讲座-关于解决我国钻井技术难题的探讨 课件

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1、 关于解决我国钻井技术难题关于解决我国钻井技术难题关于解决我国钻井技术难题关于解决我国钻井技术难题的探讨的探讨的探讨的探讨 西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学 油气藏地质与开发工程国家重点实验室油气藏地质与开发工程国家重点实验室油气藏地质与开发工程国家重点实验室油气藏地质与开发工程国家重点实验室油气藏地质与开发工程国家重点实验室油气藏地质与开发工程国家重点实验室 200920092009200920092009年年年年年年3 3 3 3 3 3月月月月月月1 目目目目 录录录录一、我国钻井技术发展的主要方向一、我国钻井技术发展的主要方向一、我国钻井技术发展

2、的主要方向一、我国钻井技术发展的主要方向二、井壁稳定技术的发展二、井壁稳定技术的发展二、井壁稳定技术的发展二、井壁稳定技术的发展三、井下裂缝性恶性漏失的堵漏技术三、井下裂缝性恶性漏失的堵漏技术三、井下裂缝性恶性漏失的堵漏技术三、井下裂缝性恶性漏失的堵漏技术四、窄安全密度窗口的安全钻井技术四、窄安全密度窗口的安全钻井技术四、窄安全密度窗口的安全钻井技术四、窄安全密度窗口的安全钻井技术五、高压、高产、高含硫气田安全钻井的几个问题五、高压、高产、高含硫气田安全钻井的几个问题五、高压、高产、高含硫气田安全钻井的几个问题五、高压、高产、高含硫气田安全钻井的几个问题五、高压、高产、高含硫气田安全钻井的几个

3、问题五、高压、高产、高含硫气田安全钻井的几个问题六、六、六、六、六、六、超深井超深井超深井超深井(7000M)(7000M)(7000M)(7000M)高温高温高温高温(200220)(200220)(200220)(200220)高密度高密度高密度高密度(r:2.30(r:2.30(r:2.30(r:2.302.50)2.50)2.50)2.50)钻井液技术钻井液技术钻井液技术钻井液技术2国内钻井技术发展的主要要求：国内钻井技术发展的主要要求：国内钻井技术发展的主要要求：国内钻井技术发展的主要要求：uu提提提提高高高高深深深深井井井井特特特特别别别别是是是是复复复复杂杂杂杂超超超超深深深深井

4、井井井的的的的钻钻钻钻井井井井能能能能力力力力，降降降降低低低低钻钻钻钻井井井井风风风风险险险险，缩缩缩缩短短短短钻钻钻钻井井井井周周周周期期期期，是是是是“十十十十一一一一五五五五”乃乃乃乃至至至至相相相相当当当当长长长长时时时时期期期期内内内内的的的的主主主主要要要要研研研研究究究究课课课课题题题题，也也也也是是是是提提提提高高高高我我我我国国国国陆陆陆陆上上上上油油油油气气气气勘勘勘勘探探探探、开开开开发发发发效效效效率率率率急急急急待待待待解决的首要问题。解决的首要问题。解决的首要问题。解决的首要问题。uu利利利利用用用用钻钻钻钻井井井井工工工工程程程程技技技技术术术术提提提提高高高高

5、单单单单井井井井产产产产量量量量和和和和采采采采收收收收率率率率，增增增增加加加加可可可可采采采采储储储储量，经济有效的开发边际油田和难动用储量。量，经济有效的开发边际油田和难动用储量。量，经济有效的开发边际油田和难动用储量。量，经济有效的开发边际油田和难动用储量。uu井井井井下下下下信信信信息息息息的的的的随随随随钻钻钻钻获获获获取取取取、钻钻钻钻井井井井的的的的自自自自动动动动化化化化控控控控制制制制; ; ; ;建建建建立立立立钻钻钻钻井井井井信信信信息数据综合菅理与适时应用的钻井远程快速决策系统。息数据综合菅理与适时应用的钻井远程快速决策系统。息数据综合菅理与适时应用的钻井远程快速决策

6、系统。息数据综合菅理与适时应用的钻井远程快速决策系统。 也是二十一世纪钻井工程技术发展的也是二十一世纪钻井工程技术发展的也是二十一世纪钻井工程技术发展的也是二十一世纪钻井工程技术发展的主要内容主要内容主要内容主要内容。一、我国钻井技术发展的主要方向一、我国钻井技术发展的主要方向3一、我国钻井技术发展的主要方向一、我国钻井技术发展的主要方向一、我国钻井技术发展的主要方向一、我国钻井技术发展的主要方向 缩小与国外先进水平的差距、赶上世缩小与国外先进水平的差距、赶上世缩小与国外先进水平的差距、赶上世缩小与国外先进水平的差距、赶上世界先进水平界先进水平界先进水平界先进水平; ; ; ; 解决当前钻井技

7、术的主要技术难题解决当前钻井技术的主要技术难题解决当前钻井技术的主要技术难题解决当前钻井技术的主要技术难题( ( ( (制约我国勘探开发进程的主要技术瓶颈制约我国勘探开发进程的主要技术瓶颈制约我国勘探开发进程的主要技术瓶颈制约我国勘探开发进程的主要技术瓶颈) ) ) )4. . . .国外钻井技术国外钻井技术国外钻井技术国外钻井技术( ( ( (与装备与装备与装备与装备) ) ) )的发展趋势：的发展趋势：的发展趋势：的发展趋势：uu1 1 1 1 、向快速、优质高效、低成本方向发展。、向快速、优质高效、低成本方向发展。、向快速、优质高效、低成本方向发展。、向快速、优质高效、低成本方向发展。

8、积极采用高性能螺杆钻具和新型钻头、高压喷射钻井、积极采用高性能螺杆钻具和新型钻头、高压喷射钻井、积极采用高性能螺杆钻具和新型钻头、高压喷射钻井、积极采用高性能螺杆钻具和新型钻头、高压喷射钻井、小井眼钻井、连续管钻井、套管钻井、随钻测量、随钻测井、小井眼钻井、连续管钻井、套管钻井、随钻测量、随钻测井、小井眼钻井、连续管钻井、套管钻井、随钻测量、随钻测井、小井眼钻井、连续管钻井、套管钻井、随钻测量、随钻测井、随钻测试技术、旋转导向与地质导向钻井技术、垂直钻井技随钻测试技术、旋转导向与地质导向钻井技术、垂直钻井技随钻测试技术、旋转导向与地质导向钻井技术、垂直钻井技随钻测试技术、旋转导向与地质导向钻井

9、技术、垂直钻井技术、控压钻井技术、可膨胀管应用技术、气体钻井技术与装术、控压钻井技术、可膨胀管应用技术、气体钻井技术与装术、控压钻井技术、可膨胀管应用技术、气体钻井技术与装术、控压钻井技术、可膨胀管应用技术、气体钻井技术与装备、全过程欠平衡钻井技术、超深井钻井技术及万米深井钻备、全过程欠平衡钻井技术、超深井钻井技术及万米深井钻备、全过程欠平衡钻井技术、超深井钻井技术及万米深井钻备、全过程欠平衡钻井技术、超深井钻井技术及万米深井钻探装备、随钻地震技术探装备、随钻地震技术探装备、随钻地震技术探装备、随钻地震技术 等新技术、新方法等新技术、新方法等新技术、新方法等新技术、新方法, , , ,努力提高

10、钻努力提高钻努力提高钻努力提高钻井水平与效率。井水平与效率。井水平与效率。井水平与效率。uu2 2 2 2、采用水平井、大位移井、多分支井等、采用水平井、大位移井、多分支井等、采用水平井、大位移井、多分支井等、采用水平井、大位移井、多分支井等MRCMRCMRCMRC技术提高油田开技术提高油田开技术提高油田开技术提高油田开发的综合效益。发的综合效益。发的综合效益。发的综合效益。5uu3 3 3 3、向更加注重向更加注重向更加注重向更加注重QHSEQHSEQHSEQHSE方向发展，钻井安全和环保问题得到更加广泛的重视。方向发展，钻井安全和环保问题得到更加广泛的重视。方向发展，钻井安全和环保问题得到

11、更加广泛的重视。方向发展，钻井安全和环保问题得到更加广泛的重视。 uu4 4 4 4、向更有利于保护油气层的方向发展。积极采用优质钻井液和完井液，、向更有利于保护油气层的方向发展。积极采用优质钻井液和完井液，、向更有利于保护油气层的方向发展。积极采用优质钻井液和完井液，、向更有利于保护油气层的方向发展。积极采用优质钻井液和完井液，更好地保护油气层。更好地保护油气层。更好地保护油气层。更好地保护油气层。uu5.5.5.5.以信息化、智能化为基础和特点向自动化方向发展以信息化、智能化为基础和特点向自动化方向发展以信息化、智能化为基础和特点向自动化方向发展以信息化、智能化为基础和特点向自动化方向发展

12、: : : : 采用地面自动化钻机配合井下旋转闭环导向钻井系统采用地面自动化钻机配合井下旋转闭环导向钻井系统采用地面自动化钻机配合井下旋转闭环导向钻井系统采用地面自动化钻机配合井下旋转闭环导向钻井系统, , , ,不断强化对钻不断强化对钻不断强化对钻不断强化对钻井和地层的实时监控井和地层的实时监控井和地层的实时监控井和地层的实时监控; ; ; ;通过卫星和互联网实现对现场的远程监控通过卫星和互联网实现对现场的远程监控通过卫星和互联网实现对现场的远程监控通过卫星和互联网实现对现场的远程监控, , , , 建立钻建立钻建立钻建立钻井信息数据综合菅理与适时应用的钻井远程快速决策系统。井信息数据综合菅

13、理与适时应用的钻井远程快速决策系统。井信息数据综合菅理与适时应用的钻井远程快速决策系统。井信息数据综合菅理与适时应用的钻井远程快速决策系统。uu6 6 6 6、对于解决深部复杂地层钻井的井下复杂问题的相关技术有重大进展、对于解决深部复杂地层钻井的井下复杂问题的相关技术有重大进展、对于解决深部复杂地层钻井的井下复杂问题的相关技术有重大进展、对于解决深部复杂地层钻井的井下复杂问题的相关技术有重大进展, , , ,但距很好解决这类问题还有很大距离。但距很好解决这类问题还有很大距离。但距很好解决这类问题还有很大距离。但距很好解决这类问题还有很大距离。6与世界先进水平的主要差距与世界先进水平的主要差距与

14、世界先进水平的主要差距与世界先进水平的主要差距uu钻钻钻钻井井井井总总总总体体体体能能能能力力力力方方方方面面面面，台台台台年年年年进进进进尺尺尺尺:2001:2001:2001:2001年年年年: : : :加加加加6.046.046.046.04万万万万米米米米、美美美美4.8794.8794.8794.879万万万万米米米米、中中中中2.042.042.042.04万万万万米米米米;2006;2006;2006;2006年年年年: : : :加加加加7.167.167.167.16万万万万米米米米、美美美美5425542554255425万万万万米米米米、中中中中3.213.213.21

15、3.21万万万万米米米米。在在在在深深深深井井井井超超超超深深深深井井井井、钻钻钻钻井井井井方方方方面面面面，我我我我国国国国目目目目前前前前的深井钻井平均钻井周期和使用钻头数约为的深井钻井平均钻井周期和使用钻头数约为的深井钻井平均钻井周期和使用钻头数约为的深井钻井平均钻井周期和使用钻头数约为美国的美国的美国的美国的1.51.51.51.5倍。倍。倍。倍。uu在在在在钻钻钻钻井井井井装装装装备备备备方方方方面面面面，国国国国外外外外正正正正实实实实现现现现机机机机械械械械化化化化、自自自自动动动动化化化化，初初初初步步步步具具具具备备备备智智智智能能能能化化化化，达达达达到到到到有有有有效效效

16、效、安安安安全全全全、快快快快速速速速、经经经经济济济济的的的的要要要要求求求求，钻钻钻钻机机机机实实实实现现现现模模模模块块块块化化化化、高高高高运运运运移移移移性性性性，满满满满足足足足各各各各种种种种地地地地貌貌貌貌条条条条件件件件下下下下作作作作业业业业需需需需要要要要，各各各各种种种种特特特特殊殊殊殊工工工工艺艺艺艺井井井井的的的的井井井井下下下下工工工工具具具具实实实实现现现现自自自自动动动动化化化化、智智智智能能能能化化化化。但但但但国国国国内内内内特特特特殊殊殊殊工工工工艺艺艺艺井井井井井井井井下下下下工工工工具具具具的的的的高高高高端端端端产产产产品品品品仍仍仍仍主主主主要要

17、要要依依依依赖赖赖赖进进进进口口口口，高高高高运运运运移移移移性性性性的的的的中中中中浅浅浅浅井井井井钻钻钻钻机机机机和和和和机机机机械械械械化化化化、自自自自动动动动化化化化工工工工具具具具与与与与装装装装备备备备还还还还正正正正处处处处在在在在试试试试验验验验阶阶阶阶段。段。段。段。7 在钻井核心技术与前沿技术研发方面，目前国内还基在钻井核心技术与前沿技术研发方面，目前国内还基在钻井核心技术与前沿技术研发方面，目前国内还基在钻井核心技术与前沿技术研发方面，目前国内还基本处于本处于本处于本处于跟踪模仿国外先进钻井技术阶段跟踪模仿国外先进钻井技术阶段跟踪模仿国外先进钻井技术阶段跟踪模仿国外先进

18、钻井技术阶段。国外已成熟的技。国外已成熟的技。国外已成熟的技。国外已成熟的技术，国内往往才开始模仿研究或引进技术，术，国内往往才开始模仿研究或引进技术，术，国内往往才开始模仿研究或引进技术，术，国内往往才开始模仿研究或引进技术，时间落后时间落后时间落后时间落后5 5 5 510101010年。年。年。年。如国外研发的多种随钻测井系统、近钻头地质导向钻如国外研发的多种随钻测井系统、近钻头地质导向钻如国外研发的多种随钻测井系统、近钻头地质导向钻如国外研发的多种随钻测井系统、近钻头地质导向钻井系统、垂直钻井系统、旋转导向钻井系统等在上个世纪井系统、垂直钻井系统、旋转导向钻井系统等在上个世纪井系统、垂

19、直钻井系统、旋转导向钻井系统等在上个世纪井系统、垂直钻井系统、旋转导向钻井系统等在上个世纪90909090年代就已商业应用，而国内在这些技术领域的研发工作年代就已商业应用，而国内在这些技术领域的研发工作年代就已商业应用，而国内在这些技术领域的研发工作年代就已商业应用，而国内在这些技术领域的研发工作仍处于追赶阶段。而且缺乏仍处于追赶阶段。而且缺乏仍处于追赶阶段。而且缺乏仍处于追赶阶段。而且缺乏自主知识产权的先进工具与仪自主知识产权的先进工具与仪自主知识产权的先进工具与仪自主知识产权的先进工具与仪器，器，器，器，使得我国钻井工艺技术的发展受制于国外。使得我国钻井工艺技术的发展受制于国外。使得我国钻

20、井工艺技术的发展受制于国外。使得我国钻井工艺技术的发展受制于国外。 在解决复杂地层深井钻井井下复杂问题方面差距并不在解决复杂地层深井钻井井下复杂问题方面差距并不在解决复杂地层深井钻井井下复杂问题方面差距并不在解决复杂地层深井钻井井下复杂问题方面差距并不大。大。大。大。与世界先进水平的主要差距与世界先进水平的主要差距与世界先进水平的主要差距与世界先进水平的主要差距8与世界先进水平的主要差距与世界先进水平的主要差距与世界先进水平的主要差距与世界先进水平的主要差距uu利用己有理念、装备、技术利用己有理念、装备、技术利用己有理念、装备、技术利用己有理念、装备、技术解决工程问题解决工程问题解决工程问题解

21、决工程问题( ( ( (钻井工艺技术钻井工艺技术钻井工艺技术钻井工艺技术) ) ) )不落后。不落后。不落后。不落后。uu落后在于落后在于落后在于落后在于: : : :新理念的产生新理念的产生新理念的产生新理念的产生; ; ; ;新装备、新仪器、新工具的研发新装备、新仪器、新工具的研发新装备、新仪器、新工具的研发新装备、新仪器、新工具的研发; ; ; ;信信信信息技术、智能化技术、自动化技术的密切结合与应用息技术、智能化技术、自动化技术的密切结合与应用息技术、智能化技术、自动化技术的密切结合与应用息技术、智能化技术、自动化技术的密切结合与应用uu差距在于创新能力差距在于创新能力差距在于创新能力

22、差距在于创新能力: : : :基础理论、实验基础研究不足基础理论、实验基础研究不足基础理论、实验基础研究不足基础理论、实验基础研究不足; ; ; ;相关学科、相关学科、相关学科、相关学科、技术领域的理论、知识及新成果引入和应用差技术领域的理论、知识及新成果引入和应用差技术领域的理论、知识及新成果引入和应用差技术领域的理论、知识及新成果引入和应用差; ; ; ;国内整体技术国内整体技术国内整体技术国内整体技术水水水水 平不足平不足平不足平不足9、当前钻井技术急待解决的主要技术难题、当前钻井技术急待解决的主要技术难题、当前钻井技术急待解决的主要技术难题、当前钻井技术急待解决的主要技术难题( ( (

23、 (制约我国制约我国制约我国制约我国勘探开发进程的主要技术瓶颈勘探开发进程的主要技术瓶颈勘探开发进程的主要技术瓶颈勘探开发进程的主要技术瓶颈) ) ) ) 随着我国石油天然气勘探开发目标进一步面向随着我国石油天然气勘探开发目标进一步面向随着我国石油天然气勘探开发目标进一步面向随着我国石油天然气勘探开发目标进一步面向地质条件十地质条件十地质条件十地质条件十分复杂的深层油气资源。分复杂的深层油气资源。分复杂的深层油气资源。分复杂的深层油气资源。近年来我国在复杂深井钻探中遇到近年来我国在复杂深井钻探中遇到近年来我国在复杂深井钻探中遇到近年来我国在复杂深井钻探中遇到高陡构造及逆掩推覆体防斜打快、井壁稳

24、定、恶性漏失、窄高陡构造及逆掩推覆体防斜打快、井壁稳定、恶性漏失、窄高陡构造及逆掩推覆体防斜打快、井壁稳定、恶性漏失、窄高陡构造及逆掩推覆体防斜打快、井壁稳定、恶性漏失、窄密度窗口安全钻进、高研磨性地层钻速低、复杂井固井质量密度窗口安全钻进、高研磨性地层钻速低、复杂井固井质量密度窗口安全钻进、高研磨性地层钻速低、复杂井固井质量密度窗口安全钻进、高研磨性地层钻速低、复杂井固井质量差等世界级的难题，差等世界级的难题，差等世界级的难题，差等世界级的难题，导致深井钻井复杂事故多、钻井速度慢、导致深井钻井复杂事故多、钻井速度慢、导致深井钻井复杂事故多、钻井速度慢、导致深井钻井复杂事故多、钻井速度慢、周期

25、长、成本高，已严重影响到我国油气资源重要接替区勘周期长、成本高，已严重影响到我国油气资源重要接替区勘周期长、成本高，已严重影响到我国油气资源重要接替区勘周期长、成本高，已严重影响到我国油气资源重要接替区勘探开发的进程。成为探开发的进程。成为探开发的进程。成为探开发的进程。成为严重阻碍勘探开发进程技术瓶颈。严重阻碍勘探开发进程技术瓶颈。严重阻碍勘探开发进程技术瓶颈。严重阻碍勘探开发进程技术瓶颈。10 在我国在我国在我国在我国, , , ,如何解决复杂地层深井如何解决复杂地层深井如何解决复杂地层深井如何解决复杂地层深井( ( ( (特别是深探特别是深探特别是深探特别是深探井井井井) ) ) )钻井

26、的主要技术难题引起了油气勘探和开发界钻井的主要技术难题引起了油气勘探和开发界钻井的主要技术难题引起了油气勘探和开发界钻井的主要技术难题引起了油气勘探和开发界高度关注。当前高度关注。当前高度关注。当前高度关注。当前国外钻井先进技术的发展对于解国外钻井先进技术的发展对于解国外钻井先进技术的发展对于解国外钻井先进技术的发展对于解决其中的某几个问题虽有一定的突破决其中的某几个问题虽有一定的突破决其中的某几个问题虽有一定的突破决其中的某几个问题虽有一定的突破, , , ,但仍不能全但仍不能全但仍不能全但仍不能全面有效的解决它们面有效的解决它们面有效的解决它们面有效的解决它们。 成为钻井工程所面临的重大挑

27、战和发展机遇，成为钻井工程所面临的重大挑战和发展机遇，成为钻井工程所面临的重大挑战和发展机遇，成为钻井工程所面临的重大挑战和发展机遇，钻井技术处于一个以解决这些难题打破这个瓶颈钻井技术处于一个以解决这些难题打破这个瓶颈钻井技术处于一个以解决这些难题打破这个瓶颈钻井技术处于一个以解决这些难题打破这个瓶颈为重要标志的新的发展时期，也是我们钻井走问为重要标志的新的发展时期，也是我们钻井走问为重要标志的新的发展时期，也是我们钻井走问为重要标志的新的发展时期，也是我们钻井走问海外的技术支持和保证。海外的技术支持和保证。海外的技术支持和保证。海外的技术支持和保证。11 1.1.1.1.目前急待解决又没能很

28、好解决的重大技术目前急待解决又没能很好解决的重大技术目前急待解决又没能很好解决的重大技术目前急待解决又没能很好解决的重大技术瓶颈瓶颈瓶颈瓶颈( ( ( (井井井井下复杂与事故；下复杂与事故；下复杂与事故；下复杂与事故；):):):): 目前，国内外在漏、喷、塌、卡、斜目前，国内外在漏、喷、塌、卡、斜目前，国内外在漏、喷、塌、卡、斜目前，国内外在漏、喷、塌、卡、斜这些井下这些井下这些井下这些井下复杂与事故中，一般情况下各单项问题都已基本形成复杂与事故中，一般情况下各单项问题都已基本形成复杂与事故中，一般情况下各单项问题都已基本形成复杂与事故中，一般情况下各单项问题都已基本形成有效的解决技术有效的

29、解决技术有效的解决技术有效的解决技术( ( ( (包括相关理论和方法包括相关理论和方法包括相关理论和方法包括相关理论和方法) ) ) )，除有待进一，除有待进一，除有待进一，除有待进一步完善提高外，已对钻井构不成普遍威胁步完善提高外，已对钻井构不成普遍威胁步完善提高外，已对钻井构不成普遍威胁步完善提高外，已对钻井构不成普遍威胁. . . .但是在深井但是在深井但是在深井但是在深井复杂地层情况下仍有一系列难题未能很好解决。复杂地层情况下仍有一系列难题未能很好解决。复杂地层情况下仍有一系列难题未能很好解决。复杂地层情况下仍有一系列难题未能很好解决。 12 . . . .复杂地层条件下的井壁稳定问题

30、复杂地层条件下的井壁稳定问题复杂地层条件下的井壁稳定问题复杂地层条件下的井壁稳定问题 如深井、高温大段盐、膏、泥层的井壁稳定如深井、高温大段盐、膏、泥层的井壁稳定如深井、高温大段盐、膏、泥层的井壁稳定如深井、高温大段盐、膏、泥层的井壁稳定; ; ; ; 山前高陡构造山前高陡构造山前高陡构造山前高陡构造、破碎地层井壁稳定问题破碎地层井壁稳定问题破碎地层井壁稳定问题破碎地层井壁稳定问题 气体气体气体气体钻钻钻钻井转换泥浆后的井转换泥浆后的井转换泥浆后的井转换泥浆后的井壁稳定问题井壁稳定问题井壁稳定问题井壁稳定问题 . . 山前高陡构造防斜打快问题。山前高陡构造防斜打快问题。山前高陡构造防斜打快问题

31、。山前高陡构造防斜打快问题。 ( ( ( (垂直钻井技术可望解决垂直钻井技术可望解决垂直钻井技术可望解决垂直钻井技术可望解决) ) ) ) . . . .超深井超深井超深井超深井(7000M)(7000M)(7000M)(7000M)高温高温高温高温(200220)(200220)(200220)(200220)钻井和固井技术钻井和固井技术钻井和固井技术钻井和固井技术: : : : 我国井温我国井温我国井温我国井温180180180180以下以下以下以下, , , ,密度密度密度密度200230200230200230200230的泥浆技术己基的泥浆技术己基的泥浆技术己基的泥浆技术己基本过关。

32、井温本过关。井温本过关。井温本过关。井温180,180,180,180,密度密度密度密度230230230230的水基泥浆技术国内外都的水基泥浆技术国内外都的水基泥浆技术国内外都的水基泥浆技术国内外都未过关。未过关。未过关。未过关。 13 (4)(4). . . . 井漏问题井漏问题井漏问题井漏问题( ( ( (主要是指恶性漏失主要是指恶性漏失主要是指恶性漏失主要是指恶性漏失) ) ) )及由此引发的一些井及由此引发的一些井及由此引发的一些井及由此引发的一些井下复杂问题至今无一有效可靠的技术。主要由工程经验来下复杂问题至今无一有效可靠的技术。主要由工程经验来下复杂问题至今无一有效可靠的技术。主

33、要由工程经验来下复杂问题至今无一有效可靠的技术。主要由工程经验来解决问题。解决问题。解决问题。解决问题。 “ “ “恶性漏失恶性漏失恶性漏失恶性漏失恶性漏失恶性漏失” ” ”主要表现为漏失厉害并且很难堵住。它常有主要表现为漏失厉害并且很难堵住。它常有主要表现为漏失厉害并且很难堵住。它常有主要表现为漏失厉害并且很难堵住。它常有主要表现为漏失厉害并且很难堵住。它常有主要表现为漏失厉害并且很难堵住。它常有两种不同的情况：两种不同的情况：两种不同的情况：两种不同的情况：两种不同的情况：两种不同的情况：uuu较较较较较较大大大大大大的的的的的的天天天天天天然然然然然然裂裂裂裂裂裂缝缝缝缝缝缝及及及及及及

34、溶溶溶溶溶溶洞洞洞洞洞洞引引引引引引起起起起起起的的的的的的有有有有有有进进进进进进无无无无无无出出出出出出的的的的的的严严严严严严重重重重重重( ( (漏漏漏漏漏漏速速速速速速很很很很很很大大大大大大、很难堵住很难堵住很难堵住很难堵住很难堵住很难堵住)漏失漏失漏失漏失漏失漏失uuu长长长长长长井井井井井井段段段段段段低低低低低低承承承承承承压压压压压压地地地地地地层层层层层层“ “ “随随随随随随机机机机机机性性性性性性、多多多多多多点点点点点点漏漏漏漏漏漏失失失失失失” ” ” ( ( (漏漏漏漏漏漏速速速速速速很很很很很很大大大大大大、很很很很很很难堵住难堵住难堵住难堵住难堵住难堵住)问

35、题问题问题问题问题问题14. .窄安全密度窗口安全钻井问题窄安全密度窗口安全钻井问题窄安全密度窗口安全钻井问题窄安全密度窗口安全钻井问题: : : : 当漏、喷、塌、当漏、喷、塌、当漏、喷、塌、当漏、喷、塌、位于同一裸眼井段位于同一裸眼井段位于同一裸眼井段位于同一裸眼井段( ( ( (同层同层同层同层) ) ) )，则引发出多种复杂问题，则引发出多种复杂问题，则引发出多种复杂问题，则引发出多种复杂问题: : : :主要归纳为主要归纳为主要归纳为主要归纳为窄或负安全窄或负安全窄或负安全窄或负安全密度窗口密度窗口密度窗口密度窗口的安全钻井复杂问题，成为目前钻井工的安全钻井复杂问题，成为目前钻井工的

36、安全钻井复杂问题，成为目前钻井工的安全钻井复杂问题，成为目前钻井工程亟待解决的重大技术难题，而喷和漏构成的窄程亟待解决的重大技术难题，而喷和漏构成的窄程亟待解决的重大技术难题，而喷和漏构成的窄程亟待解决的重大技术难题，而喷和漏构成的窄或负安全密度窗口的安全钻井问题则更为复杂、或负安全密度窗口的安全钻井问题则更为复杂、或负安全密度窗口的安全钻井问题则更为复杂、或负安全密度窗口的安全钻井问题则更为复杂、困难和危险困难和危险困难和危险困难和危险, , , ,是我们当前重点攻关解决的重大难题。是我们当前重点攻关解决的重大难题。是我们当前重点攻关解决的重大难题。是我们当前重点攻关解决的重大难题。 15

37、. . . .钻遇高压、高产、高含钻遇高压、高产、高含钻遇高压、高产、高含钻遇高压、高产、高含H H H H2 2 2 2S(COS(COS(COS(CO2 2 2 2) ) ) )气层难题：气层难题：气层难题：气层难题： 、 H H H H2 2 2 2S S S S的高毒性所带来的重大技大难题及安全问题；的高毒性所带来的重大技大难题及安全问题；的高毒性所带来的重大技大难题及安全问题；的高毒性所带来的重大技大难题及安全问题； 、 H H H H2 2 2 2S(COS(COS(COS(CO2 2 2 2) ) ) )的特殊腐蚀作用和高腐蚀性所带来的重大的特殊腐蚀作用和高腐蚀性所带来的重大的特

