定液面，液柱壓力下降，地層流體入井，泥漿外溢 井筒滿的情況下外溢
靜停一段時間後外溢，外溢量由小到大至井噴 停泵後立即外溢，外溢量由大到小至不流，不會井噴
無法實施常規起下鑽作業 起下鑽無影響
正壓差條件下，橋接堵漏一般能成功 無法形成橋塞，反吐時橋漿吐出
堵住漏層，加重壓住高壓層，恢復鑽進 堵漏不成功，井漏反吐一直存在
與循環泵排量大小關係極小 壓力敏感，排量稍大就會“井漏”
因此對井漏反吐現象，筆者認為不是先前鑽開的氣層和蹩裂與地面連通的水層漏失，而是在堵漏作業時，由於擠壓作用，蹩開了另一承壓能力低的地層，且所蹩裂開的裂縫為無延伸通道的圈閉空間。當進一步施加壓力時，只能將裂縫開口撐大、封閉範圍延伸。因為沒有泄壓通道，擠堵材料無法在裂縫中架橋、充填堵塞。當壓力釋放時，堵漏材料隨井漿一同被閉合的裂縫擠出，所以堵漏不成功。為說明此觀點將其他幾口井的井漏返吐情況簡介如下：
馬蓬11井
下完φ177.8mm套管後開泵井漏不返漿， 注細粒橋堵漿堵漏未成功。提套管至φ244.5mm套管內建立循環，停泵反吐鑽井液。加重後仍井漏，循環70分鐘漏速由每5分鐘5.43m3降至0.525m3，共漏失20.56 m3，停泵後立即返吐，吐涌速度由開始5分鐘4.73m3逐步減小至線流，5小時返出20.15 m3；再次開泵循環半小時漏失15.4m3，漏速從每5分鐘6.65m3降至1.4m3，停泵出口立即反吐，湧出鑽井液由開始5分鐘4.03m3逐漸下降，4小時後，40分鐘反吐0.175m3，反吐14.93m3時仍有小股外溢。再循環觀察現象同前，即漏失時漏速由大到小，停泵後立即反吐，反吐速度由大到小至不流，漏失量與反吐量接近。後下完套管小排量固井，固井質量優。井漏及反吐情況見下表。
漏吐次數 漏吐速度m3/min 合計m3/min
第一次 漏失 5.43/5 3.15/5 0.875/5 1.4/5 …… 0.525/5 20.56/70
反吐 4.73/5 4.38/5 2.63/10 6.48/30 1.93/80 …… 20.15/310
第二次 漏失 6.65/5 2.63/5 1.93/5 1.4/5 1.4/5 1.37/5 15.35/30
反吐 4.03/5 3.5/5 1.93/5 1.05/5 …… 0.175/40 14.93/280
川孝379井
電測完通井時後效嚴重，關井循環排氣，由於節流管匯出漿不暢，在套壓2MPa的情況下漏失鑽井液34m3，開井循環回吐鑽井液30m3。
川孝466井
下完套管後循環發現井漏，排量越大，井漏越嚴重，降低排量至7.6~9.12 L/s基本不漏。停泵出口返吐，分析為鑽井液密度高，環空間隙小流阻大而誘發上部低壓地層井漏。注LF-1堵漏泥漿10m3無效。停泵反吐量和漏失量基本相等，後採用小排量固井。
馬蓬10井
鑽至井深1734m發生井噴，關井壓力至20MPa後突降至16MPa，高密度鑽井液壓井發生井漏，停泵反吐，多次堵漏作業均反吐（一次反吐量13-9m3），能起下鑽作業。採用多種堵漏方法，先針對井底氣層，後針對裸眼井段橋接堵漏均未奏效，後邊漏邊鑽進至1952m固井，均存在井漏反吐現象（反吐量<漏失量），懸掛套管於井深985.47m固井，固井作業時井漏不返，頂替完水泥漿後立即關井防止反吐，電測水泥返高1190m，證實漏層為上部地層。
結論及建議
1、對於 “井漏反吐”原因，初步認為主要是地層被壓裂後形成的圈閉裂縫在壓力作用下開啟和閉合造成。
2、由於井漏反吐複雜情況難以處理，發生後給鑽井工程的後續施工帶來很大困難，所以應避免這一現象發生，防範措施如下：
1）井涌、井噴時關井壓力應控制在上層套管鞋地破壓力之內。
2）實施堵漏作業時，關井擠壓的當量壓力應小於已知裸眼段最低地破壓力，套壓表應換成小量程壓力表，便於觀察套壓變化。
3）首先考慮採取循環加壓法，這樣上部地層循環回壓較低，不至於蹩裂承壓能力低的地層。如關井擠堵，應控制擠注壓力和擠注量，並及時觀察立套壓變化，如立壓上升而套壓不升，說明可能蹩裂了另外的地層，應停止擠堵作業。
4）上層套管應封隔已知的低壓段。在上一層套管試地破壓力時，不能僅試後續鑽進最高的鑽井液密度的當量壓力，還要考慮井涌、井噴關井壓力以及堵漏擠堵壓力對套管鞋近井段的影響，這對上層套管深度較淺的尤為重要，建議試地破壓力在後續鑽井最高泥漿密度的當量壓力基礎上增加0.15g/cm3以上。
5）若地破壓力較低，建議採用橋接堵漏或水泥擠堵提高承壓能力，以避免後期井噴關井、壓井、堵漏作業時判斷失誤和複雜情況（如井漏反吐）的發生。
6)在壓力敏感構造上作業，應克服人為原因井漏：
①鑽井液的粘切應控制低限，防止流阻大而誘發井漏。
②控制提下鑽及下套管速度，下套管時分段循環泥漿和小排量開泵。
③固井時採用先固井后座封方法，防止回漿管線過流面積小，流阻大蹩漏地層。
④發生井涌關井循環排氣時，一是節流閥應開完，二是循環排量應小於鑽進時排量，防止環間回壓增大壓漏地層，尤其是以上層套管埋深淺的井需要注意。
3、如發生“井漏反吐”現象，經多次觀察證實後，可不實行堵漏作業，對鑽進起下鑽無影響，但在固井時應採取措施，防止在注、頂水泥漿過程中的“反吐”影響固井質量。
以上僅是對近期發生較多的“井漏反吐”現象的一些認識，供鑽井工作者參考，望能共同探討以得到科學的結論和預防解決措施。