38、殊腐蚀作用和高腐蚀性所带来的重大的特殊腐蚀作用和高腐蚀性所带来的重大技术难题；技术难题；技术难题；技术难题； 、 H H H H2 2 2 2S(COS(COS(COS(CO2 2 2 2) ) ) )在深井高温高压条件下的超临界态带来的在深井高温高压条件下的超临界态带来的在深井高温高压条件下的超临界态带来的在深井高温高压条件下的超临界态带来的重大技术难题：重大技术难题：重大技术难题：重大技术难题： A.A.A.A.超强的特殊腐蚀作用。超强的特殊腐蚀作用。超强的特殊腐蚀作用。超强的特殊腐蚀作用。 B.B.B.B.元素硫沉积带来的难题。元素硫沉积带来的难题。元素硫沉积带来的难题。元素硫沉积带来的

39、难题。 C.C.C.C.对井控带来复杂影响所引起的重大技术难题对井控带来复杂影响所引起的重大技术难题对井控带来复杂影响所引起的重大技术难题对井控带来复杂影响所引起的重大技术难题。 这是当前我国正在全力进行攻关的重大技术难题。这是当前我国正在全力进行攻关的重大技术难题。这是当前我国正在全力进行攻关的重大技术难题。这是当前我国正在全力进行攻关的重大技术难题。 16 2, 2,关于提高机械钻速关于提高机械钻速关于提高机械钻速关于提高机械钻速 当前、深井复杂井钻速低是制约我国油气勘探开发事业当前、深井复杂井钻速低是制约我国油气勘探开发事业当前、深井复杂井钻速低是制约我国油气勘探开发事业当前、深井复杂井

40、钻速低是制约我国油气勘探开发事业发展瓶颈的重要表现之一。其中除井下复杂与事故的影响外发展瓶颈的重要表现之一。其中除井下复杂与事故的影响外发展瓶颈的重要表现之一。其中除井下复杂与事故的影响外发展瓶颈的重要表现之一。其中除井下复杂与事故的影响外, , , ,努力提高机械钻速是一重要方面。努力提高机械钻速是一重要方面。努力提高机械钻速是一重要方面。努力提高机械钻速是一重要方面。 uu高陡构造的防斜打快问题高陡构造的防斜打快问题高陡构造的防斜打快问题高陡构造的防斜打快问题; ; ; ;uu深井上部大尺寸井段的机械钻速问题深井上部大尺寸井段的机械钻速问题深井上部大尺寸井段的机械钻速问题深井上部大尺寸井段

41、的机械钻速问题; ; ; ;uu深部重泥浆井段深部重泥浆井段深部重泥浆井段深部重泥浆井段( ( ( (耐磨地层耐磨地层耐磨地层耐磨地层)机械钻速问题机械钻速问题机械钻速问题机械钻速问题; ; ; ;uu油基泥浆提高钻速问题油基泥浆提高钻速问题油基泥浆提高钻速问题油基泥浆提高钻速问题: : : :油基泥浆机械钻速提高到超过现有水油基泥浆机械钻速提高到超过现有水油基泥浆机械钻速提高到超过现有水油基泥浆机械钻速提高到超过现有水基泥浆水平；基泥浆水平；基泥浆水平；基泥浆水平；uu水基泥浆机械钻速整体再上台阶水基泥浆机械钻速整体再上台阶水基泥浆机械钻速整体再上台阶水基泥浆机械钻速整体再上台阶; ; ;

42、;17 所有这些问题都是所有这些问题都是所有这些问题都是所有这些问题都是国内外至今没能很好解决的世界级难国内外至今没能很好解决的世界级难国内外至今没能很好解决的世界级难国内外至今没能很好解决的世界级难题题题题, , , ,它严重的阻碍了我国油气勘深开发的进程。它严重的阻碍了我国油气勘深开发的进程。它严重的阻碍了我国油气勘深开发的进程。它严重的阻碍了我国油气勘深开发的进程。 它们是钻井最传统的问题，是钻井工程永恒的难题。多它们是钻井最传统的问题，是钻井工程永恒的难题。多它们是钻井最传统的问题，是钻井工程永恒的难题。多它们是钻井最传统的问题，是钻井工程永恒的难题。多年来为解决它们作过不懈的努力年来

43、为解决它们作过不懈的努力年来为解决它们作过不懈的努力年来为解决它们作过不懈的努力, , , ,并已集累了非常丰富的经验。并已集累了非常丰富的经验。并已集累了非常丰富的经验。并已集累了非常丰富的经验。但它们并未很好解决但它们并未很好解决但它们并未很好解决但它们并未很好解决, , , ,更未完全解决更未完全解决更未完全解决更未完全解决, , , ,而且目前国外先进钻井而且目前国外先进钻井而且目前国外先进钻井而且目前国外先进钻井技术及其发展并不能完全解决它们。应该成为我们钻井技术技术及其发展并不能完全解决它们。应该成为我们钻井技术技术及其发展并不能完全解决它们。应该成为我们钻井技术技术及其发展并不能

44、完全解决它们。应该成为我们钻井技术发展的一个必要的方向。发展的一个必要的方向。发展的一个必要的方向。发展的一个必要的方向。 18 但要最终有效解决它们，但要最终有效解决它们，但要最终有效解决它们，但要最终有效解决它们，必须在己有经验的必须在己有经验的必须在己有经验的必须在己有经验的基础上，深入研究其作用机理及内在规律，综合基础上，深入研究其作用机理及内在规律，综合基础上，深入研究其作用机理及内在规律，综合基础上，深入研究其作用机理及内在规律，综合应用其它学科的最新成果，建立新的观点、新的应用其它学科的最新成果，建立新的观点、新的应用其它学科的最新成果，建立新的观点、新的应用其它学科的最新成果，

45、建立新的观点、新的方法、新的材料、新的工具、并形成新的技术才方法、新的材料、新的工具、并形成新的技术才方法、新的材料、新的工具、并形成新的技术才方法、新的材料、新的工具、并形成新的技术才有可能有效解决有可能有效解决有可能有效解决有可能有效解决例如：例如：例如：例如：uu 用用用用VDSVDSVDSVDS系统解决防斜打快问题系统解决防斜打快问题系统解决防斜打快问题系统解决防斜打快问题uu 用用用用NDSNDSNDSNDS系统引导窄安全密度窗口钻井系统引导窄安全密度窗口钻井系统引导窄安全密度窗口钻井系统引导窄安全密度窗口钻井uu 特种凝胶堵漏技术特种凝胶堵漏技术特种凝胶堵漏技术特种凝胶堵漏技术。1

46、9常见现象是井眼缩径、井壁掉常见现象是井眼缩径、井壁掉常见现象是井眼缩径、井壁掉常见现象是井眼缩径、井壁掉 块、井壁坍塌块、井壁坍塌块、井壁坍塌块、井壁坍塌对它我们具有丰富经验并能较好解决生产问题。但同时又对它我们具有丰富经验并能较好解决生产问题。但同时又对它我们具有丰富经验并能较好解决生产问题。但同时又对它我们具有丰富经验并能较好解决生产问题。但同时又是我们并未能完全掌握而时常碰到的技术难题是我们并未能完全掌握而时常碰到的技术难题是我们并未能完全掌握而时常碰到的技术难题是我们并未能完全掌握而时常碰到的技术难题( ( ( (特别是在山前高特别是在山前高特别是在山前高特别是在山前高陡构造、破碎地

47、层、强水敏地层陡构造、破碎地层、强水敏地层陡构造、破碎地层、强水敏地层陡构造、破碎地层、强水敏地层) ) ) )。 其问题的主要表现其问题的主要表现: :尚不能准确预测，不能实时测定、不能准确判断；尚不能准确预测，不能实时测定、不能准确判断；尚不能准确预测，不能实时测定、不能准确判断；尚不能准确预测，不能实时测定、不能准确判断；机理研究尚不能预先指导，只能事后解释；机理研究尚不能预先指导，只能事后解释；机理研究尚不能预先指导，只能事后解释；机理研究尚不能预先指导，只能事后解释；防塌技术实施难以准确到位。防塌技术实施难以准确到位。防塌技术实施难以准确到位。防塌技术实施难以准确到位。防塌泥浆密度普

48、遍偏高防塌泥浆密度普遍偏高防塌泥浆密度普遍偏高防塌泥浆密度普遍偏高, , , ,诱发一系列井下问题。诱发一系列井下问题。诱发一系列井下问题。诱发一系列井下问题。 多年来无重大突破和实质进展多年来无重大突破和实质进展多年来无重大突破和实质进展多年来无重大突破和实质进展. . . .也不太清础如何发展。也不太清础如何发展。也不太清础如何发展。也不太清础如何发展。二二二二, , , ,井壁稳定技术的发展井壁稳定技术的发展井壁稳定技术的发展井壁稳定技术的发展20井壁不稳定井壁不稳定是由形成井眼后，井壁岩层产生的坍塌压是由形成井眼后，井壁岩层产生的坍塌压是由形成井眼后，井壁岩层产生的坍塌压是由形成井眼后

49、，井壁岩层产生的坍塌压力所引起力所引起力所引起力所引起. . . .井眼形成后，地应力在井壁上的二次分布所产井眼形成后，地应力在井壁上的二次分布所产井眼形成后，地应力在井壁上的二次分布所产井眼形成后，地应力在井壁上的二次分布所产生的指向井内引起井壁岩石向井内移动的应力，称生的指向井内引起井壁岩石向井内移动的应力，称生的指向井内引起井壁岩石向井内移动的应力，称生的指向井内引起井壁岩石向井内移动的应力，称为井壁坍塌应力。为井壁坍塌应力。为井壁坍塌应力。为井壁坍塌应力。P P P P塌塌塌塌0 0 0 0。它是引起井壁不稳定的它是引起井壁不稳定的它是引起井壁不稳定的它是引起井壁不稳定的根本原因根本原

50、因根本原因根本原因(P(P(P(P泥泥PPP00，即必须用泥浆柱压力，即必须用泥浆柱压力P P泥泥P P塌塌来来平衡才能保证稳定。因此遇到井塌必须提高泥浆密度。平衡才能保证稳定。因此遇到井塌必须提高泥浆密度。但只有当裂缝完全都是闭合时，但只有当裂缝完全都是闭合时，P P泥才能平衡泥才能平衡P P塌起到塌起到稳定井壁（防塌）作用稳定井壁（防塌）作用. .提高泥浆密度才有效。提高泥浆密度才有效。若裂缝不能完全闭合，或提高密度而使裂缝开启若裂缝不能完全闭合，或提高密度而使裂缝开启, ,则会则会出现以下问题出现以下问题: :32若不能有效封堵住裂缝阻断泥浆液相进入裂缝，则将引起若不能有效封堵住裂缝阻断

51、泥浆液相进入裂缝，则将引起P P塌的增加塌的增加, ,不能防塌。不能防塌。与泥浆类型无关；油基泥浆、水基泥浆效果一样。与泥浆类型无关；油基泥浆、水基泥浆效果一样。此时提高泥浆密度不起作用反而密度愈高，井塌愈凶，甚此时提高泥浆密度不起作用反而密度愈高，井塌愈凶，甚至形成恶性循环。引起恶性坍塌。至形成恶性循环。引起恶性坍塌。从钻进这类地层经验中总结的地层从钻进这类地层经验中总结的地层P P塌塌一般偏高较多。一般偏高较多。上述作用与影响与水化作用无关。若有水化作用，二者叠上述作用与影响与水化作用无关。若有水化作用，二者叠加，问题更为复杂。加，问题更为复杂。所以所以, ,有效封堵是这类地层井壁稳定的关

52、健有效封堵是这类地层井壁稳定的关健, ,而其封堵效果而其封堵效果与由泥浆引起地层与由泥浆引起地层P P塌的增加直接相关。塌的增加直接相关。332.2.2.2.存在问题及发展方向存在问题及发展方向存在问题及发展方向存在问题及发展方向. . . .必须更新技术观念必须更新技术观念必须更新技术观念必须更新技术观念 、所有泥浆都可能增加、所有泥浆都可能增加、所有泥浆都可能增加、所有泥浆都可能增加P P P P塌塌塌塌。不同泥浆增加幅度不同。不同泥浆增加幅度不同。不同泥浆增加幅度不同。不同泥浆增加幅度不同。由现场井下实际情况总结出的由现场井下实际情况总结出的由现场井下实际情况总结出的由现场井下实际情况总

53、结出的P P P P塌塌塌塌一般都一般都一般都一般都( ( ( (大大大大大大大大) ) ) )偏大偏大偏大偏大. . . . 、若不能对地层各种裂缝进行有效封堵、若不能对地层各种裂缝进行有效封堵、若不能对地层各种裂缝进行有效封堵、若不能对地层各种裂缝进行有效封堵, , , ,提高泥浆密度提高泥浆密度提高泥浆密度提高泥浆密度实得其反。实得其反。实得其反。实得其反。 、有效封堵是、有效封堵是、有效封堵是、有效封堵是“破碎性地层破碎性地层破碎性地层破碎性地层”防塌的核心和关健。防塌的核心和关健。防塌的核心和关健。防塌的核心和关健。34 . . . .目前国内外目前国内外目前国内外目前国内外 ( (

54、 ( (水基、油基水基、油基水基、油基水基、油基) ) ) )泥浆的封堵能力都未完全过关泥浆的封堵能力都未完全过关泥浆的封堵能力都未完全过关泥浆的封堵能力都未完全过关: : : : 封堵基本要求封堵基本要求封堵基本要求封堵基本要求: :井壁井壁井壁井壁快速快速快速快速形成形成形成形成浅层浅层浅层浅层、零渗透零渗透零渗透零渗透的封堵层：的封堵层：的封堵层：的封堵层： . . . . 对地层对地层对地层对地层0.1mm0.1mm0.1mm0.1mm以上级裂缝与微裂缝的封堵以上级裂缝与微裂缝的封堵以上级裂缝与微裂缝的封堵以上级裂缝与微裂缝的封堵( ( ( (已基本解已基本解已基本解已基本解决决决决)

55、;););); 对微米级对微米级对微米级对微米级微裂缝微裂缝微裂缝微裂缝的封堵的封堵的封堵的封堵( ( ( (基本未解决基本未解决基本未解决基本未解决);););); 对纳米级对纳米级对纳米级对纳米级细微孔隙、裂缝细微孔隙、裂缝细微孔隙、裂缝细微孔隙、裂缝的封堵的封堵的封堵的封堵( ( ( (完全末解决完全末解决完全末解决完全末解决);););); 、进一步提高封堵能力必须先研究、建立对各类裂缝、进一步提高封堵能力必须先研究、建立对各类裂缝、进一步提高封堵能力必须先研究、建立对各类裂缝、进一步提高封堵能力必须先研究、建立对各类裂缝封堵能力、封堵程度的正确评价装置与方法封堵能力、封堵程度的正确评

56、价装置与方法封堵能力、封堵程度的正确评价装置与方法封堵能力、封堵程度的正确评价装置与方法( ( ( (未解决未解决未解决未解决) ) ) )35 、以所建立的正确评价装置与方法为依据、以所建立的正确评价装置与方法为依据、以所建立的正确评价装置与方法为依据、以所建立的正确评价装置与方法为依据, , , ,根据不同根据不同根据不同根据不同原理原理原理原理.(.(物理封堵、化学封堵、物理化学封堵物理封堵、化学封堵、物理化学封堵物理封堵、化学封堵、物理化学封堵物理封堵、化学封堵、物理化学封堵) ) ) )研制、开发和评研制、开发和评研制、开发和评研制、开发和评价适用于不同裂缝价适用于不同裂缝价适用于不

57、同裂缝价适用于不同裂缝( ( ( (隙隙隙隙) ) ) )的封堵剂及封堵泥浆体系。的封堵剂及封堵泥浆体系。的封堵剂及封堵泥浆体系。的封堵剂及封堵泥浆体系。 重点是适用于纳米重点是适用于纳米重点是适用于纳米重点是适用于纳米微米级微裂缝和细微裂缝的专用配微米级微裂缝和细微裂缝的专用配微米级微裂缝和细微裂缝的专用配微米级微裂缝和细微裂缝的专用配套封堵剂。套封堵剂。套封堵剂。套封堵剂。 、建立起封堵效果与它引起地层、建立起封堵效果与它引起地层、建立起封堵效果与它引起地层、建立起封堵效果与它引起地层P P P P塌的增加的评价方塌的增加的评价方塌的增加的评价方塌的增加的评价方法法法法36uu小结：小结：

58、 1 1 1 1、对于井壁不稳定地层，泥浆总要引起地层、对于井壁不稳定地层，泥浆总要引起地层、对于井壁不稳定地层，泥浆总要引起地层、对于井壁不稳定地层，泥浆总要引起地层P P P P塌的增加，塌的增加，塌的增加，塌的增加，增加幅度增加幅度增加幅度增加幅度可达可达可达可达1.00-2.001.00-2.001.00-2.001.00-2.00；而由现现场实际总结出的而由现现场实际总结出的而由现现场实际总结出的而由现现场实际总结出的P P P P塌总是塌总是塌总是塌总是偏大。偏大。偏大。偏大。 2 2 2 2、建立、建立、建立、建立坍塌压力评价坍塌压力评价坍塌压力评价坍塌压力评价和和和和粘土水化（

59、去水化）程度粘土水化（去水化）程度粘土水化（去水化）程度粘土水化（去水化）程度的的的的评价以及由于粘土水化（去水化）评价以及由于粘土水化（去水化）评价以及由于粘土水化（去水化）评价以及由于粘土水化（去水化）引起的坍塌压力的增加引起的坍塌压力的增加引起的坍塌压力的增加引起的坍塌压力的增加的评价方法；建立的评价方法；建立的评价方法；建立的评价方法；建立封堵效果与它引起地层封堵效果与它引起地层封堵效果与它引起地层封堵效果与它引起地层P P P P塌的增加的评价方塌的增加的评价方塌的增加的评价方塌的增加的评价方法法法法是目前促进本项技术发展的关键；是目前促进本项技术发展的关键；是目前促进本项技术发展的

60、关键；是目前促进本项技术发展的关键；37、降低地层坍塌压力、降低地层坍塌压力、降低地层坍塌压力、降低地层坍塌压力P P P P塌塌塌塌研究研究研究研究 由于目前国内外防塌泥浆浆技术都未考虑泥浆引起由于目前国内外防塌泥浆浆技术都未考虑泥浆引起由于目前国内外防塌泥浆浆技术都未考虑泥浆引起由于目前国内外防塌泥浆浆技术都未考虑泥浆引起P P P P塌的塌的塌的塌的上升上升上升上升, , , ,也测不出这个也测不出这个也测不出这个也测不出这个P P P P塌的上升值。塌的上升值。塌的上升值。塌的上升值。 同时国内外泥浆技术的水化抑制能力与有效封堵能力都远同时国内外泥浆技术的水化抑制能力与有效封堵能力都远

61、同时国内外泥浆技术的水化抑制能力与有效封堵能力都远同时国内外泥浆技术的水化抑制能力与有效封堵能力都远远达不到要求远达不到要求远达不到要求远达不到要求; ; ; ;现有钻井液大多要增加地层坍塌压力，且不同现有钻井液大多要增加地层坍塌压力，且不同现有钻井液大多要增加地层坍塌压力，且不同现有钻井液大多要增加地层坍塌压力，且不同体系引起地层坍塌压力增加的幅度不同体系引起地层坍塌压力增加的幅度不同体系引起地层坍塌压力增加的幅度不同体系引起地层坍塌压力增加的幅度不同(0200(0200以上以上以上以上) )。 因此现在现场所总结出来的防塌泥浆密度将随泥浆不同而因此现在现场所总结出来的防塌泥浆密度将随泥浆不

62、同而因此现在现场所总结出来的防塌泥浆密度将随泥浆不同而因此现在现场所总结出来的防塌泥浆密度将随泥浆不同而异异异异; ; ; ;而且一定是被泥浆作用后而增大了的数值而且一定是被泥浆作用后而增大了的数值而且一定是被泥浆作用后而增大了的数值而且一定是被泥浆作用后而增大了的数值; ; ; ;这个被泥浆作用这个被泥浆作用这个被泥浆作用这个被泥浆作用后而增大了的数值后而增大了的数值后而增大了的数值后而增大了的数值(02.00(02.00(02.00(02.00以上以上以上以上);););); 所以降低地层所以降低地层所以降低地层所以降低地层P P P P塌将有很大的空间。塌将有很大的空间。塌将有很大的空间

63、。塌将有很大的空间。38 因此因此因此因此, , , ,改进和发展泥浆技术则可能降低地层坍塌改进和发展泥浆技术则可能降低地层坍塌改进和发展泥浆技术则可能降低地层坍塌改进和发展泥浆技术则可能降低地层坍塌压力压力压力压力P P P P塌塌塌塌, , , ,而且可能降低的空间还较大。而且可能降低的空间还较大。而且可能降低的空间还较大。而且可能降低的空间还较大。 降低地层坍塌压力降低地层坍塌压力降低地层坍塌压力降低地层坍塌压力P P P P塌塌塌塌就可以降低防塌必须的泥就可以降低防塌必须的泥就可以降低防塌必须的泥就可以降低防塌必须的泥浆密度。浆密度。浆密度。浆密度。 钻井中尽可能降低泥浆使用密度是钻井

64、技术的钻井中尽可能降低泥浆使用密度是钻井技术的钻井中尽可能降低泥浆使用密度是钻井技术的钻井中尽可能降低泥浆使用密度是钻井技术的基本要求基本要求基本要求基本要求, , , ,所以降低地层坍塌压力所以降低地层坍塌压力所以降低地层坍塌压力所以降低地层坍塌压力P P P P塌塌塌塌值得探讨。值得探讨。值得探讨。值得探讨。 可能成为井壁稳定技术发展的一个重要方向。可能成为井壁稳定技术发展的一个重要方向。可能成为井壁稳定技术发展的一个重要方向。可能成为井壁稳定技术发展的一个重要方向。39 钻井中地层坍塌压力钻井中地层坍塌压力钻井中地层坍塌压力钻井中地层坍塌压力P P P P塌有两部份塌有两部份塌有两部份塌

65、有两部份: : : : 、由地应力和岩石力学因素产生、由地应力和岩石力学因素产生、由地应力和岩石力学因素产生、由地应力和岩石力学因素产生, , , ,一般情况下都不太一般情况下都不太一般情况下都不太一般情况下都不太大大大大; ; ; ;正常情况下多为正常情况下多为正常情况下多为正常情况下多为0(0(0(0(异常地应力除外异常地应力除外异常地应力除外异常地应力除外) ) ) )。 、由泥浆各种作用而产生的坍塌压力、由泥浆各种作用而产生的坍塌压力、由泥浆各种作用而产生的坍塌压力、由泥浆各种作用而产生的坍塌压力, , , ,其增加的值因其增加的值因其增加的值因其增加的值因地层和泥浆类型而异地层和泥浆

66、类型而异地层和泥浆类型而异地层和泥浆类型而异, , , ,可达可达可达可达0002.000002.000002.000002.00以上以上以上以上. . . .有较大降低空间。有较大降低空间。有较大降低空间。有较大降低空间。 降低地层坍塌压力降低地层坍塌压力降低地层坍塌压力降低地层坍塌压力P P P P塌塌塌塌实际上是改进和发展泥浆技术来实际上是改进和发展泥浆技术来实际上是改进和发展泥浆技术来实际上是改进和发展泥浆技术来消消消消除除除除的影响的影响的影响的影响和作用和作用和作用和作用( ( ( (即即即即降的是泥浆各种作用而产生的坍塌压力降的是泥浆各种作用而产生的坍塌压力降的是泥浆各种作用而产

67、生的坍塌压力降的是泥浆各种作用而产生的坍塌压力) ) ) )。40 对于由泥浆各种作用而产生坍塌压力对于由泥浆各种作用而产生坍塌压力对于由泥浆各种作用而产生坍塌压力对于由泥浆各种作用而产生坍塌压力目前国内外还没目前国内外还没目前国内外还没目前国内外还没有实用的测定、计算的方法。但它的建立可能性较大。有实用的测定、计算的方法。但它的建立可能性较大。有实用的测定、计算的方法。但它的建立可能性较大。有实用的测定、计算的方法。但它的建立可能性较大。实际实际实际实际上它是地层岩石受泥浆作用后而产生的相对于原有上它是地层岩石受泥浆作用后而产生的相对于原有上它是地层岩石受泥浆作用后而产生的相对于原有上它是地

68、层岩石受泥浆作用后而产生的相对于原有P P P P塌的一个塌的一个塌的一个塌的一个增值。增值。增值。增值。因此因此因此因此, , , ,它的测定与计算和所用力学理论模型的适用性和它的测定与计算和所用力学理论模型的适用性和它的测定与计算和所用力学理论模型的适用性和它的测定与计算和所用力学理论模型的适用性和可靠性无直接关系可靠性无直接关系可靠性无直接关系可靠性无直接关系, , , ,从而使其测定的可能性和可信度大为提高。从而使其测定的可能性和可信度大为提高。从而使其测定的可能性和可信度大为提高。从而使其测定的可能性和可信度大为提高。从而具有较好的实用价质。从而具有较好的实用价质。从而具有较好的实用

69、价质。从而具有较好的实用价质。 1 1 1 1、基于测井资料开展坍塌压力剖面、基于测井资料开展坍塌压力剖面、基于测井资料开展坍塌压力剖面、基于测井资料开展坍塌压力剖面 (P(P(P(P塌塌塌塌) ) ) )的研究的研究的研究的研究 基于测井资料可以计算三个压力剖面基于测井资料可以计算三个压力剖面基于测井资料可以计算三个压力剖面基于测井资料可以计算三个压力剖面 (P(P(P(P塌塌塌塌、P P P P被被被被、P P P P孔孔孔孔),),),),利用以上思路则可能计算出不同泥浆引起地层坍塌压力的增利用以上思路则可能计算出不同泥浆引起地层坍塌压力的增利用以上思路则可能计算出不同泥浆引起地层坍塌压

70、力的增利用以上思路则可能计算出不同泥浆引起地层坍塌压力的增加值。加值。加值。加值。 41力学本构关系力学本构关系岩石力学性质、强度岩石力学性质、强度岩石力学性质、强度岩石力学性质、强度 原地应力原地应力 井周应力井周应力强度判别准则强度判别准则 岩石性质与强度岩石性质与强度地层坍塌应力、破裂应力地层坍塌应力、破裂应力 孔隙压力孔隙压力合理泥浆密度上、下限合理泥浆密度上、下限42岩石力学与强岩石力学与强度参数度参数岩石弹性模量岩石弹性模量泊松比泊松比内聚力内聚力岩石抗压强度岩石抗压强度岩石抗张强度岩石抗张强度固有抗剪切强度固有抗剪切强度原地最大水平主应力原地最大水平主应力原地最小水平主应力原地最

71、小水平主应力垂向应力垂向应力孔隙压力孔隙压力地应力地应力求求P P塌塌: :需要需要岩石强度参数和地应力参数岩石强度参数和地应力参数岩石强度参数和地应力参数岩石强度参数和地应力参数43开展分析研究的关键性参数开展分析研究的关键性参数: :1 1、岩石力学性质与强度、岩石力学性质与强度2 2、地应力、地应力3 3、地层孔隙压力（异常地层压力）、地层孔隙压力（异常地层压力） 其其中中岩岩石石强强度度、地地应应力力都都是是依依靠靠测测井井资资料料, , 地地层层孔孔隙隙压压力力可可以以依依靠靠测测井井资资料料和和钻钻井井录录井井资资料料，但但目目前前一一般般也也多多用用测测井井资资料料, ,其其中中

72、声声波波时时差差测测井井应应用用最最广。广。44孔隙压力输入垂直井测井资料：密度、伽马、声波等计算原地应力、岩石力学性质与强度岩石力学本构关系在设计井斜角下对原地应力进行坐标变换计算井壁应力计算井壁主应力计算井壁有效应力强度判别准则岩石强度资料安全泥浆密度上、下限计算剪切破裂压力、张性破裂压力计算剪切破裂压力、张性破裂压力岩石力学岩石力学测井资料的作用测井资料的作用基于测井资料测定、计算三个压力剖面基于测井资料测定、计算三个压力剖面基于测井资料测定、计算三个压力剖面基于测井资料测定、计算三个压力剖面 (P(P塌塌塌塌.P.P破破破破.P.P地地地地) )45 泥浆引起地层泥浆引起地层泥浆引起地

73、层泥浆引起地层P P P P塌的测定塌的测定塌的测定塌的测定: : : : 1. 1. 1. 1.在用在用在用在用测井资料测定、计算三个压力剖面时测井资料测定、计算三个压力剖面时测井资料测定、计算三个压力剖面时测井资料测定、计算三个压力剖面时测井资料测定、计算三个压力剖面时测井资料测定、计算三个压力剖面时, , , , , ,首先首先首先首先首先首先依靠测依靠测依靠测依靠测井资料测定计算出地应力、岩石力学性质与强度、地层孔隙井资料测定计算出地应力、岩石力学性质与强度、地层孔隙井资料测定计算出地应力、岩石力学性质与强度、地层孔隙井资料测定计算出地应力、岩石力学性质与强度、地层孔隙压力压力压力压力

74、, , , ,然后再应用计算井周应力的岩石力学理论模型计算出然后再应用计算井周应力的岩石力学理论模型计算出然后再应用计算井周应力的岩石力学理论模型计算出然后再应用计算井周应力的岩石力学理论模型计算出P P P P塌、塌、塌、塌、P P P P破破破破. . . . 在用测井资料测定计算出在用测井资料测定计算出在用测井资料测定计算出在用测井资料测定计算出: : : :地应力、岩石力学性质与强度地应力、岩石力学性质与强度地应力、岩石力学性质与强度地应力、岩石力学性质与强度时时时时, , , ,都是采用的都是采用的都是采用的都是采用的以井下没受泥浆作用的岩石为基础而建立的反以井下没受泥浆作用的岩石为

75、基础而建立的反以井下没受泥浆作用的岩石为基础而建立的反以井下没受泥浆作用的岩石为基础而建立的反演理论模型演理论模型演理论模型演理论模型, , , ,因此求出的应是岩石没有受泥浆作用时的力学参因此求出的应是岩石没有受泥浆作用时的力学参因此求出的应是岩石没有受泥浆作用时的力学参因此求出的应是岩石没有受泥浆作用时的力学参数数数数, , , ,而算出的而算出的而算出的而算出的P P P P塌为没有受泥浆作用时的塌为没有受泥浆作用时的塌为没有受泥浆作用时的塌为没有受泥浆作用时的P P P P塌塌塌塌. . . . 46 假若通过理论与实验研究建立岩石受泥浆作用后的测井参数与其岩假若通过理论与实验研究建立

76、岩石受泥浆作用后的测井参数与其岩假若通过理论与实验研究建立岩石受泥浆作用后的测井参数与其岩假若通过理论与实验研究建立岩石受泥浆作用后的测井参数与其岩石力学参数的反演理论模型石力学参数的反演理论模型石力学参数的反演理论模型石力学参数的反演理论模型, , , ,再将此模型用于再将此模型用于再将此模型用于再将此模型用于“由由由由测井资料测定计算出测井资料测定计算出测井资料测定计算出测井资料测定计算出地地地地应力、岩石力学性质与强度应力、岩石力学性质与强度应力、岩石力学性质与强度应力、岩石力学性质与强度”则由此计算出的则由此计算出的则由此计算出的则由此计算出的P P P P塌则为岩石受泥浆作用后塌则为

77、岩石受泥浆作用后塌则为岩石受泥浆作用后塌则为岩石受泥浆作用后的的的的P P P P塌塌塌塌, , , ,它更代表井下实际的它更代表井下实际的它更代表井下实际的它更代表井下实际的P P P P塌。塌。塌。塌。 而两者之差则为而两者之差则为而两者之差则为而两者之差则为泥浆作用后产生的坍塌压力。这可用作为现场使用泥浆作用后产生的坍塌压力。这可用作为现场使用泥浆作用后产生的坍塌压力。这可用作为现场使用泥浆作用后产生的坍塌压力。这可用作为现场使用泥浆引起坍塌压力增加大小的实际评价方法。泥浆引起坍塌压力增加大小的实际评价方法。泥浆引起坍塌压力增加大小的实际评价方法。泥浆引起坍塌压力增加大小的实际评价方法。

78、 不同的泥浆此差值不同不同的泥浆此差值不同不同的泥浆此差值不同不同的泥浆此差值不同, , , ,差值越小差值越小差值越小差值越小, , , ,则泥浆防塌能力越好则泥浆防塌能力越好则泥浆防塌能力越好则泥浆防塌能力越好, , , ,反之则越差。反之则越差。反之则越差。反之则越差。差值为差值为差值为差值为0 0 0 0则为最好。则为最好。则为最好。则为最好。 若选用此若选用此若选用此若选用此差值小的泥浆差值小的泥浆差值小的泥浆差值小的泥浆, , , ,则将降低该井井下实际坍塌压力。则将降低该井井下实际坍塌压力。则将降低该井井下实际坍塌压力。则将降低该井井下实际坍塌压力。47 2 2 2 2、降低地层

79、坍塌压力、降低地层坍塌压力、降低地层坍塌压力、降低地层坍塌压力P P P P塌塌塌塌的实验评价方法的实验评价方法的实验评价方法的实验评价方法: : : : . .利用工测测井的方法测定井眼地层的地应力和孔利用工测测井的方法测定井眼地层的地应力和孔利用工测测井的方法测定井眼地层的地应力和孔利用工测测井的方法测定井眼地层的地应力和孔隙压力和井眼地层的坍塌应力隙压力和井眼地层的坍塌应力隙压力和井眼地层的坍塌应力隙压力和井眼地层的坍塌应力P P P P塌塌塌塌1 1 1 1; ; ; ; 、现场总结井下地层实际的坍塌应力、现场总结井下地层实际的坍塌应力、现场总结井下地层实际的坍塌应力、现场总结井下地层

80、实际的坍塌应力P P P P塌塌塌塌2 2 2 2( ( ( (防塌防塌防塌防塌泥浆的最低密度泥浆的最低密度泥浆的最低密度泥浆的最低密度);););); 、使用三轴应力仪测定井壁岩石样品的力学性质、使用三轴应力仪测定井壁岩石样品的力学性质、使用三轴应力仪测定井壁岩石样品的力学性质、使用三轴应力仪测定井壁岩石样品的力学性质( ( ( (如弹性模量、泊桑比如弹性模量、泊桑比如弹性模量、泊桑比如弹性模量、泊桑比) ) ) ) 、 各类强度及应力各类强度及应力各类强度及应力各类强度及应力应应应应变过程曲线变过程曲线变过程曲线变过程曲线; ; ; ; 48 采用岩石三轴抗压强度测试岩石力学性质及强度采用

81、岩石三轴抗压强度测试岩石力学性质及强度采用岩石三轴抗压强度测试岩石力学性质及强度采用岩石三轴抗压强度测试岩石力学性质及强度泊松比泊松比泊松比泊松比 、 弹性模量、抗压强度）弹性模量、抗压强度）弹性模量、抗压强度）弹性模量、抗压强度）: :uu实验采用了美国实验采用了美国实验采用了美国实验采用了美国GCTSGCTS公司制造的公司制造的公司制造的公司制造的 三轴岩石强度测试仪三轴岩石强度测试仪三轴岩石强度测试仪三轴岩石强度测试仪RTR-1000RTR-1000（图）。（图）。（图）。（图）。uu岩石取材：岩心取自实验井段岩石或岩石取材：岩心取自实验井段岩石或岩石取材：岩心取自实验井段岩石或岩石取材

82、：岩心取自实验井段岩石或同层位露头，同层位露头，同层位露头，同层位露头， 实验用岩心尺寸为实验用岩心尺寸为实验用岩心尺寸为实验用岩心尺寸为1212；uu实验环境条件：温度、围压摸拟井下。实验环境条件：温度、围压摸拟井下。实验环境条件：温度、围压摸拟井下。实验环境条件：温度、围压摸拟井下。49 、选用一个适用的井壁应力计算理论模型、选用一个适用的井壁应力计算理论模型、选用一个适用的井壁应力计算理论模型、选用一个适用的井壁应力计算理论模型( ( ( (例如例如例如例如采用采用采用采用AndersonAndersonAndersonAnderson模型模型模型模型) ) ) )及岩石破坏准则及岩石破

83、坏准则及岩石破坏准则及岩石破坏准则( ( ( (常用常用常用常用Mohr-CoulombMohr-CoulombMohr-CoulombMohr-Coulomb准则准则准则准则) ) ) ) 进进进进行计算出对应井下地层的坍塌应力行计算出对应井下地层的坍塌应力行计算出对应井下地层的坍塌应力行计算出对应井下地层的坍塌应力P P P P塌塌塌塌3;3;3;3; 、样品处理、样品处理、样品处理、样品处理: : : : 将岩样与不同工作液将岩样与不同工作液将岩样与不同工作液将岩样与不同工作液: : : : 不同抑制性工作液不同抑制性工作液不同抑制性工作液不同抑制性工作液; ; ; ; 不同封堵能力的工

84、作液不同封堵能力的工作液不同封堵能力的工作液不同封堵能力的工作液; ; ; ; 油田常用各类典型泥浆体系油田常用各类典型泥浆体系油田常用各类典型泥浆体系油田常用各类典型泥浆体系 在设定的条件下在设定的条件下在设定的条件下在设定的条件下( ( ( (可摸拟井下可摸拟井下可摸拟井下可摸拟井下) ) ) )作用一定时间如作用一定时间如作用一定时间如作用一定时间如24h24h24h24h50 、将井壁岩石样品用所用、将井壁岩石样品用所用、将井壁岩石样品用所用、将井壁岩石样品用所用( ( ( (待测待测待测待测) ) ) )防塌泥浆防塌泥浆防塌泥浆防塌泥浆 ( ( ( (按按按按专用处理装置与标准处理办

85、法专用处理装置与标准处理办法专用处理装置与标准处理办法专用处理装置与标准处理办法) ) ) )作用处理后作用处理后作用处理后作用处理后, , , ,再同样再同样再同样再同样使用三轴应力仪测定井壁岩石样品的力学性质使用三轴应力仪测定井壁岩石样品的力学性质使用三轴应力仪测定井壁岩石样品的力学性质使用三轴应力仪测定井壁岩石样品的力学性质( ( ( (如弹如弹如弹如弹性模量、泊桑比性模量、泊桑比性模量、泊桑比性模量、泊桑比) ) ) ) 、 各类强度及及应力各类强度及及应力各类强度及及应力各类强度及及应力应变过应变过应变过应变过程曲线程曲线程曲线程曲线; ; ; ;再使用同一合理的模型计算出对应井下地

86、层再使用同一合理的模型计算出对应井下地层再使用同一合理的模型计算出对应井下地层再使用同一合理的模型计算出对应井下地层的坍塌应力的坍塌应力的坍塌应力的坍塌应力P P P P塌塌塌塌4;4;4;4;51 对处理后的岩心采用三轴岩石强度测试仪对处理后的岩心采用三轴岩石强度测试仪对处理后的岩心采用三轴岩石强度测试仪对处理后的岩心采用三轴岩石强度测试仪RTR-1000RTR-1000RTR-1000RTR-1000进行测定进行测定进行测定进行测定 所测定的各块岩心所对应的岩石应力所测定的各块岩心所对应的岩石应力所测定的各块岩心所对应的岩石应力所测定的各块岩心所对应的岩石应力- - - -应变曲线如下图，

87、应变曲线如下图，应变曲线如下图，应变曲线如下图，( ( ( (图中图中图中图中EaEaEaEa、ErErErEr分别为岩石的轴向、周向应变。从各岩样的应力分别为岩石的轴向、周向应变。从各岩样的应力分别为岩石的轴向、周向应变。从各岩样的应力分别为岩石的轴向、周向应变。从各岩样的应力- - - -应变曲线可以得出应变曲线可以得出应变曲线可以得出应变曲线可以得出 S S S Sd d d d/MPa/MPa/MPa/MPa、E/E/E/E/MPaMPaMPaMPa)。 图图1-3 34#1-3 34#样品样品( (未达到极限破坏点未达到极限破坏点) )三轴三轴应力应力- -应变曲线应变曲线( (围压

88、围压28MPa 28MPa 52图图1-4 11#1-4 11#样品三轴应力样品三轴应力- -应应变曲线（围压变曲线（围压26MPa26MPa）图图1-6 40#1-6 40#样品三轴应力样品三轴应力- -应变曲线（围压应变曲线（围压26MPa26MPa）53图图1-11 77#1-11 77#样品三轴应力样品三轴应力- -应变应变曲线（围压曲线（围压26MPa26MPa）图图1-6 40#1-6 40#样品三轴应力样品三轴应力- -应变曲应变曲线（围压线（围压26MPa26MPa） 54 水溶液对岩石强度影响及对坍塌应力的增加水溶液对岩石强度影响及对坍塌应力的增加 水化水化 程度对岩石力学性

89、质和强度的影响程度对岩石力学性质和强度的影响Sd/MPaE/MPa泥岩原样30.40.0922228清水泡垮-饱和Ca2Cl16.50.108152620% Ca2Cl15.20.11145810% Ca2Cl13.50.1813585% Ca2Cl8.50.2511501% Ca2Cl泡垮-55封堵作用的影响封堵作用的影响封堵作用的影响封堵作用的影响泥岩Sd/MPaE/MPa原样30.40.0922228磺化沥青(3)泡垮-不渗透（1）泡垮-EP-1 (3)泡垮-聚已二醇(10)12.90.291281纳米乳液(3)14.30.23153056 、 P P P P塌塌塌塌4 P4 P4 P4

90、 P塌塌塌塌3 ; P3 ; P3 ; P3 ; P塌塌塌塌= P= P= P= P塌塌塌塌4 P4 P4 P4 P塌塌塌塌3 3 3 3( ( ( (即所用即所用即所用即所用泥浆引起这个地层坍塌压力的增加泥浆引起这个地层坍塌压力的增加泥浆引起这个地层坍塌压力的增加泥浆引起这个地层坍塌压力的增加);););); 、对比不同泥浆体系的、对比不同泥浆体系的、对比不同泥浆体系的、对比不同泥浆体系的P P P P塌塌塌塌, , , ,则可评价出各体系及则可评价出各体系及则可评价出各体系及则可评价出各体系及防塌剂对该井该地层的防塌防塌剂对该井该地层的防塌防塌剂对该井该地层的防塌防塌剂对该井该地层的防塌(

91、 ( ( (各类各类各类各类) ) ) )能力的高低能力的高低能力的高低能力的高低; ; ; ; 、对比、对比、对比、对比P P P P塌塌塌塌 1 1 1 1 、 P P P P塌塌塌塌2 2 2 2 、 P P P P塌塌塌塌3 3 3 3 、 P P P P塌塌塌塌4 4 4 4和和和和P P P P塌塌塌塌, , , , 就可知现场泥浆实际使用密度可以降低的幅度就可知现场泥浆实际使用密度可以降低的幅度就可知现场泥浆实际使用密度可以降低的幅度就可知现场泥浆实际使用密度可以降低的幅度 P P P P塌塌塌塌2 - P2 - P2 - P2 - P塌塌塌塌( ( ( (可否降到可否降到可否降

92、到可否降到0)0)0)0)。573 3 3 3、降低、降低、降低、降低P P P P塌的作用塌的作用塌的作用塌的作用: : : : . .为提高机械钻速提供一个很好的技术平台为提高机械钻速提供一个很好的技术平台为提高机械钻速提供一个很好的技术平台为提高机械钻速提供一个很好的技术平台: : : : 提高机械钻速最有效的办法是尽可能降低泥浆密提高机械钻速最有效的办法是尽可能降低泥浆密提高机械钻速最有效的办法是尽可能降低泥浆密提高机械钻速最有效的办法是尽可能降低泥浆密度。尽可能低的泥浆密度本身就能解放机械钻速度。尽可能低的泥浆密度本身就能解放机械钻速度。尽可能低的泥浆密度本身就能解放机械钻速度。尽可

93、能低的泥浆密度本身就能解放机械钻速, , , ,而而而而且也是一切提高机械钻速的钻井技术充分发挥其效且也是一切提高机械钻速的钻井技术充分发挥其效且也是一切提高机械钻速的钻井技术充分发挥其效且也是一切提高机械钻速的钻井技术充分发挥其效能的最佳技术平台。能的最佳技术平台。能的最佳技术平台。能的最佳技术平台。 但它受限于地层流体压力和地层坍塌压力而无法但它受限于地层流体压力和地层坍塌压力而无法但它受限于地层流体压力和地层坍塌压力而无法但它受限于地层流体压力和地层坍塌压力而无法实现。实现。实现。实现。 现在现在现在现在, , , ,全过程欠平衡钻井的理念及其实施已经开始全过程欠平衡钻井的理念及其实施已

94、经开始全过程欠平衡钻井的理念及其实施已经开始全过程欠平衡钻井的理念及其实施已经开始打破第一个限制打破第一个限制打破第一个限制打破第一个限制: : : :而大幅度而大幅度而大幅度而大幅度降低降低降低降低P P P P塌塌塌塌的理念和实施有的理念和实施有的理念和实施有的理念和实施有可能为进一步提高机械钻速提供一条新的有效途径。可能为进一步提高机械钻速提供一条新的有效途径。可能为进一步提高机械钻速提供一条新的有效途径。可能为进一步提高机械钻速提供一条新的有效途径。58 把地层坍塌压力降低到把地层坍塌压力降低到把地层坍塌压力降低到把地层坍塌压力降低到: : : : 降到降到降到降到0;0;0;0; 尽

95、可能低尽可能低尽可能低尽可能低; ; ; ; 降到地层流体压力以下。降到地层流体压力以下。降到地层流体压力以下。降到地层流体压力以下。 , , , , 从而大幅度降低钻井泥浆密度从而大幅度降低钻井泥浆密度从而大幅度降低钻井泥浆密度从而大幅度降低钻井泥浆密度, , , ,并在此基础上根据所钻地并在此基础上根据所钻地并在此基础上根据所钻地并在此基础上根据所钻地层情况确定最佳钻井方式层情况确定最佳钻井方式层情况确定最佳钻井方式层情况确定最佳钻井方式: : : : 气体钻井气体钻井气体钻井气体钻井( ( ( (坍塌压力为坍塌压力为坍塌压力为坍塌压力为0 0 0 0时时时时);););); 欠平衡钻井欠

96、平衡钻井欠平衡钻井欠平衡钻井( ( ( (坍塌压力降到低于地层流体压力时坍塌压力降到低于地层流体压力时坍塌压力降到低于地层流体压力时坍塌压力降到低于地层流体压力时);););); 低密度轻泥浆低密度轻泥浆低密度轻泥浆低密度轻泥浆( ( ( (坍塌压力压力系数降到约坍塌压力压力系数降到约坍塌压力压力系数降到约坍塌压力压力系数降到约110110110110左右时左右时左右时左右时) ) ) )钻钻钻钻井井井井: : : : 59降低坍塌压力的优快钻井技术降低坍塌压力的优快钻井技术降低坍塌压力的优快钻井技术降低坍塌压力的优快钻井技术 ( ( ( (应用实例应用实例应用实例应用实例) ) ) ) 20

97、06 2006 2006 2006年以来在塔里木羊塔克地区年以来在塔里木羊塔克地区年以来在塔里木羊塔克地区年以来在塔里木羊塔克地区0-40000-40000-40000-4000米井段的钻井米井段的钻井米井段的钻井米井段的钻井中利用上述原理进行现场实验。中利用上述原理进行现场实验。中利用上述原理进行现场实验。中利用上述原理进行现场实验。 试验目的：试验目的：试验目的：试验目的： 利用上述原理。通过所钻地层库车组，康村组岩石与利用上述原理。通过所钻地层库车组，康村组岩石与利用上述原理。通过所钻地层库车组，康村组岩石与利用上述原理。通过所钻地层库车组，康村组岩石与泥浆作用前后力学性质及强度变化研究

98、，泥浆作用前后力学性质及强度变化研究，泥浆作用前后力学性质及强度变化研究，泥浆作用前后力学性质及强度变化研究，以现用泥浆体系为以现用泥浆体系为以现用泥浆体系为以现用泥浆体系为基础，加以改进完善研究出能将可钻地层现在存在的坍塌应基础，加以改进完善研究出能将可钻地层现在存在的坍塌应基础，加以改进完善研究出能将可钻地层现在存在的坍塌应基础，加以改进完善研究出能将可钻地层现在存在的坍塌应力明显降低的泥浆体及其应用技术。力明显降低的泥浆体及其应用技术。力明显降低的泥浆体及其应用技术。力明显降低的泥浆体及其应用技术。使可钻地层的坍塌应力使可钻地层的坍塌应力使可钻地层的坍塌应力使可钻地层的坍塌应力有了一个明

99、显的降低，从而在其它所有条件不变的情况下大有了一个明显的降低，从而在其它所有条件不变的情况下大有了一个明显的降低，从而在其它所有条件不变的情况下大有了一个明显的降低，从而在其它所有条件不变的情况下大幅度提高了机械钻速。幅度提高了机械钻速。幅度提高了机械钻速。幅度提高了机械钻速。60试验结果：试验结果：试验结果：试验结果： 地层岩石经泥浆作用前后的力学参数地层岩石经泥浆作用前后的力学参数地层岩石经泥浆作用前后的力学参数地层岩石经泥浆作用前后的力学参数序号泥浆抗压强度（围压45Mpa）泊松比弹性模量1KPAM109.90.1264039280A5 170.00.37637773144B103.10

100、.17745754FA36793.50.12640395PAC-HV89.40.13434126JT-88872.00.34622507XY-27100.80.19143998双聚铵盐109.40.34236159KHPAN84.80.376377710CMC-HV57.40.168311911CMC-LV未测未测未测12DRISPAC未测未测未测13清水0.4261 不同泥浆体系相对于现用聚合物泥浆体系能降低的坍塌压力：不同泥浆体系相对于现用聚合物泥浆体系能降低的坍塌压力：不同泥浆体系相对于现用聚合物泥浆体系能降低的坍塌压力：不同泥浆体系相对于现用聚合物泥浆体系能降低的坍塌压力：泥浆体系相对

101、于现用聚合物体系地层降低的坍塌压力（密度）现用聚合物泥浆+ EP-2(3%)0.3604-0.4808现用聚合物泥浆+KCL(5%)0.6662-0.9032现用聚合物泥浆+KCL(10%)0.6725-0.9290现用聚合物泥浆+KCL(10%)+聚合醇10%0.7463-0.9830现用聚合物泥浆+KCL(5%)+ EP-2(3%)0.6311-0.8774现用聚合物泥浆+NACK(10%)+ EP-2(3%)+聚合醇10%1.1427-1.1503注：泥浆作用前地层的坍塌压力(密度)计算值为0.0057 泥浆作用后地层的坍塌压力(密度)计算值为1.1892 现泥浆使P塌增加1.18356

102、2不同泥浆体系相对于现用聚磺泥浆体系地层能降低的坍塌应力不同泥浆体系相对于现用聚磺泥浆体系地层能降低的坍塌应力泥浆体系相对于现用聚磺体系地层降低的坍塌压力（密度）现用聚磺泥浆+ KCL(5%)+EP-2(1%)0.1885-0.2712现用聚磺泥浆+ KCL(10%)+EP-2(3%)0.3257-0.495现聚磺泥浆+聚乙二醇(10%)+KCL(10%)0.2436-0.3487该地区本井段实用防塌泥浆密度为该地区本井段实用防塌泥浆密度为1.351.35以上，故优选以上，故优选上述实验泥浆体系，很容易将上述实验泥浆体系，很容易将P P塌降到塌降到1.001.00以下。综合以下。综合考虑其它因

103、素确定实验方案。考虑其它因素确定实验方案。63降低坍塌压力的降低坍塌压力的“轻泥浆轻泥浆”快速钻井技术研究进展顺利快速钻井技术研究进展顺利经过两年研究和现场试验，经过两年研究和现场试验，20072007年现场应用取得良好效果。年现场应用取得良好效果。羊塔克羊塔克3 3井井0 040094009米井段采用米井段采用“轻泥浆轻泥浆”技术钻进技术钻进，全段泥浆密度比本，全段泥浆密度比本地区邻井降低了地区邻井降低了0.20g/cm0.20g/cm3 3以上以上( (由由1.351.35降到降到1.15)1.15)，井壁同样稳定且平均钻，井壁同样稳定且平均钻井速度达到井速度达到9.939.93米米/ /

104、小时，节约钻井周期小时，节约钻井周期4343天。在三开天。在三开12 1/412 1/4井段平均机械井段平均机械钻速达到了钻速达到了10.9210.92米米/ /小时，创造了羊塔克区块本井段机械钻速最高纪录。小时，创造了羊塔克区块本井段机械钻速最高纪录。 资料来源：塔里木资料来源：塔里木资料来源：塔里木资料来源：塔里木2007200720072007年钻井工作总结年钻井工作总结年钻井工作总结年钻井工作总结64 , ,以低、较低密度泥浆为基础，针对地层特点，优化集以低、较低密度泥浆为基础，针对地层特点，优化集以低、较低密度泥浆为基础，针对地层特点，优化集以低、较低密度泥浆为基础，针对地层特点，优

105、化集以低、较低密度泥浆为基础，针对地层特点，优化集以低、较低密度泥浆为基础，针对地层特点，优化集成现有快速钻井的成熟技术，包括成现有快速钻井的成熟技术，包括成现有快速钻井的成熟技术，包括成现有快速钻井的成熟技术，包括成现有快速钻井的成熟技术，包括成现有快速钻井的成熟技术，包括 高压喷射技术（包括特殊喷嘴）高压喷射技术（包括特殊喷嘴）高压喷射技术（包括特殊喷嘴）高压喷射技术（包括特殊喷嘴）高压喷射技术（包括特殊喷嘴）高压喷射技术（包括特殊喷嘴）; ; ; ; ; ; 钻井参数的优选、水力参数优选钻井参数的优选、水力参数优选钻井参数的优选、水力参数优选钻井参数的优选、水力参数优选钻井参数的优选、水

106、力参数优选钻井参数的优选、水力参数优选; ; ; ; ; ; 泥浆体系及流变参数优选泥浆体系及流变参数优选泥浆体系及流变参数优选泥浆体系及流变参数优选泥浆体系及流变参数优选泥浆体系及流变参数优选; ; ; ; ; ; 新型钻头研制及钻头优选新型钻头研制及钻头优选新型钻头研制及钻头优选新型钻头研制及钻头优选新型钻头研制及钻头优选新型钻头研制及钻头优选; ; ; ; ; ; 井下动力钻具应用；复合驱动钻井技术井下动力钻具应用；复合驱动钻井技术井下动力钻具应用；复合驱动钻井技术井下动力钻具应用；复合驱动钻井技术井下动力钻具应用；复合驱动钻井技术井下动力钻具应用；复合驱动钻井技术 以形成一种适用于所钻

107、地层的新的快速钻井系列配套技以形成一种适用于所钻地层的新的快速钻井系列配套技以形成一种适用于所钻地层的新的快速钻井系列配套技以形成一种适用于所钻地层的新的快速钻井系列配套技术术术术。为进一步提高现有机械钻速提供一种新的可能途径。为进一步提高现有机械钻速提供一种新的可能途径。为进一步提高现有机械钻速提供一种新的可能途径。为进一步提高现有机械钻速提供一种新的可能途径。65 . .是气体钻井、欠平衡钻井的技术基础是气体钻井、欠平衡钻井的技术基础是气体钻井、欠平衡钻井的技术基础是气体钻井、欠平衡钻井的技术基础 、 坍塌压力为坍塌压力为坍塌压力为坍塌压力为0 0 0 0时才能进行气体钻井时才能进行气体钻

108、井时才能进行气体钻井时才能进行气体钻井; ; ; ; 、坍塌压力降到低于地层压力时才能进、坍塌压力降到低于地层压力时才能进、坍塌压力降到低于地层压力时才能进、坍塌压力降到低于地层压力时才能进行欠平衡钻井行欠平衡钻井行欠平衡钻井行欠平衡钻井; ; ; ; 、指导气体钻井后转换泥浆时的井壁稳、指导气体钻井后转换泥浆时的井壁稳、指导气体钻井后转换泥浆时的井壁稳、指导气体钻井后转换泥浆时的井壁稳定问题定问题定问题定问题66 . .扩大安全压力（密度）窗口扩大安全压力（密度）窗口扩大安全压力（密度）窗口扩大安全压力（密度）窗口 PPPP窗窗窗窗（ rrrr泥泥泥泥）：）：）：）： 对于由井漏和井塌对于由

109、井漏和井塌对于由井漏和井塌对于由井漏和井塌构成的窄构成的窄构成的窄构成的窄安全压力（密度）窗口安全压力（密度）窗口安全压力（密度）窗口安全压力（密度）窗口 P P P P破破破破( ( ( (漏漏漏漏) ) ) ) P P P P泥泥泥泥 P P P P塌塌塌塌 , , , , (P(P(P(P塌塌塌塌 P P P P地地地地 ), P=P), P=P), P=P), P=P破破破破 P P P P塌塌塌塌 (P (P (P (P 既指压力又可代表密度既指压力又可代表密度既指压力又可代表密度既指压力又可代表密度, , , ,下同下同下同下同.).).).) 降低降低降低降低P P P P塌塌塌

110、塌是扩大是扩大是扩大是扩大安全压力（密度）窗口安全压力（密度）窗口安全压力（密度）窗口安全压力（密度）窗口最有效的途径。最有效的途径。最有效的途径。最有效的途径。 . .有利于减少井下复杂与事故。降低钻井液成本。有利于减少井下复杂与事故。降低钻井液成本。有利于减少井下复杂与事故。降低钻井液成本。有利于减少井下复杂与事故。降低钻井液成本。 67三、井下裂缝性恶性漏失的堵漏技术三、井下裂缝性恶性漏失的堵漏技术三、井下裂缝性恶性漏失的堵漏技术三、井下裂缝性恶性漏失的堵漏技术68( (一一), ),基本问题基本问题1 1、 恶性漏失恶性漏失恶性漏失恶性漏失: : : : 指具有以下特点的漏失指具有以下

111、特点的漏失指具有以下特点的漏失指具有以下特点的漏失: : : : (1), (1), (1), (1),漏速很大、大到无法建立正常的循环漏速很大、大到无法建立正常的循环漏速很大、大到无法建立正常的循环漏速很大、大到无法建立正常的循环( ( ( (例如例如例如例如 “ “ “ “有进无出有进无出有进无出有进无出”) (2), (2), (2), (2),无法采取随钻堵漏无法采取随钻堵漏无法采取随钻堵漏无法采取随钻堵漏, , , ,必须专门堵或仃钻堵必须专门堵或仃钻堵必须专门堵或仃钻堵必须专门堵或仃钻堵 (3),(3),(3),(3),用常规桥塞堵漏技术无法解决；或目前各种常用堵漏技用常规桥塞堵漏

112、技术无法解决；或目前各种常用堵漏技用常规桥塞堵漏技术无法解决；或目前各种常用堵漏技用常规桥塞堵漏技术无法解决；或目前各种常用堵漏技术无法解决；或无法在几（术无法解决；或无法在几（术无法解决；或无法在几（术无法解决；或无法在几（13131313）次之内解决）次之内解决）次之内解决）次之内解决( ( ( (需很多次重复，需很多次重复，需很多次重复，需很多次重复，反复堵才能堵住反复堵才能堵住反复堵才能堵住反复堵才能堵住) ) ) )。 这类漏失大多发生在地下裂缝这类漏失大多发生在地下裂缝这类漏失大多发生在地下裂缝这类漏失大多发生在地下裂缝( ( ( (洞洞洞洞) ) ) )发育的地层。发育的地层。发

113、育的地层。发育的地层。 这是困扰我国石油、天然气勘探开发的重大技术难题，也这是困扰我国石油、天然气勘探开发的重大技术难题，也这是困扰我国石油、天然气勘探开发的重大技术难题，也这是困扰我国石油、天然气勘探开发的重大技术难题，也这是困扰我国石油、天然气勘探开发的重大技术难题，也这是困扰我国石油、天然气勘探开发的重大技术难题，也是国内外至今未能很好解决的重大技术难题。在探井中最易是国内外至今未能很好解决的重大技术难题。在探井中最易是国内外至今未能很好解决的重大技术难题。在探井中最易是国内外至今未能很好解决的重大技术难题。在探井中最易是国内外至今未能很好解决的重大技术难题。在探井中最易是国内外至今未能

114、很好解决的重大技术难题。在探井中最易遭遇遭遇遭遇遭遇遭遇遭遇. . .69 目前对于只进无出的裂缝性、溶洞性严重漏失目前对于只进无出的裂缝性、溶洞性严重漏失目前对于只进无出的裂缝性、溶洞性严重漏失目前对于只进无出的裂缝性、溶洞性严重漏失尚无有效的尚无有效的尚无有效的尚无有效的堵漏方法堵漏方法堵漏方法堵漏方法和切实可行的工艺技术。国内外油田钻井施工中遇和切实可行的工艺技术。国内外油田钻井施工中遇和切实可行的工艺技术。国内外油田钻井施工中遇和切实可行的工艺技术。国内外油田钻井施工中遇到的严重漏失问题已成为世界性重点研究的难题。到的严重漏失问题已成为世界性重点研究的难题。到的严重漏失问题已成为世界性

115、重点研究的难题。到的严重漏失问题已成为世界性重点研究的难题。 而当恶性漏失与高压油气水层或与严重坍塌层同时存在而当恶性漏失与高压油气水层或与严重坍塌层同时存在而当恶性漏失与高压油气水层或与严重坍塌层同时存在而当恶性漏失与高压油气水层或与严重坍塌层同时存在于同一裸眼井段或同层时于同一裸眼井段或同层时于同一裸眼井段或同层时于同一裸眼井段或同层时; ; ; ; 且形成的安全窗口很小时问题将且形成的安全窗口很小时问题将且形成的安全窗口很小时问题将且形成的安全窗口很小时问题将更为复杂。更为复杂。更为复杂。更为复杂。 而当恶性漏失与高压高产气层同时存在于同一裸眼井段而当恶性漏失与高压高产气层同时存在于同一

116、裸眼井段而当恶性漏失与高压高产气层同时存在于同一裸眼井段而当恶性漏失与高压高产气层同时存在于同一裸眼井段时时时时, , , ,且且且且形成负安全窗口形成负安全窗口形成负安全窗口形成负安全窗口, , , ,可能出现地下井喷则成为当今很难解可能出现地下井喷则成为当今很难解可能出现地下井喷则成为当今很难解可能出现地下井喷则成为当今很难解决的难题。决的难题。决的难题。决的难题。且严重损害产层。且严重损害产层。且严重损害产层。且严重损害产层。且严重损害产层。且严重损害产层。若所遇的是高压、高产、高含若所遇的是高压、高产、高含若所遇的是高压、高产、高含若所遇的是高压、高产、高含H2SH2SH2SH2S气层

117、则极为困难和危险。气层则极为困难和危险。气层则极为困难和危险。气层则极为困难和危险。 702, 2,2,技术难点分析技术难点分析技术难点分析技术难点分析技术难点分析技术难点分析, , , , , ,漏漏漏漏漏漏层层层层层层状状状状状状态态态态态态( ( ( ( ( (漏漏漏漏漏漏层层层层层层压压压压压压力力力力力力、漏漏漏漏漏漏层层层层层层位位位位位位置置置置置置、漏漏漏漏漏漏失失失失失失通通通通通通道道道道道道类类类类类类型型型型型型、尺尺尺尺尺尺寸寸寸寸寸寸大大大大大大小和密度小和密度小和密度小和密度小和密度小和密度),),),),),),难以准确确定。难以准确确定。难以准确确定。难以准确

118、确定。难以准确确定。难以准确确定。, 此类漏失漏速快，漏失量大此类漏失漏速快，漏失量大此类漏失漏速快，漏失量大此类漏失漏速快，漏失量大此类漏失漏速快，漏失量大此类漏失漏速快，漏失量大, , , , , ,在井筒流体漏层中仃不住在井筒流体漏层中仃不住在井筒流体漏层中仃不住在井筒流体漏层中仃不住在井筒流体漏层中仃不住在井筒流体漏层中仃不住: : : : : : 由由由由由由于于于于于于所所所所所所有有有有有有堵堵堵堵堵堵漏漏漏漏漏漏剂剂剂剂剂剂都都都都都都必必必必必必须须须须须须是是是是是是流流流流流流体体体体体体，因因因因因因此此此此此此，它它它它它它们们们们们们遇遇遇遇遇遇到到到到到到这这这这

119、这这种种种种种种漏漏漏漏漏漏层层层层层层也也也也也也会会会会会会大大大大大大量量量量量量漏漏漏漏漏漏失失失失失失、流流流流流流入入入入入入漏漏漏漏漏漏层层层层层层深深深深深深部部部部部部，而而而而而而不不不不不不能能能能能能在在在在在在漏漏漏漏漏漏层层层层层层内内内内内内入入入入入入口口口口口口附附附附附附近近近近近近仃仃仃仃仃仃住住住住住住，也也也也也也就就就就就就不不不不不不能能能能能能在在在在在在入入入入入入口口口口口口处处处处处处起起起起起起到到到到到到堵堵堵堵堵堵漏漏漏漏漏漏作作作作作作用用用用用用。而而而而而而且且且且且且这这这这这这类类类类类类易易易易易易流流流流流流动动动动动动

120、的的的的的的堵堵堵堵堵堵漏漏漏漏漏漏剂剂剂剂剂剂在在在在在在漏漏漏漏漏漏层层层层层层中中中中中中也也也也也也很很很很很很难难难难难难占占占占占占满满满满满满漏漏漏漏漏漏层层层层层层全全全全全全部部部部部部空空空空空空间间间间间间, , ,因因因因因因而而而而而而很很很很很很难堵死漏失通道。难堵死漏失通道。难堵死漏失通道。难堵死漏失通道。难堵死漏失通道。难堵死漏失通道。71 堵漏剂被水冲稀堵漏剂被水冲稀堵漏剂被水冲稀堵漏剂被水冲稀一般地层裂缝一般地层裂缝一般地层裂缝一般地层裂缝( (溶洞溶洞溶洞溶洞) )中都有水中都有水中都有水中都有水( (或泥浆或泥浆或泥浆或泥浆 ，堵漏，堵漏，堵漏，堵漏流体

121、一般为水基，两者一接触，自然相混。必然将流体一般为水基，两者一接触，自然相混。必然将流体一般为水基，两者一接触，自然相混。必然将流体一般为水基，两者一接触，自然相混。必然将堵漏剂冲稀，则带来两个直接结果：堵漏剂冲稀，则带来两个直接结果：堵漏剂冲稀，则带来两个直接结果：堵漏剂冲稀，则带来两个直接结果： 冲稀使堵剂粘度下降更易流走，堵漏材料冲稀使堵剂粘度下降更易流走，堵漏材料冲稀使堵剂粘度下降更易流走，堵漏材料冲稀使堵剂粘度下降更易流走，堵漏材料更难滞留堆集在漏层入口附近，更难滞留堆集在漏层入口附近，更难滞留堆集在漏层入口附近，更难滞留堆集在漏层入口附近， 堵漏液冲稀后，难以凝结固化，或使凝结强堵

122、漏液冲稀后，难以凝结固化，或使凝结强堵漏液冲稀后，难以凝结固化，或使凝结强堵漏液冲稀后，难以凝结固化，或使凝结强度大大降低，难以支撑度大大降低，难以支撑度大大降低，难以支撑度大大降低，难以支撑(P(P泥泥泥泥) )的破坏作用，从而使的破坏作用，从而使的破坏作用，从而使的破坏作用，从而使堵漏失败。堵漏失败。堵漏失败。堵漏失败。 723, 3,对溶洞、裂缝性漏失堵漏成功的必要条件对溶洞、裂缝性漏失堵漏成功的必要条件对溶洞、裂缝性漏失堵漏成功的必要条件对溶洞、裂缝性漏失堵漏成功的必要条件uu堵漏液在地面管线、钻具水眼及环空中流动容易，堵漏液在地面管线、钻具水眼及环空中流动容易，堵漏液在地面管线、钻具

123、水眼及环空中流动容易，堵漏液在地面管线、钻具水眼及环空中流动容易，而进入漏层则难流动，最后滞流在入口附近；而进入漏层则难流动，最后滞流在入口附近；而进入漏层则难流动，最后滞流在入口附近；而进入漏层则难流动，最后滞流在入口附近；uu堵漏液进入漏层中排走地层流体堵漏液进入漏层中排走地层流体堵漏液进入漏层中排走地层流体堵漏液进入漏层中排走地层流体( (油、气、水油、气、水油、气、水油、气、水), ),并填并填并填并填满整个漏失通道的全部空间。满整个漏失通道的全部空间。满整个漏失通道的全部空间。满整个漏失通道的全部空间。, ,完全隔断井眼与地层完全隔断井眼与地层完全隔断井眼与地层完全隔断井眼与地层的联

124、系的联系的联系的联系; ;uu堵漏液不与堵漏液不与堵漏液不与堵漏液不与( (或难与或难与或难与或难与) )地层水混合而被冲稀；地层水混合而被冲稀；地层水混合而被冲稀；地层水混合而被冲稀；uu堆集的堵漏材料凝结后的强度大于堆集的堵漏材料凝结后的强度大于堆集的堵漏材料凝结后的强度大于堆集的堵漏材料凝结后的强度大于(P(P泥泥泥泥) )的破坏作用的破坏作用的破坏作用的破坏作用. .73 4, 4,堵漏材料必须堵漏材料必须堵漏材料必须堵漏材料必须同时同时同时同时具备以下性能具备以下性能具备以下性能具备以下性能 堵漏液在钻具和环空内流动容易，并能容易进入漏层、堵漏液在钻具和环空内流动容易，并能容易进入漏

125、层、堵漏液在钻具和环空内流动容易，并能容易进入漏层、堵漏液在钻具和环空内流动容易，并能容易进入漏层、堵漏液在钻具和环空内流动容易，并能容易进入漏层、堵漏液在钻具和环空内流动容易，并能容易进入漏层、而进入漏层后则流动困难或不流动而在漏层内入口附近仃而进入漏层后则流动困难或不流动而在漏层内入口附近仃而进入漏层后则流动困难或不流动而在漏层内入口附近仃而进入漏层后则流动困难或不流动而在漏层内入口附近仃而进入漏层后则流动困难或不流动而在漏层内入口附近仃而进入漏层后则流动困难或不流动而在漏层内入口附近仃住住住住住住; ; ; 堵漏液不与堵漏液不与堵漏液不与堵漏液不与堵漏液不与堵漏液不与( ( (或难与或难

126、与或难与或难与或难与或难与) ) )地层水混合而被冲稀；地层水混合而被冲稀；地层水混合而被冲稀；地层水混合而被冲稀；地层水混合而被冲稀；地层水混合而被冲稀； 堵漏液充满整个漏层内裂缝堵漏液充满整个漏层内裂缝堵漏液充满整个漏层内裂缝堵漏液充满整个漏层内裂缝堵漏液充满整个漏层内裂缝堵漏液充满整个漏层内裂缝( ( (洞洞洞洞洞洞) ) )空间且完全隔断井眼空间且完全隔断井眼空间且完全隔断井眼空间且完全隔断井眼空间且完全隔断井眼空间且完全隔断井眼与地层的联系与地层的联系与地层的联系与地层的联系与地层的联系与地层的联系; ; ; 堵漏液最后通过凝结堵漏液最后通过凝结堵漏液最后通过凝结堵漏液最后通过凝结堵

127、漏液最后通过凝结堵漏液最后通过凝结, , ,硬化等作用形成能抵抗硬化等作用形成能抵抗硬化等作用形成能抵抗硬化等作用形成能抵抗硬化等作用形成能抵抗硬化等作用形成能抵抗(P(P(P泥泥泥泥泥泥) ) )作作作作作作用的强度。用的强度。用的强度。用的强度。用的强度。用的强度。 ( ( (例如堵漏用水泥浆，在管内能很好流动，进入漏层就例如堵漏用水泥浆，在管内能很好流动，进入漏层就例如堵漏用水泥浆，在管内能很好流动，进入漏层就例如堵漏用水泥浆，在管内能很好流动，进入漏层就例如堵漏用水泥浆，在管内能很好流动，进入漏层就例如堵漏用水泥浆，在管内能很好流动，进入漏层就稠化，而滞留在入口附近处胶结硬化并具有一定

128、强度稠化，而滞留在入口附近处胶结硬化并具有一定强度稠化，而滞留在入口附近处胶结硬化并具有一定强度稠化，而滞留在入口附近处胶结硬化并具有一定强度稠化，而滞留在入口附近处胶结硬化并具有一定强度稠化，而滞留在入口附近处胶结硬化并具有一定强度) ) )。74国内外目前所使用的多种技术，比如：剪切稠化国内外目前所使用的多种技术，比如：剪切稠化国内外目前所使用的多种技术，比如：剪切稠化国内外目前所使用的多种技术，比如：剪切稠化液堵漏技术，柴油液堵漏技术，柴油液堵漏技术，柴油液堵漏技术，柴油膨润土膨润土膨润土膨润土水泥堵漏技术，柴油水泥堵漏技术，柴油水泥堵漏技术，柴油水泥堵漏技术，柴油膨润土浆技术、封包堵剂

129、井下混合增稠法，触变水泥膨润土浆技术、封包堵剂井下混合增稠法，触变水泥膨润土浆技术、封包堵剂井下混合增稠法，触变水泥膨润土浆技术、封包堵剂井下混合增稠法，触变水泥技术，袋式堵漏技术技术，袋式堵漏技术技术，袋式堵漏技术技术，袋式堵漏技术, ,延时交联聚合物延时交联聚合物延时交联聚合物延时交联聚合物 等都是按此等都是按此等都是按此等都是按此思路而设计产生和发展起来的。它们都有一定的效果思路而设计产生和发展起来的。它们都有一定的效果思路而设计产生和发展起来的。它们都有一定的效果思路而设计产生和发展起来的。它们都有一定的效果, ,但都很难同时满足以上各项要求但都很难同时满足以上各项要求但都很难同时满足

130、以上各项要求但都很难同时满足以上各项要求, ,因此还不能有效解决因此还不能有效解决因此还不能有效解决因此还不能有效解决这种恶性漏失问题。这种恶性漏失问题。这种恶性漏失问题。这种恶性漏失问题。75( (二二) )、解决问题的设想、解决问题的设想1, 1, 1, 假若我们利用结构流体的最新理论和实验研究成果，可以设假若我们利用结构流体的最新理论和实验研究成果，可以设假若我们利用结构流体的最新理论和实验研究成果，可以设假若我们利用结构流体的最新理论和实验研究成果，可以设假若我们利用结构流体的最新理论和实验研究成果，可以设假若我们利用结构流体的最新理论和实验研究成果，可以设想有这样一种流体存在：想有这

131、样一种流体存在：想有这样一种流体存在：想有这样一种流体存在：想有这样一种流体存在：想有这样一种流体存在：、这是一种水基的流体，但其自身的内聚力大大的大于它与、这是一种水基的流体，但其自身的内聚力大大的大于它与、这是一种水基的流体，但其自身的内聚力大大的大于它与、这是一种水基的流体，但其自身的内聚力大大的大于它与、这是一种水基的流体，但其自身的内聚力大大的大于它与、这是一种水基的流体，但其自身的内聚力大大的大于它与水之间的亲合力。因此它与水相遇时，很难相互混合。而各水之间的亲合力。因此它与水相遇时，很难相互混合。而各水之间的亲合力。因此它与水相遇时，很难相互混合。而各水之间的亲合力。因此它与水相

132、遇时，很难相互混合。而各水之间的亲合力。因此它与水相遇时，很难相互混合。而各水之间的亲合力。因此它与水相遇时，很难相互混合。而各自成独立的一相，即水很难与它混合并冲稀它。自成独立的一相，即水很难与它混合并冲稀它。自成独立的一相，即水很难与它混合并冲稀它。自成独立的一相，即水很难与它混合并冲稀它。自成独立的一相，即水很难与它混合并冲稀它。自成独立的一相，即水很难与它混合并冲稀它。、流体有很高的粘度和很好的剪切稀释能力、流体有很高的粘度和很好的剪切稀释能力、流体有很高的粘度和很好的剪切稀释能力、流体有很高的粘度和很好的剪切稀释能力 例如流体在较高速梯例如流体在较高速梯例如流体在较高速梯例如流体在较

133、高速梯( ( ( (如如如如300500S-1)300500S-1)300500S-1)300500S-1)下有较低的粘度下有较低的粘度下有较低的粘度下有较低的粘度( ( ( (如如如如100100100100200mps)200mps)200mps)200mps)，因此，在管内有较好的流动性，但在低速梯下有很高粘度，因此，在管内有较好的流动性，但在低速梯下有很高粘度，因此，在管内有较好的流动性，但在低速梯下有很高粘度，因此，在管内有较好的流动性，但在低速梯下有很高粘度且速梯愈低粘度愈高例如且速梯愈低粘度愈高例如且速梯愈低粘度愈高例如且速梯愈低粘度愈高例如7.34s-17.34s-17.34s

134、-17.34s-1，( ( ( (相当于在地层中渗流相当于在地层中渗流相当于在地层中渗流相当于在地层中渗流) ) ) )粘度有粘度有粘度有粘度有5-5-5-5-10101010万万万万mPamPamPamPa s s s s或更高。或更高。或更高。或更高。76、流体有很好的粘弹性，且弹性比例高、流体有很好的粘弹性，且弹性比例高、流体有很好的粘弹性，且弹性比例高、流体有很好的粘弹性，且弹性比例高、液液液液体体体体静静静静置置置置后后后后产产产产生生生生内内内内部部部部结结结结构构构构而而而而且且且且会会会会随随随随时时时时间间间间而而而而增增增增强强强强，欲欲欲欲使使使使之之之之恢恢恢恢复复复复

135、流流流流动动动动必必必必须须须须附附附附加加加加更更更更大大大大的的的的应应应应力力力力以以以以克克克克服服服服此此此此静静静静切切切切力力力力。或或或或自自自自动动动动硬硬硬硬化具有强度。化具有强度。化具有强度。化具有强度。、此此此此流流流流体体体体能能能能与与与与其其其其它它它它固固固固体体体体材材材材料料料料（如如如如桥桥桥桥塞塞塞塞粒粒粒粒子子子子、水水水水泥泥泥泥、搬搬搬搬土土土土）混合而不影响流体上述特性。）混合而不影响流体上述特性。）混合而不影响流体上述特性。）混合而不影响流体上述特性。、油、气混入此流体后很难移动、油、气混入此流体后很难移动、油、气混入此流体后很难移动、油、气混

136、入此流体后很难移动、因因因因因因此此此此此此能能能能能能在在在在在在地地地地地地层层层层层层中中中中中中形形形形形形成成成成成成一一一一一一个个个个个个能能能能能能将将将将将将井井井井井井筒筒筒筒筒筒与与与与与与地地地地地地层层层层层层完完完完完完全全全全全全隔隔隔隔隔隔离离离离离离且且且且且且长长长长长长度可调的特种段塞。度可调的特种段塞。度可调的特种段塞。度可调的特种段塞。度可调的特种段塞。度可调的特种段塞。. .成本不高。成本不高。成本不高。成本不高。 77 2, 2,这这这这种种种种流流流流体体体体能能能能同同同同时时时时满满满满足足足足上上上上述述述述解解解解决决决决裂裂裂裂缝缝缝缝

137、性性性性恶恶恶恶性性性性漏漏漏漏失失失失有效堵漏问题必须同时满足的几项要求有效堵漏问题必须同时满足的几项要求有效堵漏问题必须同时满足的几项要求有效堵漏问题必须同时满足的几项要求; ; 但自然界没有这种东西但自然界没有这种东西但自然界没有这种东西但自然界没有这种东西, ,也未生产出这种产品。也未生产出这种产品。也未生产出这种产品。也未生产出这种产品。 利利利利用用用用超超超超分分分分子子子子化化化化学学学学原原原原理理理理专专专专门门门门设设设设计计计计、研研研研制制制制出出出出为为为为此此此此专专专专用用用用的具有这种特性的特种聚合物的具有这种特性的特种聚合物的具有这种特性的特种聚合物的具有这

138、种特性的特种聚合物-(-(非交联非交联非交联非交联) )凝胶：凝胶：凝胶：凝胶： 具具具具有有有有钻钻钻钻具具具具水水水水眼眼眼眼内内内内很很很很好好好好流流流流动动动动能能能能进进进进入入入入裂裂裂裂缝缝缝缝并并并并自自自自动动动动仃仃仃仃住住住住, , , ,能能能能很很很很好好好好的的的的抗抗抗抗油油油油、气气气气、水水水水混混混混合合合合; ; ; ;能能能能充充充充分分分分排排排排驱驱驱驱地地地地层层层层流流流流体体体体, , , ,有有有有效效效效占占占占据据据据( ( ( (充充充充满满满满) ) ) )地地地地下下下下漏漏漏漏层层层层缝缝缝缝、洞洞洞洞空空空空间间间间; ; ;

139、 ;在在在在地地地地层层层层中中中中能能能能形形形形成成成成完完完完全全全全隔隔隔隔离离离离地地地地层层层层流流流流体体体体与与与与井井井井筒筒筒筒的的的的“段段段段塞塞塞塞” ” ” ” ; ; ; ; “段段段段塞塞塞塞”有有有有一一一一定定定定的的的的静静静静屈屈屈屈服服服服应应应应力力力力和和和和弹弹弹弹性性性性，则则则则有很高的启动压力梯度有很高的启动压力梯度有很高的启动压力梯度有很高的启动压力梯度; ; ; ;783, 3,一种新的堵漏原理一种新的堵漏原理 由由由由于于于于堵堵堵堵漏漏漏漏剂剂剂剂是是是是一一一一种种种种能能能能完完完完全全全全隔隔隔隔绝绝绝绝地地地地层层层层流流流

140、流体体体体与与与与井井井井筒筒筒筒之之之之间间间间联联联联系系系系的的的的凝凝凝凝胶胶胶胶段段段段塞塞塞塞，它它它它是是是是移移移移动动动动阻阻阻阻力力力力很很很很大大大大的的的的结结结结构构构构性性性性流流流流体体体体. . . .由由由由于于于于它它它它有有有有很很很很强强强强的的的的静静静静结结结结构构构构强强强强度度度度, , , ,要要要要使使使使它它它它启启启启动动动动必必必必须须须须要要要要有有有有足足足足够够够够的的的的压压压压力力力力来来来来推推推推动动动动。因因因因此此此此若若若若 (P(P(P(P泥泥泥泥一一一一P P P P漏漏漏漏) ) ) )小小小小于于于于此此此此

141、凝凝凝凝胶胶胶胶段段段段塞塞塞塞堵堵堵堵漏漏漏漏剂剂剂剂重重重重新新新新移移移移动动动动( ( ( (即即即即继继继继续续续续漏漏漏漏失失失失) ) ) )时时时时所所所所需需需需压压压压降降降降, , , ,则则则则堵漏成功堵漏成功堵漏成功堵漏成功, , , ,反之则堵漏失败。反之则堵漏失败。反之则堵漏失败。反之则堵漏失败。79两种堵漏原理：两种堵漏原理： 堵漏剂流入漏层后在入口处堆集仃留堵漏剂流入漏层后在入口处堆集仃留堵漏剂流入漏层后在入口处堆集仃留堵漏剂流入漏层后在入口处堆集仃留, , , ,并填满漏并填满漏并填满漏并填满漏失通道空间失通道空间失通道空间失通道空间, , , ,然后胶结、

142、硬化后其强度必须大于然后胶结、硬化后其强度必须大于然后胶结、硬化后其强度必须大于然后胶结、硬化后其强度必须大于P P P P泥泥泥泥（静十动），则井愈深，泥浆密度愈大愈难。（静十动），则井愈深，泥浆密度愈大愈难。（静十动），则井愈深，泥浆密度愈大愈难。（静十动），则井愈深，泥浆密度愈大愈难。 在地层内形成一个能完全隔离地层与井筒流体在地层内形成一个能完全隔离地层与井筒流体在地层内形成一个能完全隔离地层与井筒流体在地层内形成一个能完全隔离地层与井筒流体的凝胶段塞，其长度（的凝胶段塞，其长度（的凝胶段塞，其长度（的凝胶段塞，其长度（L L L L）可调、其启动压力降梯度）可调、其启动压力降梯度）可

143、调、其启动压力降梯度）可调、其启动压力降梯度大于钻进时大于钻进时大于钻进时大于钻进时 PPPP泥泥泥泥-P-P-P-P漏漏漏漏/L :/L :/L :/L : 能顺利进入地层并仃留于漏层中能顺利进入地层并仃留于漏层中能顺利进入地层并仃留于漏层中能顺利进入地层并仃留于漏层中, , , ,形成完全隔形成完全隔形成完全隔形成完全隔离井筒与地层流体的凝胶段塞离井筒与地层流体的凝胶段塞离井筒与地层流体的凝胶段塞离井筒与地层流体的凝胶段塞, , , , 此段塞的静切力、低速梯粘度、粘弹性足够此段塞的静切力、低速梯粘度、粘弹性足够此段塞的静切力、低速梯粘度、粘弹性足够此段塞的静切力、低速梯粘度、粘弹性足够大

144、使其启动压力降梯度大于钻进时大使其启动压力降梯度大于钻进时大使其启动压力降梯度大于钻进时大使其启动压力降梯度大于钻进时P P P P泥泥泥泥-P-P-P-P漏漏漏漏/L/L/L/L 段塞进入地层静止后要重新流动其驱动压力段塞进入地层静止后要重新流动其驱动压力段塞进入地层静止后要重新流动其驱动压力段塞进入地层静止后要重新流动其驱动压力必大大高于挤入压力必大大高于挤入压力必大大高于挤入压力必大大高于挤入压力804, 4, 4, 4, 堵漏新原理的几点推论堵漏新原理的几点推论堵漏新原理的几点推论堵漏新原理的几点推论 ( (1),1),此此此此“隔段式凝胶段塞隔段式凝胶段塞隔段式凝胶段塞隔段式凝胶段塞

145、”本身由于凝胶具有强的静屈服本身由于凝胶具有强的静屈服本身由于凝胶具有强的静屈服本身由于凝胶具有强的静屈服值值值值, , , ,故有一定的启动压差故有一定的启动压差故有一定的启动压差故有一定的启动压差( ( ( (可调可调可调可调):):):):uu在井内正压差时在井内正压差时在井内正压差时在井内正压差时, , , ,它相当于增加的漏层漏失压力它相当于增加的漏层漏失压力它相当于增加的漏层漏失压力它相当于增加的漏层漏失压力; ; ; ;若压差小若压差小若压差小若压差小于它则堵漏成功于它则堵漏成功于它则堵漏成功于它则堵漏成功, , , ,若压差大于它则堵漏不成功若压差大于它则堵漏不成功若压差大于它

146、则堵漏不成功若压差大于它则堵漏不成功, , , ,但增加了安但增加了安但增加了安但增加了安全密度窗口的上限。全密度窗口的上限。全密度窗口的上限。全密度窗口的上限。uu在负压差时在负压差时在负压差时在负压差时, , , ,它相当于降低了的地层压力它相当于降低了的地层压力它相当于降低了的地层压力它相当于降低了的地层压力, , , ,即等于压住此地即等于压住此地即等于压住此地即等于压住此地层流体所需泥浆密度的降低值层流体所需泥浆密度的降低值层流体所需泥浆密度的降低值层流体所需泥浆密度的降低值( ( ( (即降低了安全窗口的下限即降低了安全窗口的下限即降低了安全窗口的下限即降低了安全窗口的下限) )

147、) )。uu因此它不仅可能直接堵住这种恶性漏失因此它不仅可能直接堵住这种恶性漏失因此它不仅可能直接堵住这种恶性漏失因此它不仅可能直接堵住这种恶性漏失, , , ,而且它对于扩大而且它对于扩大而且它对于扩大而且它对于扩大由由由由”漏漏漏漏- - - -喷喷喷喷”形成的安全密度窗口有不可替代的作用形成的安全密度窗口有不可替代的作用形成的安全密度窗口有不可替代的作用形成的安全密度窗口有不可替代的作用. . . .81 ( (2),2),此段塞能使现有多种堵漏剂及堵漏技术能更好的发此段塞能使现有多种堵漏剂及堵漏技术能更好的发挥作用。挥作用。 由于它特殊的流变持性使它有很好的携带能力由于它特殊的流变持性

148、使它有很好的携带能力; ;而且它在而且它在进入漏层后很快能按要求自动仃住进入漏层后很快能按要求自动仃住; ;并且能不与油、气、水并且能不与油、气、水混合混合, ,也不易被水冲稀也不易被水冲稀; ;能将地层流体完全排驱入地层深处能将地层流体完全排驱入地层深处, ,占满整个漏失空间占满整个漏失空间; ;形成完全隔断地层与井筒联系的凝胶段形成完全隔断地层与井筒联系的凝胶段塞。这正是现有各种堵漏剂和堵漏技术最大缺陷和弱项塞。这正是现有各种堵漏剂和堵漏技术最大缺陷和弱项( (例例如如, ,堵漏用水泥浆常失效的原因多是仃不住和被水冲稀堵漏用水泥浆常失效的原因多是仃不住和被水冲稀),),因此它与其它因此它与

149、其它目前多种堵漏剂和堵漏技术联合使用目前多种堵漏剂和堵漏技术联合使用, ,则可能则可能会收到很好的效果。会收到很好的效果。82. . .堵漏技术堵漏技术: : 用这种流体来堵裂缝性有进无出的漏失用这种流体来堵裂缝性有进无出的漏失用这种流体来堵裂缝性有进无出的漏失用这种流体来堵裂缝性有进无出的漏失用这种流体来堵裂缝性有进无出的漏失用这种流体来堵裂缝性有进无出的漏失: : : 将此液体替入井内，让其漏失进入裂缝，由于它与水将此液体替入井内，让其漏失进入裂缝，由于它与水将此液体替入井内，让其漏失进入裂缝，由于它与水将此液体替入井内，让其漏失进入裂缝，由于它与水不易混合，水难以将其冲稀，同时它又具有良

150、好的粘弹性和不易混合，水难以将其冲稀，同时它又具有良好的粘弹性和不易混合，水难以将其冲稀，同时它又具有良好的粘弹性和不易混合，水难以将其冲稀，同时它又具有良好的粘弹性和高粘度，并有很大的流核，则可在裂缝中形成活塞式推进驱高粘度，并有很大的流核，则可在裂缝中形成活塞式推进驱高粘度，并有很大的流核，则可在裂缝中形成活塞式推进驱高粘度，并有很大的流核，则可在裂缝中形成活塞式推进驱水并充满整个裂缝，随着漏入地层的堵漏剂增多，则漏速减水并充满整个裂缝，随着漏入地层的堵漏剂增多，则漏速减水并充满整个裂缝，随着漏入地层的堵漏剂增多，则漏速减水并充满整个裂缝，随着漏入地层的堵漏剂增多，则漏速减慢，流体在裂缝中

151、粘度急速增加，则使漏速因此而进一步减慢，流体在裂缝中粘度急速增加，则使漏速因此而进一步减慢，流体在裂缝中粘度急速增加，则使漏速因此而进一步减慢，流体在裂缝中粘度急速增加，则使漏速因此而进一步减慢，则又促进粘度急速增加慢，则又促进粘度急速增加慢，则又促进粘度急速增加慢，则又促进粘度急速增加，如此循环，将使进入漏层，如此循环，将使进入漏层，如此循环，将使进入漏层，如此循环，将使进入漏层的流体在进入漏层深处一定的距离的流体在进入漏层深处一定的距离的流体在进入漏层深处一定的距离的流体在进入漏层深处一定的距离( (设此距离为设此距离为设此距离为设此距离为L)L)时，则自时，则自时，则自时，则自动停止流动

152、。并形成完全隔段地层与井筒的凝胶段塞。动停止流动。并形成完全隔段地层与井筒的凝胶段塞。动停止流动。并形成完全隔段地层与井筒的凝胶段塞。动停止流动。并形成完全隔段地层与井筒的凝胶段塞。83 1. 1.1.将有以下几种情况（方式）：将有以下几种情况（方式）：将有以下几种情况（方式）：将有以下几种情况（方式）：将有以下几种情况（方式）：将有以下几种情况（方式）：此时将它在地层中静置一定时间此时将它在地层中静置一定时间此时将它在地层中静置一定时间此时将它在地层中静置一定时间(t)(t)；这样一方面流体这样一方面流体这样一方面流体这样一方面流体粘度自己会涨到几万粘度自己会涨到几万粘度自己会涨到几万粘度自

153、己会涨到几万1010几万几万几万几万mPamPa s s，而且它形成静结构产而且它形成静结构产而且它形成静结构产而且它形成静结构产生静切力生静切力生静切力生静切力( ) )，同时胶体具有弹性，此时原来使凝胶进入同时胶体具有弹性，此时原来使凝胶进入同时胶体具有弹性，此时原来使凝胶进入同时胶体具有弹性，此时原来使凝胶进入漏层压力漏层压力漏层压力漏层压力P P泥（静十动）不能使之向漏层中移动。泥（静十动）不能使之向漏层中移动。泥（静十动）不能使之向漏层中移动。泥（静十动）不能使之向漏层中移动。钻进时：钻进时：钻进时：钻进时：uu若（若（若（若（P P泥泥泥泥-P-P地）地）地）地）/L/L（ 0 0

154、和弹性变形力及克服极高和弹性变形力及克服极高和弹性变形力及克服极高和弹性变形力及克服极高粘度流体流动的）压降粘度流体流动的）压降粘度流体流动的）压降粘度流体流动的）压降P P动动动动，则堵漏成功；，则堵漏成功；，则堵漏成功；，则堵漏成功；uu若（若（若（若（P P泥泥泥泥-P-P地）地）地）地）/L/L （ 0 0和弹性变形力及克服极高和弹性变形力及克服极高和弹性变形力及克服极高和弹性变形力及克服极高粘度流体流动的）压降粘度流体流动的）压降粘度流体流动的）压降粘度流体流动的）压降P P动动动动，则堵漏失败，但流速，则堵漏失败，但流速，则堵漏失败，但流速，则堵漏失败，但流速可大大减小；若再跟进其

155、它堵漏材料（如水泥浆），可大大减小；若再跟进其它堵漏材料（如水泥浆），可大大减小；若再跟进其它堵漏材料（如水泥浆），可大大减小；若再跟进其它堵漏材料（如水泥浆），则可能成功则可能成功则可能成功则可能成功。. 只用胶液堵漏只用胶液堵漏84. . 凝胶液中加迟迟交联剂提高冻胶强度凝胶液中加迟迟交联剂提高冻胶强度凝胶液中加迟迟交联剂提高冻胶强度凝胶液中加迟迟交联剂提高冻胶强度(0 0 0 0) ) ) )和弹性；使阻力和弹性；使阻力和弹性；使阻力和弹性；使阻力大幅度提高。大幅度提高。大幅度提高。大幅度提高。. .凝胶液中加入其它堵漏材料：凝胶液中加入其它堵漏材料：凝胶液中加入其它堵漏材料：凝胶液中加

156、入其它堵漏材料： 凝胶液中加入专用搬土凝胶液中加入专用搬土凝胶液中加入专用搬土凝胶液中加入专用搬土 凝胶液中加入水泥配成水泥浆凝胶液中加入水泥配成水泥浆凝胶液中加入水泥配成水泥浆凝胶液中加入水泥配成水泥浆 凝胶液中加入加入各种堵漏桥塞粒子凝胶液中加入加入各种堵漏桥塞粒子凝胶液中加入加入各种堵漏桥塞粒子凝胶液中加入加入各种堵漏桥塞粒子; ; ; ; 凝胶液中加入加入延时澎涨粒子凝胶液中加入加入延时澎涨粒子凝胶液中加入加入延时澎涨粒子凝胶液中加入加入延时澎涨粒子。 利用凝胶液特性、保证它们顺利进入漏层裂缝并留在漏层利用凝胶液特性、保证它们顺利进入漏层裂缝并留在漏层利用凝胶液特性、保证它们顺利进入漏

157、层裂缝并留在漏层利用凝胶液特性、保证它们顺利进入漏层裂缝并留在漏层进口附近，将大大提高进口附近，将大大提高进口附近，将大大提高进口附近，将大大提高( ( ( (若干倍若干倍若干倍若干倍) ) ) )此段塞的启动压力梯度此段塞的启动压力梯度此段塞的启动压力梯度此段塞的启动压力梯度; ; ; ;或再或再或再或再稠化或硬化。稠化或硬化。稠化或硬化。稠化或硬化。85 . .凝胶液后立即打入一定量的堵漏水泥浆凝胶液后立即打入一定量的堵漏水泥浆凝胶液后立即打入一定量的堵漏水泥浆凝胶液后立即打入一定量的堵漏水泥浆 利用凝胶液特性保护堵漏水泥浆能同时满足恶性漏失利用凝胶液特性保护堵漏水泥浆能同时满足恶性漏失利

158、用凝胶液特性保护堵漏水泥浆能同时满足恶性漏失利用凝胶液特性保护堵漏水泥浆能同时满足恶性漏失堵漏的几大要求，充分发挥水泥浆的堵漏优势。堵漏的几大要求，充分发挥水泥浆的堵漏优势。堵漏的几大要求，充分发挥水泥浆的堵漏优势。堵漏的几大要求，充分发挥水泥浆的堵漏优势。 , , , ,凝胶后跟水分散纤维水泥浆：专门针对裂缝、洞较凝胶后跟水分散纤维水泥浆：专门针对裂缝、洞较凝胶后跟水分散纤维水泥浆：专门针对裂缝、洞较凝胶后跟水分散纤维水泥浆：专门针对裂缝、洞较大、裂缝发育、破碎地层的恶性漏失大、裂缝发育、破碎地层的恶性漏失大、裂缝发育、破碎地层的恶性漏失大、裂缝发育、破碎地层的恶性漏失。 86己试用己试用己

159、试用己试用20202020多口井多口井多口井多口井, , , ,成功率成功率成功率成功率70%70%70%70%以上以上以上以上, , , ,一次成功占一次成功占一次成功占一次成功占总数的一半以上总数的一半以上总数的一半以上总数的一半以上: : 实例一：长庆：柳实例一：长庆：柳实例一：长庆：柳实例一：长庆：柳67-7267-72井（采油井），设井（采油井），设井（采油井），设井（采油井），设计井深计井深计井深计井深1745.5M1745.5M：水平位移：水平位移：水平位移：水平位移456.48M, 456.48M, 1629M处井漏（洛河组）有进无出，静止液面处井漏（洛河组）有进无出，静止液面

160、200M，9次水泥塞堵漏均失效。次水泥塞堵漏均失效。用用1.2%的胶液：的胶液：33方（约方（约400KG产品）一产品）一次堵漏成功、正常钻进后成功完井次堵漏成功、正常钻进后成功完井87实例二：实例二：川东北双庙一井川东北双庙一井三三开开后后，从从20833573.01m，须须家家何何、雷雷口口坡坡、嘉嘉陵陵江江共共六六个个漏漏点点：3483m（失失返返）、3448m（失失返返）、3436m（失失返返）、2769m、2749m、2231m；承承压压能能力力1.701.80。1.60泥泥浆浆正正常常钻钻进进：钻钻至至3573m高高压压气气层层，P气气为为1.90(P为为-0、2)：为为了了封封堵

161、堵漏漏层层，保保护护气气层层，先先后后采采用用桥桥塞塞堵堵漏漏（最最大大粒粒径径达达3cm），9次次打打水水泥泥堵堵漏漏，以以及及桥桥塞塞和和打打水水泥泥复复合合堵堵漏漏方方法法，均均未未见见效效，为为保保证证打打水水泥泥塞塞成成功功，必必须须有有效效堵堵住住深深部部的的3483m、3446m、3436m（均均为为失失返返）三三个个漏漏层层。为为此此，针针对对三三层层共共打打入入70方方（1%）凝凝胶胶；尾追水泥尾追水泥25方，一次成功、水泥返高、方，一次成功、水泥返高、2355m；上有上有100m的凝胶。的凝胶。88实例三实例三实例三实例三 重庆开县罗家二井地下强烈井重庆开县罗家二井地下强烈

162、井重庆开县罗家二井地下强烈井重庆开县罗家二井地下强烈井喷的成功封堵喷的成功封堵喷的成功封堵喷的成功封堵实例四实例四实例四实例四: : 塔里木迪那塔里木迪那塔里木迪那塔里木迪那2929井地下强烈井井地下强烈井井地下强烈井井地下强烈井喷封堵失败喷封堵失败喷封堵失败喷封堵失败( (一次一次一次一次) )。89 它本身是一项新的堵漏剂和堵漏技术它本身是一项新的堵漏剂和堵漏技术它本身是一项新的堵漏剂和堵漏技术它本身是一项新的堵漏剂和堵漏技术, , , ,但但但但它的更大作用在于利用它的特殊流变性在它的更大作用在于利用它的特殊流变性在它的更大作用在于利用它的特殊流变性在它的更大作用在于利用它的特殊流变性在

163、地层漏失通道中产生的自动滞留作用及有地层漏失通道中产生的自动滞留作用及有地层漏失通道中产生的自动滞留作用及有地层漏失通道中产生的自动滞留作用及有效充填隔断作用和抗冲稀作用为基础效充填隔断作用和抗冲稀作用为基础效充填隔断作用和抗冲稀作用为基础效充填隔断作用和抗冲稀作用为基础, , , ,支持支持支持支持和协助现有多种有效堵漏剂和堵漏技术充和协助现有多种有效堵漏剂和堵漏技术充和协助现有多种有效堵漏剂和堵漏技术充和协助现有多种有效堵漏剂和堵漏技术充分发挥其作用分发挥其作用分发挥其作用分发挥其作用( ( ( (即协助它们作到同时满足这即协助它们作到同时满足这即协助它们作到同时满足这即协助它们作到同时满

164、足这类恶性漏失有效堵漏的几大要求类恶性漏失有效堵漏的几大要求类恶性漏失有效堵漏的几大要求类恶性漏失有效堵漏的几大要求) ) ) )。因此只。因此只。因此只。因此只要使用得当则又可能形成解决这类技术难要使用得当则又可能形成解决这类技术难要使用得当则又可能形成解决这类技术难要使用得当则又可能形成解决这类技术难道的有效技术。道的有效技术。道的有效技术。道的有效技术。 90四四, ,窄安全密度窗口窄安全密度窗口的安全钻井技术的安全钻井技术91( (一一) )、窄安全密度窗口的产生窄安全密度窗口的产生窄安全密度窗口的产生窄安全密度窗口的产生 问题实际上仍然是复杂地层条件下的钻问题实际上仍然是复杂地层条件

165、下的钻问题实际上仍然是复杂地层条件下的钻问题实际上仍然是复杂地层条件下的钻井复杂问题：漏、喷、塌、卡井复杂问题：漏、喷、塌、卡井复杂问题：漏、喷、塌、卡井复杂问题：漏、喷、塌、卡它们是钻它们是钻它们是钻它们是钻井的老问题，也有很多解决它们的办法，井的老问题，也有很多解决它们的办法，井的老问题，也有很多解决它们的办法，井的老问题，也有很多解决它们的办法，但但但但当它们同时存在于同一个裸眼井段当它们同时存在于同一个裸眼井段当它们同时存在于同一个裸眼井段当它们同时存在于同一个裸眼井段( ( ( (或同一或同一或同一或同一层位层位层位层位) ) ) )时问题就变得十分复杂而难以解决时问题就变得十分复杂

166、而难以解决时问题就变得十分复杂而难以解决时问题就变得十分复杂而难以解决。仔细分析其产生机理及内在联系可以把它们仔细分析其产生机理及内在联系可以把它们仔细分析其产生机理及内在联系可以把它们仔细分析其产生机理及内在联系可以把它们归纳概括为归纳概括为归纳概括为归纳概括为窄窄窄窄( ( ( (负负负负) ) ) )安全密度安全密度安全密度安全密度( ( ( (压力压力压力压力) ) ) )窗口的钻窗口的钻窗口的钻窗口的钻井技术与合理泥浆密度确定的问题井技术与合理泥浆密度确定的问题井技术与合理泥浆密度确定的问题井技术与合理泥浆密度确定的问题( ( ( (特别是特别是特别是特别是深井重泥浆钻井时深井重泥浆

167、钻井时深井重泥浆钻井时深井重泥浆钻井时) ) ) )，主要由泥浆技术与专，主要由泥浆技术与专，主要由泥浆技术与专，主要由泥浆技术与专用钻井技术配套应用来解决。用钻井技术配套应用来解决。用钻井技术配套应用来解决。用钻井技术配套应用来解决。92( (一一) )、窄安全密度窗口的产生窄安全密度窗口的产生窄安全密度窗口的产生窄安全密度窗口的产生1 1 1 1、窄安全密度窄安全密度窄安全密度窄安全密度( ( ( (压力压力压力压力) ) ) )窗口的产生窗口的产生窗口的产生窗口的产生 钻井中井眼地层存在三钻井中井眼地层存在三钻井中井眼地层存在三钻井中井眼地层存在三( ( ( (四四四四) ) ) )个压

168、力剖面个压力剖面个压力剖面个压力剖面(P(P(P(P破破破破, , , , P P P P漏漏漏漏, , , , P P P P地地地地, , , , P P P P坍坍坍坍) ) ) )，它们与泥浆柱压力，它们与泥浆柱压力，它们与泥浆柱压力，它们与泥浆柱压力P P P P泥泥泥泥 ( ( ( (静静静静+ + + +动动动动) ) ) )的关系对井下安全有重的关系对井下安全有重的关系对井下安全有重的关系对井下安全有重大影响：大影响：大影响：大影响： P P P P泥泥泥泥 P P P P破破破破( ( ( (漏漏漏漏),),),),则井漏则井漏则井漏则井漏 P P P P泥泥泥泥 P P P

169、 P坍坍坍坍 , , , , 则井塌则井塌则井塌则井塌 P P P P泥泥泥泥 P P P P地地地地 则井喷则井喷则井喷则井喷 因此要不喷、不漏、不塌因此要不喷、不漏、不塌因此要不喷、不漏、不塌因此要不喷、不漏、不塌,P,P,P,P泥必须在泥必须在泥必须在泥必须在P P P P破破破破( ( ( (漏与漏与漏与漏与P P P P坍坍坍坍 P P P P地地地地 , , , ,之间。则产生之间。则产生之间。则产生之间。则产生安全密度安全密度安全密度安全密度( ( ( (压力压力压力压力) ) ) )窗口窗口窗口窗口的概念。的概念。的概念。的概念。93( (一一) )、窄安全密度窗口的产生窄安全

170、密度窗口的产生窄安全密度窗口的产生窄安全密度窗口的产生安全压力（密度）窗口：安全压力（密度）窗口：安全压力（密度）窗口：安全压力（密度）窗口： PPPP（ rrrr泥泥泥泥） 由三由三由三由三( ( ( (四四四四) ) ) )个压力剖面个压力剖面个压力剖面个压力剖面(P(P(P(P破破破破, , , , P P P P漏漏漏漏, , , , P P P P地地地地, , , , P P P P坍坍坍坍) ) ) )以两种方以两种方以两种方以两种方式构成：式构成：式构成：式构成： P P P P破破破破( ( ( (漏漏漏漏) ) ) ) P P P P泥泥泥泥 P P P P地地地地 , ,

171、 , , (P(P(P(P地地地地 P P P P坍坍坍坍) ) ) ) , , , ,P=PP=PP=PP=P破破破破P P P P地地地地 P P P P破破破破( ( ( (漏漏漏漏) ) ) ) P P P P泥泥泥泥 P P P P坍坍坍坍 , , , , (P(P(P(P坍坍坍坍 P P P P地地地地 ) , P=P) , P=P) , P=P) , P=P破破破破P P P P坍坍坍坍 (P (P (P (P 既指压力又可代表密度既指压力又可代表密度既指压力又可代表密度既指压力又可代表密度, , , ,下同下同下同下同.).).).)94uuPPPP愈大愈大愈大愈大, , ,

172、,则钻井愈易则钻井愈易则钻井愈易则钻井愈易uuPPPP愈小愈小愈小愈小, , , ,则钻井愈难则钻井愈难则钻井愈难则钻井愈难uu若若若若P P P P P P P P环空循环压耗环空循环压耗环空循环压耗环空循环压耗, , , ,则无法正常钻进则无法正常钻进则无法正常钻进则无法正常钻进, , , ,直接表现为直接表现为直接表现为直接表现为漏、喷、塌、卡等井下复杂与事故漏、喷、塌、卡等井下复杂与事故漏、喷、塌、卡等井下复杂与事故漏、喷、塌、卡等井下复杂与事故( ( ( (这对深井重泥浆这对深井重泥浆这对深井重泥浆这对深井重泥浆尤为突出尤为突出尤为突出尤为突出).).).).uu窄安全密度窗口是指窄

173、安全密度窗口是指窄安全密度窗口是指窄安全密度窗口是指P P P P窗窗窗窗接近、等于、小于接近、等于、小于接近、等于、小于接近、等于、小于P P P P环环环环 , , , , 或或或或P P P P窗窗窗窗0 0 0 0 。 95可能的解决途径：可能的解决途径：可能的解决途径：可能的解决途径： 降低循环压耗使之小于降低循环压耗使之小于降低循环压耗使之小于降低循环压耗使之小于 P P P P； 扩大安全密度窗口。扩大安全密度窗口。扩大安全密度窗口。扩大安全密度窗口。 其研究内容可以归纳为：其研究内容可以归纳为：其研究内容可以归纳为：其研究内容可以归纳为： A A A A，窄安全密度窗口己经确定

174、下的钻井、，窄安全密度窗口己经确定下的钻井、，窄安全密度窗口己经确定下的钻井、，窄安全密度窗口己经确定下的钻井、泥浆技术；泥浆技术；泥浆技术；泥浆技术； B B B B、扩大安全密度窗口的钻井、泥浆技术。、扩大安全密度窗口的钻井、泥浆技术。、扩大安全密度窗口的钻井、泥浆技术。、扩大安全密度窗口的钻井、泥浆技术。96. . .窄安全密度窗口己经确定的安全钻井技术窄安全密度窗口己经确定的安全钻井技术窄安全密度窗口己经确定的安全钻井技术窄安全密度窗口己经确定的安全钻井技术1.1.1.1.1.1.预测安全密度窗口预测安全密度窗口预测安全密度窗口预测安全密度窗口预测安全密度窗口预测安全密度窗口( ( (

175、 ( ( (基础基础基础基础基础基础),),),),),),优化井身结构优化井身结构优化井身结构优化井身结构 由地震资料预测由地震资料预测由地震资料预测由地震资料预测由地震资料预测由地震资料预测 由工程测井资料预测由工程测井资料预测由工程测井资料预测由工程测井资料预测由工程测井资料预测由工程测井资料预测 由邻井钻井资料预测由邻井钻井资料预测由邻井钻井资料预测由邻井钻井资料预测由邻井钻井资料预测由邻井钻井资料预测 先预测出待钻井的三先预测出待钻井的三先预测出待钻井的三先预测出待钻井的三先预测出待钻井的三先预测出待钻井的三 ( ( ( ( ( (四四四四四四) ) ) ) ) )个压力剖面个压力剖

176、面个压力剖面个压力剖面个压力剖面个压力剖面, , , , , ,再予测再予测再予测再予测再予测再予测出安全密度窗口出安全密度窗口出安全密度窗口出安全密度窗口出安全密度窗口出安全密度窗口, , , , , ,以此为基础以此为基础以此为基础以此为基础以此为基础以此为基础 优化井身结构优化井身结构优化井身结构优化井身结构以尽量以尽量以尽量以尽量避免窄安全密度窗口裸眼井段的出现。必要时避免窄安全密度窗口裸眼井段的出现。必要时避免窄安全密度窗口裸眼井段的出现。必要时避免窄安全密度窗口裸眼井段的出现。必要时用用用用膨膨膨膨胀管技术来胀管技术来胀管技术来胀管技术来弥补井身结构的不足弥补井身结构的不足弥补井身

177、结构的不足弥补井身结构的不足. . . . ( ( ( ( ( (要充分考虑泥浆作用要充分考虑泥浆作用要充分考虑泥浆作用要充分考虑泥浆作用要充分考虑泥浆作用要充分考虑泥浆作用, , , , , ,特别重要的是要预测出特别重要的是要预测出特别重要的是要预测出特别重要的是要预测出特别重要的是要预测出特别重要的是要预测出将要使用的泥浆对待钻井三将要使用的泥浆对待钻井三将要使用的泥浆对待钻井三将要使用的泥浆对待钻井三将要使用的泥浆对待钻井三将要使用的泥浆对待钻井三( ( ( ( ( (四四四四四四) ) ) ) ) )个压力剖面可能引个压力剖面可能引个压力剖面可能引个压力剖面可能引个压力剖面可能引个压

178、力剖面可能引起的变化。起的变化。起的变化。起的变化。起的变化。起的变化。) ) ) ) ) )97 随钻测定安全密度窗口和泥浆当量密度随钻测定安全密度窗口和泥浆当量密度随钻测定安全密度窗口和泥浆当量密度随钻测定安全密度窗口和泥浆当量密度( ( ( (NDSNDSNDSNDS系统的应用系统的应用系统的应用系统的应用):):):): 98 3.3.3.3.减小泥浆循环压降减小泥浆循环压降减小泥浆循环压降减小泥浆循环压降P P P P循循循循 . . . .高温高压井内泥浆高温高压井内泥浆高温高压井内泥浆高温高压井内泥浆P P P P循循循循的确定与调整的确定与调整的确定与调整的确定与调整 . .

179、. .泥浆井下循环温度剖面的确定：泥浆井下循环温度剖面的确定：泥浆井下循环温度剖面的确定：泥浆井下循环温度剖面的确定： . . . . 泥泥泥泥 浆浆浆浆 循循循循 环环环环 过过过过 程程程程 中中中中 按按按按 温温温温 度度度度 剖剖剖剖 面面面面 分分分分 布布布布 的的的的H.T.H.PH.T.H.PH.T.H.PH.T.H.P流变性的变化及其循环压耗的确定；流变性的变化及其循环压耗的确定；流变性的变化及其循环压耗的确定；流变性的变化及其循环压耗的确定； . . . . 水力参数，井身结构、钻具组合的影响。水力参数，井身结构、钻具组合的影响。水力参数，井身结构、钻具组合的影响。水力参

180、数，井身结构、钻具组合的影响。 . . . .建立相应的泥浆体系及应用技术建立相应的泥浆体系及应用技术建立相应的泥浆体系及应用技术建立相应的泥浆体系及应用技术( ( ( (难点是难点是难点是难点是高温深井重泥浆流变性调、控高温深井重泥浆流变性调、控高温深井重泥浆流变性调、控高温深井重泥浆流变性调、控) ) ) ) 99 . . . .泥浆可压缩性与其密度的确定：（这为人们所忽视）泥浆可压缩性与其密度的确定：（这为人们所忽视）泥浆可压缩性与其密度的确定：（这为人们所忽视）泥浆可压缩性与其密度的确定：（这为人们所忽视）油基泥浆的影响很大，水基泥浆不容忽视油基泥浆的影响很大，水基泥浆不容忽视油基泥浆

181、的影响很大，水基泥浆不容忽视油基泥浆的影响很大，水基泥浆不容忽视( ( ( (深井重泥浆可达深井重泥浆可达深井重泥浆可达深井重泥浆可达10%10%10%10%以上以上以上以上) ) ) )；包括测试仪器研制及应用。；包括测试仪器研制及应用。；包括测试仪器研制及应用。；包括测试仪器研制及应用。 目前目前目前目前, , , ,在我国井深在我国井深在我国井深在我国井深6000600060006000米左右、井温米左右、井温米左右、井温米左右、井温170170170170以下、密度以下、密度以下、密度以下、密度2.302.302.302.30以下泥浆循环压降当量密度可以下泥浆循环压降当量密度可以下泥浆

182、循环压降当量密度可以下泥浆循环压降当量密度可010,010,010,010,达到国际先进水达到国际先进水达到国际先进水达到国际先进水平平平平, , , ,但更高温度、更大井深则技术并不过关。但更高温度、更大井深则技术并不过关。但更高温度、更大井深则技术并不过关。但更高温度、更大井深则技术并不过关。( ( ( (超深井技术的超深井技术的超深井技术的超深井技术的重大难题重大难题重大难题重大难题) ) ) )。100 当泥浆技术降低循环压降能力不足当泥浆技术降低循环压降能力不足, ,达不到要求时。达不到要求时。 控压（调控压力）钻井（控压（调控压力）钻井（MPDMPDManage Pressure

183、Manage Pressure Drilling Drilling 或或 CPDCPDControl Pressure DrillingControl Pressure Drilling）是近几年）是近几年在欠平衡钻井基础上发展起来的新兴技术，它利用了欠平衡在欠平衡钻井基础上发展起来的新兴技术，它利用了欠平衡钻井的思想、方法和装备，专用于窄安全压力窗口钻井的思想、方法和装备，专用于窄安全压力窗口( (特别是特别是高压高产气井、高风险气井的窄安全密度窗口等复杂条件下高压高产气井、高风险气井的窄安全密度窗口等复杂条件下) )的安全钻井。是当前减少井下复杂、保证井下安全的安全钻井。是当前减少井下复杂

184、、保证井下安全, ,提高钻提高钻井效益，保护油气层很有希望的新兴技术。国内外都在大力井效益，保护油气层很有希望的新兴技术。国内外都在大力组织攻关研究。组织攻关研究。4.4.采用控压钻进技术采用控压钻进技术(CPD(CPD或或MPD):MPD):.控压钻井的技术思路：控压钻井的技术思路：控压钻井的技术思路：控压钻井的技术思路： 众所周知众所周知众所周知众所周知: : : :尽量降低泥浆循环压降的泥浆系列技术是解决尽量降低泥浆循环压降的泥浆系列技术是解决尽量降低泥浆循环压降的泥浆系列技术是解决尽量降低泥浆循环压降的泥浆系列技术是解决这个问题的基础这个问题的基础这个问题的基础这个问题的基础, , ,

185、 ,但是当泥浆技术降低但是当泥浆技术降低但是当泥浆技术降低但是当泥浆技术降低环空循环压降环空循环压降环空循环压降环空循环压降达到最小达到最小达到最小达到最小值而仍然大于值而仍然大于值而仍然大于值而仍然大于P P P P窗时窗时窗时窗时, , , ,就无法正常钻进。这是必然会发生的就无法正常钻进。这是必然会发生的就无法正常钻进。这是必然会发生的就无法正常钻进。这是必然会发生的问题。因此必须要找到新的解决办法。问题。因此必须要找到新的解决办法。问题。因此必须要找到新的解决办法。问题。因此必须要找到新的解决办法。 在能在能在能在能随钻测定安全密度窗口和泥浆当量密度的基础上随钻测定安全密度窗口和泥浆当

186、量密度的基础上随钻测定安全密度窗口和泥浆当量密度的基础上随钻测定安全密度窗口和泥浆当量密度的基础上( ( ( (如如如如应用应用应用应用NDSNDSNDSNDS系统系统系统系统):):):): 、使使使使P P P P破破破破PPPP泥静泥静泥静泥静PPPP地地地地; ; ; ;此时不喷、不漏。此时不喷、不漏。此时不喷、不漏。此时不喷、不漏。 由于由于由于由于P P P P循循循循PPPP破破破破PPPP地地地地=P=P=P=P窗窗窗窗, , , ,故循环时故循环时故循环时故循环时P P P P动动动动PPPP破则发生井漏。破则发生井漏。破则发生井漏。破则发生井漏。采用一种能降低采用一种能降低

187、采用一种能降低采用一种能降低P P P P循的井下工具循的井下工具循的井下工具循的井下工具,(,(,(,(用井下工具推动泥浆上返用井下工具推动泥浆上返用井下工具推动泥浆上返用井下工具推动泥浆上返以抵消泥浆循环的环空压以降低以抵消泥浆循环的环空压以降低以抵消泥浆循环的环空压以降低以抵消泥浆循环的环空压以降低P P P P循循循循) ) ) )使使使使P P P P循降为循降为循降为循降为0 0 0 0或降的或降的或降的或降的P P P P窗以下窗以下窗以下窗以下, , , ,从而保证安全钻进从而保证安全钻进从而保证安全钻进从而保证安全钻进 102. . . . . . . 注气控压钻井注气控压钻

188、井注气控压钻井注气控压钻井uu钻井液静止时钻井液静止时钻井液静止时钻井液静止时P P P P破破破破PPPP静静静静PPPP地不发生井漏和井涌。地不发生井漏和井涌。地不发生井漏和井涌。地不发生井漏和井涌。uu钻井液循环时，注气使钻井液变轻钻井液循环时，注气使钻井液变轻钻井液循环时，注气使钻井液变轻钻井液循环时，注气使钻井液变轻( ( ( (密度降低密度降低密度降低密度降低) ) ) )，从而液柱，从而液柱，从而液柱，从而液柱压力减少以抵消循环动压的增加。若注气使泥浆液柱减少压力减少以抵消循环动压的增加。若注气使泥浆液柱减少压力减少以抵消循环动压的增加。若注气使泥浆液柱减少压力减少以抵消循环动压

189、的增加。若注气使泥浆液柱减少的压力的压力的压力的压力= = = =泥浆循环压降泥浆循环压降泥浆循环压降泥浆循环压降P P P P循循循循, , , ,则井底地层所受压力不变。既则井底地层所受压力不变。既则井底地层所受压力不变。既则井底地层所受压力不变。既不发生井漏和也不发生井涌。不发生井漏和也不发生井涌。不发生井漏和也不发生井涌。不发生井漏和也不发生井涌。uu停止循环时逐步减少注气直到最后仃止注气停止循环时逐步减少注气直到最后仃止注气停止循环时逐步减少注气直到最后仃止注气停止循环时逐步减少注气直到最后仃止注气, , , ,使钻井液密度使钻井液密度使钻井液密度使钻井液密度逐渐恢复，环空的动压和仃

190、止循环后的静压基本相同，使逐渐恢复，环空的动压和仃止循环后的静压基本相同，使逐渐恢复，环空的动压和仃止循环后的静压基本相同，使逐渐恢复，环空的动压和仃止循环后的静压基本相同，使井底压力始终维持在稳定的所需值。井底压力始终维持在稳定的所需值。井底压力始终维持在稳定的所需值。井底压力始终维持在稳定的所需值。 循环时注气，减少液柱压力以抵消循环动压。停止注气循环时注气，减少液柱压力以抵消循环动压。停止注气循环时注气，减少液柱压力以抵消循环动压。停止注气循环时注气，减少液柱压力以抵消循环动压。停止注气则压力恢复。注气多少决定着液柱压力减少的程度。则压力恢复。注气多少决定着液柱压力减少的程度。则压力恢复

191、。注气多少决定着液柱压力减少的程度。则压力恢复。注气多少决定着液柱压力减少的程度。103uu. . . .使用专门的不间断循环装置使用专门的不间断循环装置使用专门的不间断循环装置使用专门的不间断循环装置: : : : P P P P泥静泥静泥静泥静小于小于小于小于P P P P地地地地并使其加上并使其加上并使其加上并使其加上P P P P循循循循后的后的后的后的P P P P泥泥泥泥动落在其安全窗口内。动落在其安全窗口内。动落在其安全窗口内。动落在其安全窗口内。钻井时钻井时钻井时钻井时使用专门的不间断循环装置使井底压力始终维持在使用专门的不间断循环装置使井底压力始终维持在使用专门的不间断循环装

192、置使井底压力始终维持在使用专门的不间断循环装置使井底压力始终维持在其其其其安全窗口内。安全窗口内。安全窗口内。安全窗口内。uu.P.P.P.P泥静泥静泥静泥静略小于略小于略小于略小于P P P P地地地地并使其加上并使其加上并使其加上并使其加上P P P P循循循循后的后的后的后的P P P P泥泥泥泥动落在其安全窗口内动落在其安全窗口内动落在其安全窗口内动落在其安全窗口内, , , ,维持正常钻进维持正常钻进维持正常钻进维持正常钻进, , , ,起钻时按要求打入一定量的重泥浆帽起钻时按要求打入一定量的重泥浆帽起钻时按要求打入一定量的重泥浆帽起钻时按要求打入一定量的重泥浆帽, , , ,使井底

193、使井底使井底使井底压力始终维持在压力始终维持在压力始终维持在压力始终维持在其安全窗口内。其安全窗口内。其安全窗口内。其安全窗口内。104 控压钻井研究的内容控压钻井研究的内容控压钻井研究的内容控压钻井研究的内容: : : :这是一个十分复杂的系统工程这是一个十分复杂的系统工程这是一个十分复杂的系统工程这是一个十分复杂的系统工程, , , ,需要需要需要需要解决一系列技术难题解决一系列技术难题解决一系列技术难题解决一系列技术难题: : : : 、深井、高温、重泥浆流变性控制技术、深井、高温、重泥浆流变性控制技术、深井、高温、重泥浆流变性控制技术、深井、高温、重泥浆流变性控制技术, , , ,保证

194、泥浆环空保证泥浆环空保证泥浆环空保证泥浆环空循环降压能降到很低。循环降压能降到很低。循环降压能降到很低。循环降压能降到很低。 、井下压力、井下压力、井下压力、井下压力(P(P(P(P坍、坍、坍、坍、P P P P地、地、地、地、P P P P破、破、破、破、P P P P泥静、泥静、泥静、泥静、P P P P泥动泥动泥动泥动,的实时的实时的实时的实时监测监测监测监测( ( ( (仪器、软件仪器、软件仪器、软件仪器、软件) 、专用仪器、工且、装备的研发、专用仪器、工且、装备的研发、专用仪器、工且、装备的研发、专用仪器、工且、装备的研发 、压力控制操作系列软件、压力控制操作系列软件、压力控制操作系

195、列软件、压力控制操作系列软件( ( ( (如注气过程与井底压力的关如注气过程与井底压力的关如注气过程与井底压力的关如注气过程与井底压力的关系系系系; ; ; ;负压控制负压控制负压控制负压控制) 、过程控制与工艺技术、过程控制与工艺技术、过程控制与工艺技术、过程控制与工艺技术。105 、扩大安全密度窗口的安全钻井技术、扩大安全密度窗口的安全钻井技术: : 以上系列技术最多只能解决以上系列技术最多只能解决以上系列技术最多只能解决以上系列技术最多只能解决P P P P窗窗窗窗为正情况下的问为正情况下的问为正情况下的问为正情况下的问题题题题. . . . 但当但当但当但当P P P P破破破破或或或

196、或P P P P漏漏漏漏 P P P P地地地地 或或或或P P P P塌塌塌塌( ( ( (即即即即P P P P窗窗窗窗为负为负为负为负) ) ) )时则无时则无时则无时则无能为力了。特别是当高压油气水层与低压大漏层遇能为力了。特别是当高压油气水层与低压大漏层遇能为力了。特别是当高压油气水层与低压大漏层遇能为力了。特别是当高压油气水层与低压大漏层遇到一起时则可能出现强烈地下井喷到一起时则可能出现强烈地下井喷到一起时则可能出现强烈地下井喷到一起时则可能出现强烈地下井喷, , , ,低压大漏层与深低压大漏层与深低压大漏层与深低压大漏层与深部大段盐层遇到一起则极可能造成漏失卡钻报废部大段盐层遇到

197、一起则极可能造成漏失卡钻报废部大段盐层遇到一起则极可能造成漏失卡钻报废部大段盐层遇到一起则极可能造成漏失卡钻报废。 为安全钻进为安全钻进为安全钻进为安全钻进, , , ,必须把安全密度窗口扩大到为正必须把安全密度窗口扩大到为正必须把安全密度窗口扩大到为正必须把安全密度窗口扩大到为正, , , ,且且且且大于泥浆循环压降。这是近几年提出的扩大安全密大于泥浆循环压降。这是近几年提出的扩大安全密大于泥浆循环压降。这是近几年提出的扩大安全密大于泥浆循环压降。这是近几年提出的扩大安全密度窗口的概念。度窗口的概念。度窗口的概念。度窗口的概念。 106 A.A.A.A.提高其上限提高其上限提高其上限提高其上

198、限P P P P破破破破或或或或P P P P漏漏漏漏 或或或或P P P P承承承承):):):): 这时只能对已漏地层有效堵漏这时只能对已漏地层有效堵漏这时只能对已漏地层有效堵漏这时只能对已漏地层有效堵漏, , , ,并使并使并使并使P P P P漏漏漏漏PPPP地地地地; ; ; ; 把地层承压能把地层承压能把地层承压能把地层承压能力提高到力提高到力提高到力提高到P P P P破破破破(P(P(P(P漏漏漏漏) ) ) )PPPP地地地地, , , , 因此我们要解决的难题是因此我们要解决的难题是因此我们要解决的难题是因此我们要解决的难题是: : : :. . . . a.a.a.a.恶

199、性漏失的有效堵漏问题恶性漏失的有效堵漏问题恶性漏失的有效堵漏问题恶性漏失的有效堵漏问题; ; ; ; b.b.b.b.以提高漏层漏失压力或提高地层承压能力为途径扩大井以提高漏层漏失压力或提高地层承压能力为途径扩大井以提高漏层漏失压力或提高地层承压能力为途径扩大井以提高漏层漏失压力或提高地层承压能力为途径扩大井眼安全密度窗口的安全钻井问题。眼安全密度窗口的安全钻井问题。眼安全密度窗口的安全钻井问题。眼安全密度窗口的安全钻井问题。 B B. . . .降低其下限降低其下限降低其下限降低其下限: : : : a.a.a.a.降低坍塌应力降低坍塌应力降低坍塌应力降低坍塌应力P P P P塌塌塌塌; ;

200、 ; ; b. b. b. b.降低油、气、水层压力降低油、气、水层压力降低油、气、水层压力降低油、气、水层压力P P P P地地地地。107提高地层承压能力的技术思路提高地层承压能力的技术思路提高地层承压能力的技术思路提高地层承压能力的技术思路 以以以以最具典型性和代表性的裂缝性喷漏同层窄安最具典型性和代表性的裂缝性喷漏同层窄安最具典型性和代表性的裂缝性喷漏同层窄安最具典型性和代表性的裂缝性喷漏同层窄安全密度窗口的情况为对象全密度窗口的情况为对象全密度窗口的情况为对象全密度窗口的情况为对象: : : : 1. 1. 1. 1.提高裂缝性地层承压能力的途径提高裂缝性地层承压能力的途径提高裂缝性

201、地层承压能力的途径提高裂缝性地层承压能力的途径 地层破裂（压力）与地层承压能力地层破裂（压力）与地层承压能力地层破裂（压力）与地层承压能力地层破裂（压力）与地层承压能力 钻井工程中常把地层破裂压力作为地层承压能钻井工程中常把地层破裂压力作为地层承压能钻井工程中常把地层破裂压力作为地层承压能钻井工程中常把地层破裂压力作为地层承压能力的标志。即是泥浆柱压力（静动）把地层压力的标志。即是泥浆柱压力（静动）把地层压力的标志。即是泥浆柱压力（静动）把地层压力的标志。即是泥浆柱压力（静动）把地层压裂而造成漏失的压力。它是以漏失与否来衡量。裂而造成漏失的压力。它是以漏失与否来衡量。裂而造成漏失的压力。它是以

202、漏失与否来衡量。裂而造成漏失的压力。它是以漏失与否来衡量。 因此，地层承压能力是因此，地层承压能力是因此，地层承压能力是因此，地层承压能力是指钻井、完井中井眼地指钻井、完井中井眼地指钻井、完井中井眼地指钻井、完井中井眼地层防止（承受）泥浆柱水力压裂的能力。层防止（承受）泥浆柱水力压裂的能力。层防止（承受）泥浆柱水力压裂的能力。层防止（承受）泥浆柱水力压裂的能力。108 地层被压裂（承压能力低）发生的机理地层被压裂（承压能力低）发生的机理地层被压裂（承压能力低）发生的机理地层被压裂（承压能力低）发生的机理 根据断裂力学和地层水力压裂的原理，地层被泥浆根据断裂力学和地层水力压裂的原理，地层被泥浆根

203、据断裂力学和地层水力压裂的原理，地层被泥浆根据断裂力学和地层水力压裂的原理，地层被泥浆柱压裂的机理为：柱压裂的机理为：柱压裂的机理为：柱压裂的机理为： . .井壁地层岩石表面存在有井壁地层岩石表面存在有井壁地层岩石表面存在有井壁地层岩石表面存在有“缺陷缺陷缺陷缺陷”、“瑕疵瑕疵瑕疵瑕疵”，包括地层岩石的解理、层面、裂隙，包括地层岩石的解理、层面、裂隙，包括地层岩石的解理、层面、裂隙，包括地层岩石的解理、层面、裂隙( ( ( (它能引导液相它能引导液相它能引导液相它能引导液相进入地层进入地层进入地层进入地层) ) ) )。而地层中的天然存在和钻井所形成的各。而地层中的天然存在和钻井所形成的各。而

204、地层中的天然存在和钻井所形成的各。而地层中的天然存在和钻井所形成的各种微裂缝，细微裂缝影响更为突出。种微裂缝，细微裂缝影响更为突出。种微裂缝，细微裂缝影响更为突出。种微裂缝，细微裂缝影响更为突出。 . .P P P P泥（静动）大于地层岩石的抗张强度（对泥（静动）大于地层岩石的抗张强度（对泥（静动）大于地层岩石的抗张强度（对泥（静动）大于地层岩石的抗张强度（对于以脆性为主的岩石抗张强度并不大）。同时于以脆性为主的岩石抗张强度并不大）。同时于以脆性为主的岩石抗张强度并不大）。同时于以脆性为主的岩石抗张强度并不大）。同时P P P P泥泥泥泥（静动）（静动）（静动）（静动）P P P P地，地，地

205、，地， 109 . .由于对地层的正压差使泥浆或泥浆滤液沿裂缝进入地由于对地层的正压差使泥浆或泥浆滤液沿裂缝进入地由于对地层的正压差使泥浆或泥浆滤液沿裂缝进入地由于对地层的正压差使泥浆或泥浆滤液沿裂缝进入地层。层。层。层。 若泥浆液相若泥浆液相若泥浆液相若泥浆液相进入裂缝的速度泥浆液相沿裂缝缝面滤失进入裂缝的速度泥浆液相沿裂缝缝面滤失进入裂缝的速度泥浆液相沿裂缝缝面滤失进入裂缝的速度泥浆液相沿裂缝缝面滤失速度，速度，速度，速度，裂缝中液相体积不断增加并垂直沿裂缝面方向对地裂缝中液相体积不断增加并垂直沿裂缝面方向对地裂缝中液相体积不断增加并垂直沿裂缝面方向对地裂缝中液相体积不断增加并垂直沿裂缝面

206、方向对地层产生张应力（其大小由层产生张应力（其大小由层产生张应力（其大小由层产生张应力（其大小由P P P P泥和缝面大小决定），并在泥和缝面大小决定），并在泥和缝面大小决定），并在泥和缝面大小决定），并在裂缝裂缝裂缝裂缝尖端产生应力集中。尖端产生应力集中。尖端产生应力集中。尖端产生应力集中。 当此应力大于地层抗张强度，当此应力大于地层抗张强度，当此应力大于地层抗张强度，当此应力大于地层抗张强度，则发生水力尖劈作用。则发生水力尖劈作用。则发生水力尖劈作用。则发生水力尖劈作用。裂裂裂裂缝尖端不断向地层深部发展漫延，形成诱导裂缝而压开地缝尖端不断向地层深部发展漫延，形成诱导裂缝而压开地缝尖端不断向

207、地层深部发展漫延，形成诱导裂缝而压开地缝尖端不断向地层深部发展漫延，形成诱导裂缝而压开地层，并不断扩张、增大开度，达到致漏宽度；增加长度向层，并不断扩张、增大开度，达到致漏宽度；增加长度向层，并不断扩张、增大开度，达到致漏宽度；增加长度向层，并不断扩张、增大开度，达到致漏宽度；增加长度向内部延伸，最终沟通地层内部漏失通道，产生漏失。表现内部延伸，最终沟通地层内部漏失通道，产生漏失。表现内部延伸，最终沟通地层内部漏失通道，产生漏失。表现内部延伸，最终沟通地层内部漏失通道，产生漏失。表现出地层被压裂和地层不承压。出地层被压裂和地层不承压。出地层被压裂和地层不承压。出地层被压裂和地层不承压。 110

208、. .地层不承压所包含的两种情况地层不承压所包含的两种情况地层不承压所包含的两种情况地层不承压所包含的两种情况: : : : 大多数承压能力不够的地层都是裂缝发育的地层。其中存大多数承压能力不够的地层都是裂缝发育的地层。其中存大多数承压能力不够的地层都是裂缝发育的地层。其中存大多数承压能力不够的地层都是裂缝发育的地层。其中存在两类裂缝在两类裂缝在两类裂缝在两类裂缝: : : : . . . .地层各处分布有宽度大于地层各处分布有宽度大于地层各处分布有宽度大于地层各处分布有宽度大于0 0 0 0，1-01-01-01-0，2mm2mm2mm2mm可直接引起泥浆可直接引起泥浆可直接引起泥浆可直接引

209、起泥浆漏失的天然垂直裂缝（称为漏失的天然垂直裂缝（称为漏失的天然垂直裂缝（称为漏失的天然垂直裂缝（称为天然致漏裂缝天然致漏裂缝天然致漏裂缝天然致漏裂缝）。当钻遇这）。当钻遇这）。当钻遇这）。当钻遇这部份裂缝部份裂缝部份裂缝部份裂缝, , , ,且又是正压差时：且又是正压差时：且又是正压差时：且又是正压差时： 则立即发生漏失，则立即发生漏失，则立即发生漏失，则立即发生漏失，漏速由缝宽、缝长和漏失面积、正压差、漏速由缝宽、缝长和漏失面积、正压差、漏速由缝宽、缝长和漏失面积、正压差、漏速由缝宽、缝长和漏失面积、正压差、泥浆流变性、泥浆泵压、排量等因素决定；泥浆流变性、泥浆泵压、排量等因素决定；泥浆流

210、变性、泥浆泵压、排量等因素决定；泥浆流变性、泥浆泵压、排量等因素决定； 当漏失通畅、泥浆柱的压力高当漏失通畅、泥浆柱的压力高当漏失通畅、泥浆柱的压力高当漏失通畅、泥浆柱的压力高; ; ; ;正压差大，泥浆柱的高压正压差大，泥浆柱的高压正压差大，泥浆柱的高压正压差大，泥浆柱的高压力传递到裂缝中且足够大到力传递到裂缝中且足够大到力传递到裂缝中且足够大到力传递到裂缝中且足够大到导致此裂缝进一步开启扩大导致此裂缝进一步开启扩大导致此裂缝进一步开启扩大导致此裂缝进一步开启扩大( ( ( (天然天然天然天然致漏裂缝因诱导而扩大致漏裂缝因诱导而扩大致漏裂缝因诱导而扩大致漏裂缝因诱导而扩大) ) ) )则漏速

211、加大而恶化。表现为该地层承则漏速加大而恶化。表现为该地层承则漏速加大而恶化。表现为该地层承则漏速加大而恶化。表现为该地层承压能力低。压能力低。压能力低。压能力低。111 . . . .地层各处分布有大量小于地层各处分布有大量小于地层各处分布有大量小于地层各处分布有大量小于0.1mm0.1mm0.1mm0.1mm的天然垂直微的天然垂直微的天然垂直微的天然垂直微裂缝和细微裂缝裂缝和细微裂缝裂缝和细微裂缝裂缝和细微裂缝( ( ( (微米级微米级微米级微米级),),),),虽然在钻遇它们时不能直虽然在钻遇它们时不能直虽然在钻遇它们时不能直虽然在钻遇它们时不能直接引发漏失接引发漏失接引发漏失接引发漏失(

212、 ( ( (“特称为非致漏天然裂缝特称为非致漏天然裂缝特称为非致漏天然裂缝特称为非致漏天然裂缝”) ) ) ) ，但在正，但在正，但在正，但在正压差作用下泥浆液相进入地层，在泥浆柱高压力的压差作用下泥浆液相进入地层，在泥浆柱高压力的压差作用下泥浆液相进入地层，在泥浆柱高压力的压差作用下泥浆液相进入地层，在泥浆柱高压力的作用下对作用下对作用下对作用下对地层产生水力尖劈作用地层产生水力尖劈作用地层产生水力尖劈作用地层产生水力尖劈作用而使裂缝产生、开而使裂缝产生、开而使裂缝产生、开而使裂缝产生、开启、扩大启、扩大启、扩大启、扩大到到到到“致漏程度致漏程度致漏程度致漏程度”, , , ,从而产生漏失；

213、从而产生漏失；从而产生漏失；从而产生漏失； 而而而而且此漏速可能因此而不断增大且此漏速可能因此而不断增大且此漏速可能因此而不断增大且此漏速可能因此而不断增大, , , ,恶化恶化恶化恶化。 其中其中其中其中为为为为P P P P泥泥泥泥PPPP漏的漏失漏的漏失漏的漏失漏的漏失; ; ; ; 属于属于属于属于P P P P泥泥泥泥PPPP破破破破(P(P(P(P承承承承)引发的漏失问题引发的漏失问题引发的漏失问题引发的漏失问题( ( ( (都表现为地层不承压都表现为地层不承压都表现为地层不承压都表现为地层不承压) ) ) )。 112 由正压差引起的泥浆液相进入地层而高泥浆柱压力引发由正压差引起

214、的泥浆液相进入地层而高泥浆柱压力引发由正压差引起的泥浆液相进入地层而高泥浆柱压力引发由正压差引起的泥浆液相进入地层而高泥浆柱压力引发的的的的水力尖劈作用而产生的诱导漏失水力尖劈作用而产生的诱导漏失水力尖劈作用而产生的诱导漏失水力尖劈作用而产生的诱导漏失对已堵的裂缝也可能存在。对已堵的裂缝也可能存在。对已堵的裂缝也可能存在。对已堵的裂缝也可能存在。而这种作用在已钻井段井壁上的任一处，在钻迂时和钻过后而这种作用在已钻井段井壁上的任一处，在钻迂时和钻过后而这种作用在已钻井段井壁上的任一处，在钻迂时和钻过后而这种作用在已钻井段井壁上的任一处，在钻迂时和钻过后的任一时间里可能发生的任一时间里可能发生的任

215、一时间里可能发生的任一时间里可能发生, , , ,从而使漏失产生并恶化从而使漏失产生并恶化从而使漏失产生并恶化从而使漏失产生并恶化, , , ,表现为全井表现为全井表现为全井表现为全井段不承压。这是全井段多点漏失，反复漏失，堵了一处后又段不承压。这是全井段多点漏失，反复漏失，堵了一处后又段不承压。这是全井段多点漏失，反复漏失，堵了一处后又段不承压。这是全井段多点漏失，反复漏失，堵了一处后又可能引发它处，且漏点位置出现没什么规律的根本原因。因可能引发它处，且漏点位置出现没什么规律的根本原因。因可能引发它处，且漏点位置出现没什么规律的根本原因。因可能引发它处，且漏点位置出现没什么规律的根本原因。因

216、此是提高地层承压能力必须解决的另一个难点和重点。此是提高地层承压能力必须解决的另一个难点和重点。此是提高地层承压能力必须解决的另一个难点和重点。此是提高地层承压能力必须解决的另一个难点和重点。113. . . .提高这类地层承压能力（提高这类地层承压能力（提高这类地层承压能力（提高这类地层承压能力（P P P P破、破、破、破、P P P P承）的途径承）的途径承）的途径承）的途径 包含以下两项必要的内容。包含以下两项必要的内容。包含以下两项必要的内容。包含以下两项必要的内容。. . . .防止诱导裂缝产生、扩张防止诱导裂缝产生、扩张防止诱导裂缝产生、扩张防止诱导裂缝产生、扩张: : : :

217、A, A, A, A,提高泥浆抑制性，降低地层水化程度，提高井下地提高泥浆抑制性，降低地层水化程度，提高井下地提高泥浆抑制性，降低地层水化程度，提高井下地提高泥浆抑制性，降低地层水化程度，提高井下地层抗张强度，从而提高地层破裂压力（承压能力）。层抗张强度，从而提高地层破裂压力（承压能力）。层抗张强度，从而提高地层破裂压力（承压能力）。层抗张强度，从而提高地层破裂压力（承压能力）。 据研究资料表明：据研究资料表明：据研究资料表明：据研究资料表明：据研究资料表明：据研究资料表明：设在井深设在井深设在井深设在井深设在井深设在井深300030003000300030003000米井段的泥页岩；米井段的

218、泥页岩；米井段的泥页岩；米井段的泥页岩；米井段的泥页岩；米井段的泥页岩；若页岩不水化，则：若页岩不水化，则：若页岩不水化，则：若页岩不水化，则：若页岩不水化，则：若页岩不水化，则：P P P PP P坍坍坍坍坍坍( ( ( ( (密度密度密度密度密度密度)=0.63 )=0.63 )=0.63 )=0.63 )=0.63 )=0.63 P P P PP P破破破破破破=2.53,=2.53,=2.53,=2.53,=2.53,=2.53,PPPPPP1.901.901.901.901.901.90若页岩水化若页岩水化若页岩水化若页岩水化若页岩水化若页岩水化 则：则：则：则：则：则： P P P

219、 PP P坍坍坍坍坍坍=1.06 =1.06 =1.06 =1.06 =1.06 =1.06 P P P PP P破破破破破破=1.46=1.46=1.46=1.46=1.46=1.46 PPPPPP0.400.400.400.400.400.40 B. B. B. B.提高泥浆对细微裂缝的即时（瞬间）、有效（提高泥浆对细微裂缝的即时（瞬间）、有效（提高泥浆对细微裂缝的即时（瞬间）、有效（提高泥浆对细微裂缝的即时（瞬间）、有效（K K K K0 0 0 0）封堵，阻止泥浆液相进入地层裂缝通道：阻止水力尖）封堵，阻止泥浆液相进入地层裂缝通道：阻止水力尖）封堵，阻止泥浆液相进入地层裂缝通道：阻止水

220、力尖）封堵，阻止泥浆液相进入地层裂缝通道：阻止水力尖劈作用的发生。劈作用的发生。劈作用的发生。劈作用的发生。 地层不被压裂地层不被压裂地层不被压裂地层不被压裂, , , ,则承压能力提高。则承压能力提高。则承压能力提高。则承压能力提高。 114 . . . .对钻遇的致漏裂缝对钻遇的致漏裂缝对钻遇的致漏裂缝对钻遇的致漏裂缝在漏失中立即成功封堵在漏失中立即成功封堵在漏失中立即成功封堵在漏失中立即成功封堵, , , ,且保证其不且保证其不且保证其不且保证其不再被诱导压裂而再次漏失再被诱导压裂而再次漏失再被诱导压裂而再次漏失再被诱导压裂而再次漏失。 致漏裂缝被封堵后致漏裂缝被封堵后致漏裂缝被封堵后致

221、漏裂缝被封堵后, , , ,若此若此若此若此“堵塞段堵塞段堵塞段堵塞段”的承压强度大于的承压强度大于的承压强度大于的承压强度大于P P P P泥泥泥泥P P P P地，且其渗透率地，且其渗透率地，且其渗透率地，且其渗透率K K K K0 0 0 0（即堵死），则泥浆不可能沿此裂缝再（即堵死），则泥浆不可能沿此裂缝再（即堵死），则泥浆不可能沿此裂缝再（即堵死），则泥浆不可能沿此裂缝再产生水力尖劈作用，即此裂缝不可能再扩大延伸（不再漏失，产生水力尖劈作用，即此裂缝不可能再扩大延伸（不再漏失，产生水力尖劈作用，即此裂缝不可能再扩大延伸（不再漏失，产生水力尖劈作用，即此裂缝不可能再扩大延伸（不再漏失，

222、且承压能力提高）。且承压能力提高）。且承压能力提高）。且承压能力提高）。 若此若此若此若此“堵塞段堵塞段堵塞段堵塞段”承压强度承压强度承压强度承压强度P P P P泥泥泥泥P P P P地，且地，且地，且地，且K K K K小到泥浆滤液小到泥浆滤液小到泥浆滤液小到泥浆滤液进入裂缝的速度小于沿缝面滤失速度，则水力尖劈作用也停进入裂缝的速度小于沿缝面滤失速度，则水力尖劈作用也停进入裂缝的速度小于沿缝面滤失速度，则水力尖劈作用也停进入裂缝的速度小于沿缝面滤失速度，则水力尖劈作用也停止，裂缝不再扩张、延伸，漏失停止，承压能力提高到现止，裂缝不再扩张、延伸，漏失停止，承压能力提高到现止，裂缝不再扩张、延

223、伸，漏失停止，承压能力提高到现止，裂缝不再扩张、延伸，漏失停止，承压能力提高到现P P P P泥。泥。泥。泥。115 . .综合分析：综合分析：综合分析：综合分析： A.A.A.A.其中其中其中其中是防止和减少诱导裂缝产生和扩大，是防止和减少诱导裂缝产生和扩大，是防止和减少诱导裂缝产生和扩大，是防止和减少诱导裂缝产生和扩大， 是对各类致漏裂缝封堵完成后的更高要求（封堵段抗压是对各类致漏裂缝封堵完成后的更高要求（封堵段抗压是对各类致漏裂缝封堵完成后的更高要求（封堵段抗压是对各类致漏裂缝封堵完成后的更高要求（封堵段抗压强度大于强度大于强度大于强度大于P,P,P,P,渗透率尽量小，最好为渗透率尽量小

224、，最好为渗透率尽量小，最好为渗透率尽量小，最好为0 0 0 0）。以防止它再）。以防止它再）。以防止它再）。以防止它再发生诱导性漏失。发生诱导性漏失。发生诱导性漏失。发生诱导性漏失。 B.B.B.B.然而要作到然而要作到然而要作到然而要作到、难度很大，现在技术还不过关，、难度很大，现在技术还不过关，、难度很大，现在技术还不过关，、难度很大，现在技术还不过关，还须进一步攻关研究。而要作到还须进一步攻关研究。而要作到还须进一步攻关研究。而要作到还须进一步攻关研究。而要作到 相对容易。相对容易。相对容易。相对容易。 C.C.C.C.分析发现：分析发现：分析发现：分析发现： 若若若若、作不到则诱导裂缝

225、必然产生和扩大，最后发、作不到则诱导裂缝必然产生和扩大，最后发、作不到则诱导裂缝必然产生和扩大，最后发、作不到则诱导裂缝必然产生和扩大，最后发展到致漏程度。即必然转化为展到致漏程度。即必然转化为展到致漏程度。即必然转化为展到致漏程度。即必然转化为。若。若。若。若能解决则整个问能解决则整个问能解决则整个问能解决则整个问题就都能解决。而且问题演变为题就都能解决。而且问题演变为题就都能解决。而且问题演变为题就都能解决。而且问题演变为的解决。的解决。的解决。的解决。 116 因此，解决这类问题的思路：因此，解决这类问题的思路：因此，解决这类问题的思路：因此，解决这类问题的思路： A. A. A. A.

226、 对天然致漏裂缝的对天然致漏裂缝的对天然致漏裂缝的对天然致漏裂缝的成功封堵成功封堵成功封堵成功封堵；对诱导产生和扩；对诱导产生和扩；对诱导产生和扩；对诱导产生和扩张到致漏宽度的诱导裂缝张到致漏宽度的诱导裂缝张到致漏宽度的诱导裂缝张到致漏宽度的诱导裂缝进行成功封堵；进行成功封堵；进行成功封堵；进行成功封堵； B.B.B.B.防止已堵裂缝的再次扩张和进一步扩大；防止已堵裂缝的再次扩张和进一步扩大；防止已堵裂缝的再次扩张和进一步扩大；防止已堵裂缝的再次扩张和进一步扩大； 即即即即迅速堵住各类迅速堵住各类迅速堵住各类迅速堵住各类( ( ( (天然和诱导天然和诱导天然和诱导天然和诱导) ) ) )致漏裂

227、缝而有效致漏裂缝而有效致漏裂缝而有效致漏裂缝而有效堵漏堵漏堵漏堵漏; ; ; ;同时使裂缝中的堵塞段的强度大于同时使裂缝中的堵塞段的强度大于同时使裂缝中的堵塞段的强度大于同时使裂缝中的堵塞段的强度大于P P P P泥泥泥泥PPPP地地地地, , , ,且其渗透率且其渗透率且其渗透率且其渗透率 0 0 0 0。 C.C.C.C.这些任务可以在钻井循环过程中解决这些任务可以在钻井循环过程中解决这些任务可以在钻井循环过程中解决这些任务可以在钻井循环过程中解决( ( ( (即随钻封即随钻封即随钻封即随钻封堵防漏堵防漏堵防漏堵防漏) ) ) )，也可在解决不了时仃钻堵漏。，也可在解决不了时仃钻堵漏。，也

228、可在解决不了时仃钻堵漏。，也可在解决不了时仃钻堵漏。117 其作用过程可简示如下：其作用过程可简示如下：其作用过程可简示如下：其作用过程可简示如下： 当钻遇致漏天然裂缝，泥浆在漏失中发生即堵当钻遇致漏天然裂缝，泥浆在漏失中发生即堵当钻遇致漏天然裂缝，泥浆在漏失中发生即堵当钻遇致漏天然裂缝，泥浆在漏失中发生即堵, , , ,立立立立即堵住漏失并防止它进一步扩大和恶化；即堵住漏失并防止它进一步扩大和恶化；即堵住漏失并防止它进一步扩大和恶化；即堵住漏失并防止它进一步扩大和恶化； 当钻遇非致漏天然裂缝或微裂缝时，在裂缝没有当钻遇非致漏天然裂缝或微裂缝时，在裂缝没有当钻遇非致漏天然裂缝或微裂缝时，在裂缝

229、没有当钻遇非致漏天然裂缝或微裂缝时，在裂缝没有被诱导发生和扩展到致漏宽度前不发生漏失，则此被诱导发生和扩展到致漏宽度前不发生漏失，则此被诱导发生和扩展到致漏宽度前不发生漏失，则此被诱导发生和扩展到致漏宽度前不发生漏失，则此时泥浆堵漏和防漏作用不表现。一旦诱导裂缝宽度时泥浆堵漏和防漏作用不表现。一旦诱导裂缝宽度时泥浆堵漏和防漏作用不表现。一旦诱导裂缝宽度时泥浆堵漏和防漏作用不表现。一旦诱导裂缝宽度发展达到致漏程度时泥浆即堵效能则立即发挥而起发展达到致漏程度时泥浆即堵效能则立即发挥而起发展达到致漏程度时泥浆即堵效能则立即发挥而起发展达到致漏程度时泥浆即堵效能则立即发挥而起到防漏作用。到防漏作用。到

230、防漏作用。到防漏作用。 若天然致漏裂缝过大，一钻遇就表现出有进无出若天然致漏裂缝过大，一钻遇就表现出有进无出若天然致漏裂缝过大，一钻遇就表现出有进无出若天然致漏裂缝过大，一钻遇就表现出有进无出的恶性漏失，则应转入停钻堵漏的恶性漏失，则应转入停钻堵漏的恶性漏失，则应转入停钻堵漏的恶性漏失，则应转入停钻堵漏118小结：小结：小结：小结： 1 1 1 1、地层承压能力低的根本原因有两个方面：、地层承压能力低的根本原因有两个方面：、地层承压能力低的根本原因有两个方面：、地层承压能力低的根本原因有两个方面： . . . .在此地层中存在大量可直接引起泥浆漏失的在此地层中存在大量可直接引起泥浆漏失的在此地

231、层中存在大量可直接引起泥浆漏失的在此地层中存在大量可直接引起泥浆漏失的“致漏裂缝致漏裂缝致漏裂缝致漏裂缝”； . . . .泥浆液柱压力（静十动）压裂地层产生诱导裂泥浆液柱压力（静十动）压裂地层产生诱导裂泥浆液柱压力（静十动）压裂地层产生诱导裂泥浆液柱压力（静十动）压裂地层产生诱导裂缝，并逐渐扩张到致漏宽度成为诱导缝，并逐渐扩张到致漏宽度成为诱导缝，并逐渐扩张到致漏宽度成为诱导缝，并逐渐扩张到致漏宽度成为诱导“致漏裂缝致漏裂缝致漏裂缝致漏裂缝”。 因此，只要即时堵住天然致漏裂缝并使其不再受泥因此，只要即时堵住天然致漏裂缝并使其不再受泥因此，只要即时堵住天然致漏裂缝并使其不再受泥因此，只要即时堵

232、住天然致漏裂缝并使其不再受泥浆柱压力的压裂作用而重新漏失和防止诱导裂缝的产生和浆柱压力的压裂作用而重新漏失和防止诱导裂缝的产生和浆柱压力的压裂作用而重新漏失和防止诱导裂缝的产生和浆柱压力的压裂作用而重新漏失和防止诱导裂缝的产生和扩大就可有效提高地层承压能力。扩大就可有效提高地层承压能力。扩大就可有效提高地层承压能力。扩大就可有效提高地层承压能力。 2 2 2 2、在一定条件下，、在一定条件下，、在一定条件下，、在一定条件下，“封裂即堵堵漏技术封裂即堵堵漏技术封裂即堵堵漏技术封裂即堵堵漏技术”可以有效可以有效可以有效可以有效堵住天然致漏裂和诱导产生并扩张到致漏宽度的诱导致漏堵住天然致漏裂和诱导产

233、生并扩张到致漏宽度的诱导致漏堵住天然致漏裂和诱导产生并扩张到致漏宽度的诱导致漏堵住天然致漏裂和诱导产生并扩张到致漏宽度的诱导致漏裂缝，并使它们不会受泥浆柱压力的压裂作用而再次漏失。裂缝，并使它们不会受泥浆柱压力的压裂作用而再次漏失。裂缝，并使它们不会受泥浆柱压力的压裂作用而再次漏失。裂缝，并使它们不会受泥浆柱压力的压裂作用而再次漏失。所以可以起到提高地层承压能力的作用。所以可以起到提高地层承压能力的作用。所以可以起到提高地层承压能力的作用。所以可以起到提高地层承压能力的作用。119 3 3 3 3、因此，这类地层承压能力的提高本质上是对、因此，这类地层承压能力的提高本质上是对、因此，这类地层承

234、压能力的提高本质上是对、因此，这类地层承压能力的提高本质上是对裂缝的及时充填封堵，裂缝的及时充填封堵，裂缝的及时充填封堵，裂缝的及时充填封堵，即各类桥塞粒子必须进入裂即各类桥塞粒子必须进入裂即各类桥塞粒子必须进入裂即各类桥塞粒子必须进入裂缝并在其中架桥后逐级充填直致将此裂缝完全缝并在其中架桥后逐级充填直致将此裂缝完全缝并在其中架桥后逐级充填直致将此裂缝完全缝并在其中架桥后逐级充填直致将此裂缝完全“填填填填死死死死”，所形成的，所形成的，所形成的，所形成的“填塞段填塞段填塞段填塞段”具有很高的抗压强度和具有很高的抗压强度和具有很高的抗压强度和具有很高的抗压强度和很低的很低的很低的很低的(0)(0

235、)(0)(0)渗透率。渗透率。渗透率。渗透率。 而只要选择好与地层各级致漏裂缝相匹配的刚性而只要选择好与地层各级致漏裂缝相匹配的刚性而只要选择好与地层各级致漏裂缝相匹配的刚性而只要选择好与地层各级致漏裂缝相匹配的刚性架桥粒子系列和与之相匹配的填充粒子系列，并具架桥粒子系列和与之相匹配的填充粒子系列，并具架桥粒子系列和与之相匹配的填充粒子系列，并具架桥粒子系列和与之相匹配的填充粒子系列，并具有必要的浓度，保持必要的正压差，防止压力激动，有必要的浓度，保持必要的正压差，防止压力激动，有必要的浓度，保持必要的正压差，防止压力激动，有必要的浓度，保持必要的正压差，防止压力激动，控制泥浆拚入速度，注意搅

236、拌泥浆控制泥浆拚入速度，注意搅拌泥浆控制泥浆拚入速度，注意搅拌泥浆控制泥浆拚入速度，注意搅拌泥浆。就可能实现。就可能实现。就可能实现。就可能实现 “封缝即堵技术封缝即堵技术封缝即堵技术封缝即堵技术” ” ” ” 。 而在井壁裂缝入口处的各种沉积封堵，虽看来好而在井壁裂缝入口处的各种沉积封堵，虽看来好而在井壁裂缝入口处的各种沉积封堵，虽看来好而在井壁裂缝入口处的各种沉积封堵，虽看来好象也能堵漏象也能堵漏象也能堵漏象也能堵漏, , , ,却不能起到这种作用。却不能起到这种作用。却不能起到这种作用。却不能起到这种作用。120 5 5、随钻封缝即堵技术可能解决、随钻封缝即堵技术可能解决1mm1mm以下

237、天然以下天然致漏裂缝的漏失和提高地层的承压能力问题。致漏裂缝的漏失和提高地层的承压能力问题。但地层有大于但地层有大于1mm1mm的天然致漏裂缝的天然致漏裂缝, ,就必须用就必须用仃钻封缝即堵技术来堵漏和提高地层的承压仃钻封缝即堵技术来堵漏和提高地层的承压能力能力, , 仃钻进行封缝即堵技术可能解决仃钻进行封缝即堵技术可能解决10mm10mm左左右天然致漏裂缝的漏失和提高地层的承压能右天然致漏裂缝的漏失和提高地层的承压能力问题。大于力问题。大于10mm10mm裂缝的漏失以采用对讨大裂缝的漏失以采用对讨大裂缝的恶性漏失技术。裂缝的恶性漏失技术。121 6 6 6 6、若、若、若、若“特种凝胶系列堵

238、漏技术特种凝胶系列堵漏技术特种凝胶系列堵漏技术特种凝胶系列堵漏技术”能有效解决较大能有效解决较大能有效解决较大能有效解决较大裂缝恶性漏失的堵漏问题而裂缝恶性漏失的堵漏问题而裂缝恶性漏失的堵漏问题而裂缝恶性漏失的堵漏问题而“封缝即堵技术封缝即堵技术封缝即堵技术封缝即堵技术”能有能有能有能有效提高低承压地层的承压能力。则我们就有可能为效提高低承压地层的承压能力。则我们就有可能为效提高低承压地层的承压能力。则我们就有可能为效提高低承压地层的承压能力。则我们就有可能为解决这个重大技术难题提供一种可用的技术手段。解决这个重大技术难题提供一种可用的技术手段。解决这个重大技术难题提供一种可用的技术手段。解决

239、这个重大技术难题提供一种可用的技术手段。 7.7.7.7.降低地层坍塌压力降低地层坍塌压力降低地层坍塌压力降低地层坍塌压力, , , ,从而扩大安全密度窗口从而扩大安全密度窗口从而扩大安全密度窗口从而扩大安全密度窗口: : : :降降降降低地层坍塌压力的相关内容见低地层坍塌压力的相关内容见低地层坍塌压力的相关内容见低地层坍塌压力的相关内容见“井壁稳定井壁稳定井壁稳定井壁稳定”。 综上所述可为解决窄或负安全密度窗口的安全综上所述可为解决窄或负安全密度窗口的安全综上所述可为解决窄或负安全密度窗口的安全综上所述可为解决窄或负安全密度窗口的安全钻井问题，提供一种有效实用的技术手段。钻井问题，提供一种有

240、效实用的技术手段。钻井问题，提供一种有效实用的技术手段。钻井问题，提供一种有效实用的技术手段。122现场应用实例现场应用实例现场应用实例现场应用实例迪那区块下第三系严重漏失：迪那区块下第三系严重漏失：迪那区块下第三系严重漏失：迪那区块下第三系严重漏失：属于深井（属于深井（属于深井（属于深井（45005500M45005500M45005500M45005500M）、重泥浆（）、重泥浆（）、重泥浆（）、重泥浆（2.202.502.202.502.202.502.202.50）全）全）全）全( ( ( (长长长长) ) ) )井段溢、漏同时井段溢、漏同时井段溢、漏同时井段溢、漏同时存在的低承压地层

241、的多点漏失。存在的低承压地层的多点漏失。存在的低承压地层的多点漏失。存在的低承压地层的多点漏失。 综合分析可以认为：综合分析可以认为：综合分析可以认为：综合分析可以认为：uu地层各处分布有宽度大于地层各处分布有宽度大于地层各处分布有宽度大于地层各处分布有宽度大于1mm1mm1mm1mm可直接引起泥浆漏失的天然垂直裂缝（称可直接引起泥浆漏失的天然垂直裂缝（称可直接引起泥浆漏失的天然垂直裂缝（称可直接引起泥浆漏失的天然垂直裂缝（称为致漏裂缝）、但为数不多，所以这部份漏失不严重。为致漏裂缝）、但为数不多，所以这部份漏失不严重。为致漏裂缝）、但为数不多，所以这部份漏失不严重。为致漏裂缝）、但为数不多，

242、所以这部份漏失不严重。uu地层各处分布有大量小于地层各处分布有大量小于地层各处分布有大量小于地层各处分布有大量小于0.1mm0.1mm0.1mm0.1mm的天然裂缝，虽然在钻迂它们时不能直的天然裂缝，虽然在钻迂它们时不能直的天然裂缝，虽然在钻迂它们时不能直的天然裂缝，虽然在钻迂它们时不能直接引发漏失，但在正压差作用下泥浆液相进入地层，在泥浆柱高压力的接引发漏失，但在正压差作用下泥浆液相进入地层，在泥浆柱高压力的接引发漏失，但在正压差作用下泥浆液相进入地层，在泥浆柱高压力的接引发漏失，但在正压差作用下泥浆液相进入地层，在泥浆柱高压力的作用下对地层产生水力尖劈作用而使裂缝开启、扩大作用下对地层产生

243、水力尖劈作用而使裂缝开启、扩大作用下对地层产生水力尖劈作用而使裂缝开启、扩大作用下对地层产生水力尖劈作用而使裂缝开启、扩大到致漏程度而到致漏程度而到致漏程度而到致漏程度而产生漏失；产生漏失；产生漏失；产生漏失；123uu若泥浆密度低于漏失压力虽可不漏若泥浆密度低于漏失压力虽可不漏若泥浆密度低于漏失压力虽可不漏若泥浆密度低于漏失压力虽可不漏, , , ,但由于其安全密度窗口太小甚致为但由于其安全密度窗口太小甚致为但由于其安全密度窗口太小甚致为但由于其安全密度窗口太小甚致为0 0 0 0、则必然、则必然、则必然、则必然或很容易低于地层流体压力而出现溢流、井涌、井喷；或漏、溢交替出现。或很容易低于地

244、层流体压力而出现溢流、井涌、井喷；或漏、溢交替出现。或很容易低于地层流体压力而出现溢流、井涌、井喷；或漏、溢交替出现。或很容易低于地层流体压力而出现溢流、井涌、井喷；或漏、溢交替出现。( ( ( (例例例例如迪那如迪那如迪那如迪那2-22-22-22-2井该井该井该井该井段约井段约井段约井段约400400400400米井漏、溢流次，损失泥浆米井漏、溢流次，损失泥浆米井漏、溢流次，损失泥浆米井漏、溢流次，损失泥浆1813.15 221813.15 221813.15 221813.15 22方方方方) ) ) )uu若泥浆密度足以压住油、气、盐水层若泥浆密度足以压住油、气、盐水层若泥浆密度足以压

245、住油、气、盐水层若泥浆密度足以压住油、气、盐水层, , , ,则必然或很容易超过地层的破裂压力、则必然或很容易超过地层的破裂压力、则必然或很容易超过地层的破裂压力、则必然或很容易超过地层的破裂压力、( ( ( (承承承承压能力、漏失压力压能力、漏失压力压能力、漏失压力压能力、漏失压力) ) ) )，则表现出以下漏失特点：，则表现出以下漏失特点：，则表现出以下漏失特点：，则表现出以下漏失特点： 随钻随漏、迂漏必堵随钻随漏、迂漏必堵随钻随漏、迂漏必堵随钻随漏、迂漏必堵; ; ; ; 堵完再钻、再钻再漏、再漏再堵；堵完又钻、又钻堵完再钻、再钻再漏、再漏再堵；堵完又钻、又钻堵完再钻、再钻再漏、再漏再堵

246、；堵完又钻、又钻堵完再钻、再钻再漏、再漏再堵；堵完又钻、又钻再漏、又漏再堵再漏、又漏再堵再漏、又漏再堵再漏、又漏再堵; ; ; ;再钻又漏再钻又漏再钻又漏再钻又漏一直循环往复直致结束。表现为全井段（整个地一直循环往复直致结束。表现为全井段（整个地一直循环往复直致结束。表现为全井段（整个地一直循环往复直致结束。表现为全井段（整个地层）漏点多、位置不定、漏失频繁；（这种反复漏失主要是由随钻井进尺而不断层）漏点多、位置不定、漏失频繁；（这种反复漏失主要是由随钻井进尺而不断层）漏点多、位置不定、漏失频繁；（这种反复漏失主要是由随钻井进尺而不断层）漏点多、位置不定、漏失频繁；（这种反复漏失主要是由随钻井

247、进尺而不断钻迂的新漏点所致）。钻迂的新漏点所致）。钻迂的新漏点所致）。钻迂的新漏点所致）。 完钻固井前必须再较大提高地层承压能力完钻固井前必须再较大提高地层承压能力完钻固井前必须再较大提高地层承压能力完钻固井前必须再较大提高地层承压能力(6-10MPa)(6-10MPa)(6-10MPa)(6-10MPa)； 安全隐患大、极易诱发更多的井下复杂和更大的井下事故，难以继续钻安全隐患大、极易诱发更多的井下复杂和更大的井下事故，难以继续钻安全隐患大、极易诱发更多的井下复杂和更大的井下事故，难以继续钻安全隐患大、极易诱发更多的井下复杂和更大的井下事故，难以继续钻进，甚致使井报废。进，甚致使井报废。进，

248、甚致使井报废。进，甚致使井报废。124 高密度井漏控制技术研究项目高密度井漏控制技术研究项目20072007年首次在迪那年首次在迪那2-42-4井进行了现场试井进行了现场试验，获得初步成功。全井基本以随钻堵漏为主，仅进行过验，获得初步成功。全井基本以随钻堵漏为主，仅进行过1 1次停钻堵漏，次停钻堵漏，承压堵漏也一次成功，全井漏失量是迪那地区平均漏失量的一半左右。承压堵漏也一次成功，全井漏失量是迪那地区平均漏失量的一半左右。 此项技术还有待进一步研究和实验。此项技术还有待进一步研究和实验。 迪那地区各井漏失对比迪那地区各井漏失对比序号序号井号井号井深井深漏失量漏失量停钻堵停钻堵漏次数漏次数承压堵

249、承压堵漏次数漏次数备注备注1 1DN2-4DN2-450715071580.8580.81 11 1承压堵漏为最后一开承压次数承压堵漏为最后一开承压次数2 2DN2-2DN2-251925192126912696 66 64 4DN2-5DN2-5508250821127112710103 3总漏失量中未包括承压堵漏漏总漏失量中未包括承压堵漏漏失量失量5 5DN2-B1DN2-B15248524818421842资料来源：塔里资料来源：塔里资料来源：塔里资料来源：塔里木木木木2007200720072007年钻井工作总结年钻井工作总结年钻井工作总结年钻井工作总结125 以上问题在本质上是井眼地

250、层破裂压力以上问题在本质上是井眼地层破裂压力以上问题在本质上是井眼地层破裂压力以上问题在本质上是井眼地层破裂压力P P P P破破破破(P(P(P(P漏、漏、漏、漏、P P P P承承承承) ) ) )、地层流体压力地层流体压力地层流体压力地层流体压力P P P P地、地层坍塌压力地、地层坍塌压力地、地层坍塌压力地、地层坍塌压力P P P P塌塌塌塌 ( ( ( (常称为三个压力剖面常称为三个压力剖面常称为三个压力剖面常称为三个压力剖面) ) ) )与井内泥浆柱压力与井内泥浆柱压力与井内泥浆柱压力与井内泥浆柱压力P P P P泥泥泥泥( ( ( (静动静动静动静动) ) ) )之间的合理关系。

251、之间的合理关系。之间的合理关系。之间的合理关系。 1 1 1 1、三个压力剖面与井内泥浆柱压力、三个压力剖面与井内泥浆柱压力、三个压力剖面与井内泥浆柱压力、三个压力剖面与井内泥浆柱压力P P P P泥泥泥泥( ( ( (静动静动静动静动) ) ) )予测予测予测予测; ; ; ; 2 2 2 2、三个压力剖面与井内泥浆柱压力、三个压力剖面与井内泥浆柱压力、三个压力剖面与井内泥浆柱压力、三个压力剖面与井内泥浆柱压力P P P P泥泥泥泥( ( ( (静动静动静动静动) ) ) )随钻实时随钻实时随钻实时随钻实时测定测定测定测定; ; ; ; 3 3 3 3、调整井内泥浆柱压力、调整井内泥浆柱压力

252、、调整井内泥浆柱压力、调整井内泥浆柱压力P P P P泥泥泥泥( ( ( (静动静动静动静动) ) ) )以满足三个压力剖面以满足三个压力剖面以满足三个压力剖面以满足三个压力剖面对井下安全的需要对井下安全的需要对井下安全的需要对井下安全的需要; ; ; ; 4 4 4 4、调整三个压力剖面、调整三个压力剖面、调整三个压力剖面、调整三个压力剖面( ( ( (提高提高提高提高P P P P破破破破(P(P(P(P漏、漏、漏、漏、P P P P承承承承).).).).降低降低降低降低P P P P地、地、地、地、 P P P P塌塌塌塌 );););); 5 5 5 5、3 3 3 3和和和和4 4

253、 4 4的综合应用。的综合应用。的综合应用。的综合应用。126五、高压、高产、高含硫五、高压、高产、高含硫气田安全钻井的几个问题气田安全钻井的几个问题高压、高产、高含硫气田安全钻井的几个问题高压、高产、高含硫气田安全钻井的几个问题高压、高产、高含硫气田安全钻井的几个问题 安全开发高压、高产、高含硫气田的各个主要环节：安全开发高压、高产、高含硫气田的各个主要环节：安全开发高压、高产、高含硫气田的各个主要环节：安全开发高压、高产、高含硫气田的各个主要环节：钻井、固（完井）、测试、试采、采气、集输、脱硫。钻井、固（完井）、测试、试采、采气、集输、脱硫。钻井、固（完井）、测试、试采、采气、集输、脱硫。

254、钻井、固（完井）、测试、试采、采气、集输、脱硫。 其中高压、高产、高含硫气田的安全钻井、完井、修其中高压、高产、高含硫气田的安全钻井、完井、修其中高压、高产、高含硫气田的安全钻井、完井、修其中高压、高产、高含硫气田的安全钻井、完井、修井问题井问题井问题井问题, , , ,是所有环节中最为危险和最有可能引起大量泄漏以是所有环节中最为危险和最有可能引起大量泄漏以是所有环节中最为危险和最有可能引起大量泄漏以是所有环节中最为危险和最有可能引起大量泄漏以及问题最多的环节。及问题最多的环节。及问题最多的环节。及问题最多的环节。 钻钻钻钻( ( ( (固固固固) ) ) )井的目的是打开含井的目的是打开含井

255、的目的是打开含井的目的是打开含H2SH2SH2SH2S气层，形成将它释放出来气层，形成将它释放出来气层，形成将它释放出来气层，形成将它释放出来的条件，建立高压气流释放的通道。而修井的目的是保持的条件，建立高压气流释放的通道。而修井的目的是保持的条件，建立高压气流释放的通道。而修井的目的是保持的条件，建立高压气流释放的通道。而修井的目的是保持和维护这种通道，但又必须同时作到不能允许气体窜入井和维护这种通道，但又必须同时作到不能允许气体窜入井和维护这种通道，但又必须同时作到不能允许气体窜入井和维护这种通道，但又必须同时作到不能允许气体窜入井筒，上返至井口，泄漏在大气中（特别是不能允许发生井筒，上返

256、至井口，泄漏在大气中（特别是不能允许发生井筒，上返至井口，泄漏在大气中（特别是不能允许发生井筒，上返至井口，泄漏在大气中（特别是不能允许发生井喷）以及发生气侵、溢流井喷后，能迅速有效安全的压井喷）以及发生气侵、溢流井喷后，能迅速有效安全的压井喷）以及发生气侵、溢流井喷后，能迅速有效安全的压井喷）以及发生气侵、溢流井喷后，能迅速有效安全的压井抢险。及消除抢险。及消除抢险。及消除抢险。及消除H H H H2 2 2 2S S S S的危害。高压、高产使之激剧恶化的危害。高压、高产使之激剧恶化的危害。高压、高产使之激剧恶化的危害。高压、高产使之激剧恶化128 .主要技术难题：主要技术难题： 1.技术

257、难题产生的根源技术难题产生的根源 高压、高产、高含硫气田钻井、开发的难度高压、高产、高含硫气田钻井、开发的难度来源于高压、来源于高压、高产天然气井钻井、开发的难度与高浓度高产天然气井钻井、开发的难度与高浓度H2SH2S带来的危害的带来的危害的综合结果综合结果; ; 高温高温高温高温( ( ( (深井深井深井深井) ) ) )、高压、高产高含硫气田安全开发较之于、高压、高产高含硫气田安全开发较之于、高压、高产高含硫气田安全开发较之于、高压、高产高含硫气田安全开发较之于高温高温高温高温( ( ( (深井深井深井深井) ) ) )、高压、高产气田特殊的问题：、高压、高产气田特殊的问题：、高压、高产气

258、田特殊的问题：、高压、高产气田特殊的问题：从本质上讲是由从本质上讲是由从本质上讲是由从本质上讲是由高含高含高含高含H H H H2 2 2 2S S S S引起的引起的引起的引起的(CO2(CO2(CO2(CO2使之加剧使之加剧使之加剧使之加剧) ) ) )。而高温。而高温。而高温。而高温( ( ( (深井深井深井深井) ) ) )、高压、高产、高压、高产、高压、高产、高压、高产大大增加了它的难度。大大增加了它的难度。大大增加了它的难度。大大增加了它的难度。 它集中表现为：极强的毒性、特殊而强烈的腐蚀、超它集中表现为：极强的毒性、特殊而强烈的腐蚀、超它集中表现为：极强的毒性、特殊而强烈的腐蚀、

259、超它集中表现为：极强的毒性、特殊而强烈的腐蚀、超临界态及其变化所带来的难题。临界态及其变化所带来的难题。临界态及其变化所带来的难题。临界态及其变化所带来的难题。129由于由于由于由于由于由于 H2SH2SH2SH2SH2SH2S对生物的剧烈毒性和爆炸性，对生物的剧烈毒性和爆炸性，对生物的剧烈毒性和爆炸性，对生物的剧烈毒性和爆炸性，对生物的剧烈毒性和爆炸性，对生物的剧烈毒性和爆炸性， 必须能有效必须能有效必须能有效必须能有效必须能有效必须能有效防止防止防止防止防止防止H H H H H H2 2 2 22 2S S S S S S的泄漏对的泄漏对的泄漏对的泄漏对的泄漏对的泄漏对人民生命的伤害，人

260、民生命的伤害，人民生命的伤害，人民生命的伤害，人民生命的伤害，人民生命的伤害，对动、植对动、植对动、植对动、植对动、植对动、植 物的伤害以及对环境等灾难性的伤害物的伤害以及对环境等灾难性的伤害物的伤害以及对环境等灾难性的伤害物的伤害以及对环境等灾难性的伤害物的伤害以及对环境等灾难性的伤害物的伤害以及对环境等灾难性的伤害; ; ; ; ; ; 必须对泄漏必须对泄漏必须对泄漏必须对泄漏必须对泄漏必须对泄漏( ( ( ( ( (特别是井喷特别是井喷特别是井喷特别是井喷特别是井喷特别是井喷) ) ) ) ) )能有效控制和处理能有效控制和处理能有效控制和处理能有效控制和处理能有效控制和处理能有效控制和

261、处理( ( ( ( ( (抢险抢险抢险抢险抢险抢险) ) ) ) ) )： 必须要有对万一发生泄漏必须要有对万一发生泄漏必须要有对万一发生泄漏必须要有对万一发生泄漏必须要有对万一发生泄漏必须要有对万一发生泄漏( ( ( ( ( (特别是井喷特别是井喷特别是井喷特别是井喷特别是井喷特别是井喷) ) ) ) ) )的检测、的检测、的检测、的检测、的检测、的检测、预警及其对人、生物、环境伤害防止的应急体系及预警及其对人、生物、环境伤害防止的应急体系及预警及其对人、生物、环境伤害防止的应急体系及预警及其对人、生物、环境伤害防止的应急体系及预警及其对人、生物、环境伤害防止的应急体系及预警及其对人、生物、

262、环境伤害防止的应急体系及处置、挽救、减轻、消除的有效办法处置、挽救、减轻、消除的有效办法处置、挽救、减轻、消除的有效办法处置、挽救、减轻、消除的有效办法处置、挽救、减轻、消除的有效办法处置、挽救、减轻、消除的有效办法130 由由由由于于于于H H H H2 2 2 2S S S S对对对对钢钢钢钢材材材材、设设设设备备备备、水水水水泥泥泥泥等等等等的的的的剧剧剧剧烈烈烈烈腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀作作作作用用用用，（特特特特别别别别在在在在有有有有水水水水、有有有有COCOCOCO2 2 2 2、有有有有卤卤卤卤化化化化物物物物存存存存在在在在，及及及及H H H H2 2 2 2S S S S在在在在

263、井井井井下下下下的的的的存存存存在在在在特特特特殊殊殊殊状状状状态态态态的的的的情情情情况况况况下下下下），为为为为有有有有效效效效防防防防止止止止H H H H2 2 2 2S S S S在在在在钻钻钻钻井井井井、固固固固井井井井、测测测测试试试试、生生生生产产产产、集集集集输输输输过过过过程程程程中中中中的的的的泄泄泄泄漏漏漏漏带带带带来来来来重重重重大大大大困难及问题。困难及问题。困难及问题。困难及问题。 由由由由于于于于高高高高含含含含量量量量H H H H2 2 2 2S S S S的的的的在在在在井井井井下下下下和和和和井井井井筒筒筒筒、地地地地面面面面管管管管道道道道中中中中不不

264、不不同同同同T T T T、P P P P的的的的相相相相态态态态转转转转变变变变：（由由由由超超超超临临临临界界界界态态态态转转转转化化化化为为为为正正正正常常常常气气气气态态态态过过过过程程程程及及及及可可可可能能能能伴伴伴伴随随随随的的的的硫硫硫硫沉沉沉沉积积积积）给给给给钻钻钻钻采采采采工工工工艺艺艺艺带带带带来来来来的的的的问问问问题题题题以以以以及及及及它它它它们们们们对对对对防防防防止止止止H2SH2SH2SH2S泄泄泄泄漏漏漏漏的的的的危危危危害害害害。特特特特别别别别是是是是在在在在川川川川渝渝渝渝地地地地区区区区、深深深深层、复杂地层条件更为突出。层、复杂地层条件更为突出。

265、层、复杂地层条件更为突出。层、复杂地层条件更为突出。1312. 2.钻完井中主要难题的具体表现钻完井中主要难题的具体表现钻完井中主要难题的具体表现钻完井中主要难题的具体表现 1 1 1 1、油菅、套菅、钻具、油菅、套菅、钻具、油菅、套菅、钻具、油菅、套菅、钻具选用抗硫钢材选用抗硫钢材选用抗硫钢材选用抗硫钢材, , , ,及选用标准；及选用标准；及选用标准；及选用标准； 2 2 2 2. . . .高含硫气井井身结构设计及完井管柱设计及井口装置。高含硫气井井身结构设计及完井管柱设计及井口装置。高含硫气井井身结构设计及完井管柱设计及井口装置。高含硫气井井身结构设计及完井管柱设计及井口装置。 3.3

266、.3.3.现有井控理论与技术不能适应这类气井钻井井控要求现有井控理论与技术不能适应这类气井钻井井控要求现有井控理论与技术不能适应这类气井钻井井控要求现有井控理论与技术不能适应这类气井钻井井控要求 4.4.4.4.喷喷喷喷漏（特别是恶性漏失）同层，且安全密度窗口很窄（漏（特别是恶性漏失）同层，且安全密度窗口很窄（漏（特别是恶性漏失）同层，且安全密度窗口很窄（漏（特别是恶性漏失）同层，且安全密度窗口很窄（0 0 0 0或负）的技术难题还未完全解决，则使井涌、井喷或负）的技术难题还未完全解决，则使井涌、井喷或负）的技术难题还未完全解决，则使井涌、井喷或负）的技术难题还未完全解决，则使井涌、井喷, ,

267、 , ,也使压也使压也使压也使压井抡险十分困难。井抡险十分困难。井抡险十分困难。井抡险十分困难。 5.5.5.5.复杂的腐蚀作用带来难题：复杂的腐蚀作用带来难题：复杂的腐蚀作用带来难题：复杂的腐蚀作用带来难题： 6.6.6.6.高温深井、高压、高产、高含高温深井、高压、高产、高含高温深井、高压、高产、高含高温深井、高压、高产、高含H2SH2SH2SH2S及及及及CO2CO2CO2CO2气井的固井质量。气井的固井质量。气井的固井质量。气井的固井质量。 7.7.7.7.井喷应急抡险体系井喷应急抡险体系井喷应急抡险体系井喷应急抡险体系( ( ( (技术、材料、装备与组织技术、材料、装备与组织技术、材

268、料、装备与组织技术、材料、装备与组织)。 8 8 8 8、形成井场、形成井场、形成井场、形成井场H2SH2SH2SH2S监测、予警、处理体系。监测、予警、处理体系。监测、予警、处理体系。监测、予警、处理体系。 132. . . .解决解决解决解决钻完井中主要难题的技术路钻完井中主要难题的技术路钻完井中主要难题的技术路钻完井中主要难题的技术路线和研究内容线和研究内容线和研究内容线和研究内容133 必须选用耐必须选用耐H2S的腐蚀的的腐蚀的油、套管材料油、套管材料1. 1.解决解决解决解决HH2 2S S的腐蚀作用的腐蚀作用的腐蚀作用的腐蚀作用, ,消除所带来的风险消除所带来的风险消除所带来的风险

269、消除所带来的风险134 油管、套管设计与检验应考虑材料环境断裂行为及相应油管、套管设计与检验应考虑材料环境断裂行为及相应安全系数安全系数 执行执行执行执行ISO 10400ISO 10400ISO 10400ISO 10400标准，标准，标准，标准， ISO 15156ISO 15156ISO 15156ISO 15156将取代将取代将取代将取代API5C3API5C3API5C3API5C3标准，标准，标准，标准， 上述标准引入了断裂力学设计方法及相应的内压強度上述标准引入了断裂力学设计方法及相应的内压強度上述标准引入了断裂力学设计方法及相应的内压強度上述标准引入了断裂力学设计方法及相应的内

270、压強度标准。标准。标准。标准。例如：例如：例如：例如：考虑硫化氢环境断裂，设计安全系数应在考虑硫化氢环境断裂，设计安全系数应在考虑硫化氢环境断裂，设计安全系数应在考虑硫化氢环境断裂，设计安全系数应在临界应力百分比（临界应力百分比（临界应力百分比（临界应力百分比（80 - 85%80 - 85%）基础上计算。）基础上计算。）基础上计算。）基础上计算。 抗内压強度在裂纹检测小于壁厚的抗内压強度在裂纹检测小于壁厚的抗内压強度在裂纹检测小于壁厚的抗内压強度在裂纹检测小于壁厚的5%5%时用韧性断裂公时用韧性断裂公时用韧性断裂公时用韧性断裂公式式式式; ;裂纹小于壁厚裂纹小于壁厚裂纹小于壁厚裂纹小于壁厚5

271、%- 12.5%5%- 12.5%时用裂纹扩展破裂模型，它时用裂纹扩展破裂模型，它时用裂纹扩展破裂模型，它时用裂纹扩展破裂模型，它们由断裂力学方法分别给出。油田和厂家都未细到此标们由断裂力学方法分别给出。油田和厂家都未细到此标们由断裂力学方法分别给出。油田和厂家都未细到此标们由断裂力学方法分别给出。油田和厂家都未细到此标准。准。准。准。 135 . . . .抗硫材质还必须消除复杂腐蚀作用带来的难题：抗硫材质还必须消除复杂腐蚀作用带来的难题：抗硫材质还必须消除复杂腐蚀作用带来的难题：抗硫材质还必须消除复杂腐蚀作用带来的难题： .H.H.H.H2 2 2 2S S S S、COCOCOCO2 2

272、 2 2盐盐盐盐水水水水共共共共存存存存的的的的综综综综合合合合腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀作作作作用用用用很很很很难难难难防防防防止止止止。抗抗抗抗硫硫硫硫材材材材料料料料只只只只能能能能解解解解决决决决H H H H2 2 2 2S S S S的的的的氢氢氢氢脆脆脆脆腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，而而而而不不不不能能能能解解解解决决决决电电电电化化化化腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀问问问问题题题题. . . .因因因因此此此此此此此此时时时时选选选选择择择择的的的的抗抗抗抗硫硫硫硫材材材材质质质质不不不不能能能能完完完完全全全全解解解解决决决决有有有有COCOCOCO2 2 2 2盐盐盐盐水水水水共共共共存存存存的的的的综综综

273、综合合合合腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀问问问问题题题题，而而而而往往往往往往往往这这这这种种种种腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀十十十十分分分分激激激激烈烈烈烈。因因因因此防腐技术必须针对性的开展。此防腐技术必须针对性的开展。此防腐技术必须针对性的开展。此防腐技术必须针对性的开展。 . . . .高高高高压压压压、防防防防H H H H2 2 2 2S S S S井井井井口口口口装装装装置置置置及及及及地地地地面面面面高高高高压压压压防防防防H H H H2 2 2 2S S S S管管管管汇汇汇汇及及及及设设设设备备备备的的的的选择选择选择选择 1362. 2.高含硫气井井身结构设计高含硫气井井身结构设计按按ISO10

274、400ISO10400标标准准和和ISO15156ISO15156及及H H2 2S S、COCO2 2临临界界态态及及超超临临界界态态下下使使用用 级要求，选择适当的抗硫管材。级要求，选择适当的抗硫管材。选选用用保保证证密密封封完完整整性性的的螺螺纹纹, ,螺螺纹纹密密密密封封封封处处处处同同同同时时时时存存存存在在在在多多多多种种种种类类类类型型型型腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀( (流流流流场场场场和和和和相相相相变变变变诱诱诱诱导导导导腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀、应应应应力力力力腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀、缝缝缝缝隙隙隙隙腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，电电电电偶偶偶偶腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀) )而而而而失失失失效效效效。选选选选用气密封

275、扣用气密封扣用气密封扣用气密封扣. . . . 油层套管不宜带分级箍油层套管不宜带分级箍, ,分级箍抗内压強度和密封性远低于套管，分级箍抗内压強度和密封性远低于套管，分级箍抗内压強度和密封性远低于套管，分级箍抗内压強度和密封性远低于套管，在多数情况下，分级箍外水泥环质量差，或形不成水泥石。应采在多数情况下，分级箍外水泥环质量差，或形不成水泥石。应采在多数情况下，分级箍外水泥环质量差，或形不成水泥石。应采在多数情况下，分级箍外水泥环质量差，或形不成水泥石。应采用套管回接技术。用套管回接技术。用套管回接技术。用套管回接技术。. .尽量避免或减少漏尽量避免或减少漏喷同层及窄安全密度窗口的出现，并建立

276、相喷同层及窄安全密度窗口的出现，并建立相依的补救办法。依的补救办法。、考虑高产因素。、考虑高产因素。、考虑高产因素。、考虑高产因素。137. .硫化氢井常用井身结构硫化氢井常用井身结构硫化氢井常用井身结构硫化氢井常用井身结构 改改改改进进进进井井井井身身身身结结结结构构构构设设设设计计计计是是是是降降降降低低低低应应应应力力力力水水水水平平平平最最最最有有有有效效效效的的的的方方方方法法法法，降降降降低低低低应应应应力力力力水水水水平平平平有有有有三种方案：三种方案：三种方案：三种方案：第一种：套管回接。第一种：套管回接。第一种：套管回接。第一种：套管回接。 在在在在深深深深井井井井中中中中一

277、一一一次次次次性性性性地地地地下下下下入入入入套套套套管管管管柱柱柱柱，特特特特别别别别是是是是油油油油层层层层套套套套管管管管，必必必必然然然然会会会会遇遇遇遇到到到到井井井井口口口口部部部部分分分分轴轴轴轴向向向向拉拉拉拉力力力力大大大大，需需需需要要要要用用用用高高高高钢钢钢钢级级级级套套套套管管管管。但但但但在在在在酸酸酸酸性性性性环环环环境境境境，又又又又不不不不允允允允许许许许使使使使用用用用高高高高钢钢钢钢级级级级套套套套管管管管，而而而而应应应应采采采采用用用用较较较较低低低低屈屈屈屈服服服服强强强强度度度度的的的的钢钢钢钢种种种种。采采采采用用用用套套套套管管管管回回回回接接

278、接接技技技技术术术术，尾尾尾尾管管管管部部部部分分分分用用用用钻钻钻钻杆杆杆杆下下下下入入入入，下下下下入入入入回回回回接接接接套套套套管管管管就就就就可可可可减减减减少少少少一一一一部部部部分分分分井井井井段段段段的的的的重重重重量量量量，因因因因此此此此可可可可用用用用厚厚厚厚壁壁壁壁低低低低钢钢钢钢级级级级套套套套管管管管以以以以提提提提高高高高应应应应力力力力腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀开开开开裂裂裂裂抗抗抗抗力力力力。例例例例如如如如：有有有有的的的的油油油油层层层层套套套套管管管管为为为为了了了了提提提提高高高高应应应应力力力力腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀开开开开裂裂裂裂，设设设设计计计计需需需需要要要要

279、使使使使用用用用C125C125C125C125以以以以上上上上的的的的钢钢钢钢种种种种，采采采采用用用用回回回回接接接接技技技技术术术术后后后后，不不不不用用用用C125C125C125C125，更更更更低低低低的的的的C95C95C95C95、80808080就就就就可可可可使使使使用用用用。因因因因此此此此使使使使用用用用尾尾尾尾管管管管长长长长度度度度应应应应综合考虑全套管柱的应力分配。综合考虑全套管柱的应力分配。综合考虑全套管柱的应力分配。综合考虑全套管柱的应力分配。138第二种：在第二种：在第二种：在第二种：在上部采用特厚壁套管，同时降低钢级，以提高硫上部采用特厚壁套管，同时降低钢

280、级，以提高硫上部采用特厚壁套管，同时降低钢级，以提高硫上部采用特厚壁套管，同时降低钢级，以提高硫化物开裂抗力，一些含硫化氢的气井应优先采用这些方法化物开裂抗力，一些含硫化氢的气井应优先采用这些方法化物开裂抗力，一些含硫化氢的气井应优先采用这些方法化物开裂抗力，一些含硫化氢的气井应优先采用这些方法。例如，美国例如，美国例如，美国例如，美国1972197219721972年在派尼伍兹西南气田气井下年在派尼伍兹西南气田气井下年在派尼伍兹西南气田气井下年在派尼伍兹西南气田气井下6 6 6 6 5/8”5/8”5/8”5/8”（ 168mm168mm168mm168mm）油层套管，由于含硫化氢，不宜用高

281、强）油层套管，由于含硫化氢，不宜用高强）油层套管，由于含硫化氢，不宜用高强）油层套管，由于含硫化氢，不宜用高强度套管。因此采用了钢材屈服强度仅度套管。因此采用了钢材屈服强度仅度套管。因此采用了钢材屈服强度仅度套管。因此采用了钢材屈服强度仅586Mpa586Mpa586Mpa586Mpa（屈服强度（屈服强度（屈服强度（屈服强度85Ksi85Ksi85Ksi85Ksi）的特厚壁套管，壁厚）的特厚壁套管，壁厚）的特厚壁套管，壁厚）的特厚壁套管，壁厚28.6mm28.6mm28.6mm28.6mm。第三种：第三种：第三种：第三种：上大下小的复合套管柱上大下小的复合套管柱上大下小的复合套管柱上大下小的复

282、合套管柱。这不仅有利于降低应力水。这不仅有利于降低应力水。这不仅有利于降低应力水。这不仅有利于降低应力水平，以便采用较低钢级的套管，而且有利于下入大直径油平，以便采用较低钢级的套管，而且有利于下入大直径油平，以便采用较低钢级的套管，而且有利于下入大直径油平，以便采用较低钢级的套管，而且有利于下入大直径油管以管以管以管以适应高产气井抗冲蚀的要求。适应高产气井抗冲蚀的要求。适应高产气井抗冲蚀的要求。适应高产气井抗冲蚀的要求。 139 3 3、发发展展现现有有井井控控理理论论与与技技术术适适应应这这类类气气井井钻钻井井井井控控要要求：求： 我我国国在在“ “七七五五” ”之之前前，井井喷喷失失控控、

283、钻钻机机烧烧毁毁事事故故时时有有发发生生。“ “七七五五” ”组组织织的的国国家家科科技技攻攻关关，产产生生了了系系统统的的井井控控理理论论和和高高水水平平的的井井控控装装备备，使使“ “七七五五” ”后后井井喷喷失控事故基本杜绝。失控事故基本杜绝。 但但钻钻探探的的天天然然气气层层越越来来越越深深、越越来来越越复复杂杂、越越来来越越危危险险。目目前前的的井井控控理理论论已已经经基基本本上上不不能能适适应应于于目目前前高压、高产、高含硫天然气井安全钻井的需要，例如：高压、高产、高含硫天然气井安全钻井的需要，例如： 140 , , , ,高高高高压压压压、高高高高产产产产的的的的天天天天然然然然

284、气气气气从从从从溶溶溶溶孔孔孔孔/ / / /裂裂裂裂缝缝缝缝，高高高高导导导导流流流流缝缝缝缝地地地地层层层层流流流流入入入入井眼速度很快，导致环空起压快。井眼速度很快，导致环空起压快。井眼速度很快，导致环空起压快。井眼速度很快，导致环空起压快。 , , , ,高温高压条件下瞬态复杂多相流流动规律。高温高压条件下瞬态复杂多相流流动规律。高温高压条件下瞬态复杂多相流流动规律。高温高压条件下瞬态复杂多相流流动规律。 目目目目前前前前钻钻钻钻井井井井井井井井控控控控理理理理论论论论中中中中所所所所采采采采用用用用的的的的多多多多相相相相流流流流基基基基础础础础理理理理论论论论，基基基基于于于于常常

285、常常温温温温、中中中中低低低低压压压压、气气气气液液液液固固固固间间间间无无无无相相相相态态态态变变变变化化化化、液液液液体体体体为为为为牛牛牛牛顿顿顿顿流流流流变变变变性性性性等等等等多多多多种种种种假假假假设设设设或或或或实实实实验验验验基基基基础础础础，这这这这与与与与深深深深天天天天然然然然气气气气井井井井的的的的天天天天然然然然气气气气钻钻钻钻井井井井液液液液岩岩岩岩屑屑屑屑的的的的复复复复杂杂杂杂多多多多相相相相体体体体系系系系、高高高高温温温温高高高高压压压压、有有有有相相相相态态态态变变变变化化化化等情况相去甚远。等情况相去甚远。等情况相去甚远。等情况相去甚远。141, , ,

286、 ,高高高高温温温温、高高高高压压压压、高高高高产产产产、高高高高含含含含量量量量的的的的硫硫硫硫化化化化氢氢氢氢、二二二二氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳在在在在泥泥泥泥浆浆浆浆中中中中的的的的溶溶溶溶解解解解与与与与逸逸逸逸出出出出的的的的复复复复杂杂杂杂性性性性在在在在现现现现有有有有井井井井控控控控理论中考虑不够理论中考虑不够理论中考虑不够理论中考虑不够, , , ,导致压稳判别失误，隐藏风险导致压稳判别失误，隐藏风险导致压稳判别失误，隐藏风险导致压稳判别失误，隐藏风险。, , , ,超超超超临临临临界界界界态态态态气气气气体体体体的的的的相相相相变变变变规规规规律律律律研研研研究究究究。H2

287、SH2SH2SH2S、CO2CO2CO2CO2气气气气体体体体在在在在深深深深井井井井、超超超超深深深深井井井井条条条条件件件件下下下下的的的的超超超超临临临临界界界界态态态态，及及及及其其其其在在在在井井井井筒筒筒筒内内内内的的的的相相相相态态态态变变变变化化化化，对对对对井井井井筒筒筒筒内内内内流流流流动动动动规规规规律律律律计计计计算算算算有有有有重重重重要影响要影响要影响要影响: : : : 142临界临界点点三相三相点点单组分的典型单组分的典型p-Tp-T图图 CO2的的p-T相图相图143二氧化碳相变过程二氧化碳相变过程144性 质气 体超 临 界 流 体液 体101.325KPa

288、,1530Tc,PcTc,4Pc1530密 度(g/cm3)（0.62.0）10-30.20.50.40.90.61.6粘 度 (mPas)0.010.030.010.030.030.090.23.0扩散系数D(cm2/s)0.10.40.710-30.210-3(0.22.0)10-5气体、液体和超临界态流体的性质比较气体、液体和超临界态流体的性质比较145CH4、CO2、H2S的气液的气液平衡曲线及超临界流体区域平衡曲线及超临界流体区域井深：井深：井深：井深：450045005700m5700m泥浆密度：泥浆密度：泥浆密度：泥浆密度：1.7g/cm1.7g/cm3 3井底温度：井底温度：井

289、底温度：井底温度：118118130130HH2 2S S：14.4% CO14.4% CO2 2：9.91%9.91%地层压力：地层压力：地层压力：地层压力：57001.7/100=97 57001.7/100=97 MPaMPaCOCO2 2分压：分压：分压：分压：970.0991970.09919.6 9.6 MPaMPa HH2 2S S分压：分压：分压：分压：970.144 =14MPa970.144 =14MPa普光气田普光气田普光气田普光气田COCO2 2和和和和HH2 2S S均处于超临界态均处于超临界态均处于超临界态均处于超临界态146在计算条件下，井口硫化氢的体积是井底体积

290、的5003000倍处于井底附近的处于井底附近的处于井底附近的处于井底附近的COCO2 2和和和和HH2 2S S没有相态变化，没有相态变化，没有相态变化，没有相态变化，体积膨胀很小，气侵早期不易发现，而在体积膨胀很小，气侵早期不易发现，而在体积膨胀很小，气侵早期不易发现，而在体积膨胀很小，气侵早期不易发现，而在离井口很近的井段离井口很近的井段离井口很近的井段离井口很近的井段(500-1000m)(500-1000m)，超临界，超临界，超临界，超临界态态态态COCO2 2和和和和HH2 2S S发生相变，体积瞬间急剧膨发生相变，体积瞬间急剧膨发生相变，体积瞬间急剧膨发生相变，体积瞬间急剧膨胀，易

291、造成井涌或井喷。胀，易造成井涌或井喷。胀，易造成井涌或井喷。胀，易造成井涌或井喷。全全井井体体积积变变化化井井口口附附近近体体积积变变化化超临界态超临界态CO2、H2S的相变与钻井安全研究的相变与钻井安全研究施太和施太和施太和施太和147, , , ,高高高高压压压压高高高高温温温温深深深深井井井井超超超超深深深深井井井井钻钻钻钻井井井井液液液液密密密密度度度度、流流流流变变变变性性性性、触触触触变变变变性性性性等等等等变变变变化化化化规规规规律律律律，也也也也是是是是影影影影响井内流动计算、井控措施制定的重要基础问题。响井内流动计算、井控措施制定的重要基础问题。响井内流动计算、井控措施制定的

292、重要基础问题。响井内流动计算、井控措施制定的重要基础问题。, , , ,长长长长期期期期静静静静止止止止条条条条件件件件下下下下井井井井下下下下气气气气侵侵侵侵与与与与气气气气体体体体滑滑滑滑脱脱脱脱规规规规律律律律及及及及超超超超临临临临界界界界态态态态转转转转变变变变影影影影响响响响的的的的研研研研究究究究。现现现现场场场场井井井井喷喷喷喷事事事事故故故故表表表表明明明明：大大大大部部部部分分分分井井井井喷喷喷喷事事事事故故故故发发发发生生生生在在在在钻钻钻钻井井井井液液液液长长长长期期期期静静静静止止止止之之之之后后后后，液液液液柱柱柱柱长期静止条件下气体侵入机理和气体滑脱规律，尚不十分

293、清楚。长期静止条件下气体侵入机理和气体滑脱规律，尚不十分清楚。长期静止条件下气体侵入机理和气体滑脱规律，尚不十分清楚。长期静止条件下气体侵入机理和气体滑脱规律，尚不十分清楚。 , , , , 压压压压井井井井理理理理论论论论及及及及分分分分析析析析软软软软件件件件及及及及相相相相应应应应的的的的井井井井控控控控技技技技术术术术与与与与经经经经验验验验也也也也不不不不完完完完全全全全适适适适用用用用( ( ( (例例例例如如如如循循循循环环环环压稳的判断压稳的判断压稳的判断压稳的判断) ) ) )，需要改进、补充和完善，需要改进、补充和完善，需要改进、补充和完善，需要改进、补充和完善 因此有必要

294、专门研究这类高温因此有必要专门研究这类高温( (深井深井) )高压、高产、高含高压、高产、高含H2SH2S、CO2CO2气气井的井控井的井控( (包括压井包括压井) )理论、软件及技术。理论、软件及技术。1484.4.4.4.提高固井质量提高固井质量提高固井质量提高固井质量 按按按按长长长长期期期期有有有有效效效效封封封封固固固固气气气气层层层层，保保保保证证证证长长长长期期期期采采采采气气气气生生生生产产产产不不不不泄泄泄泄漏漏漏漏的的的的要求，搞好高压、高产、高含要求，搞好高压、高产、高含要求，搞好高压、高产、高含要求，搞好高压、高产、高含H H H H2 2 2 2S S S S（COC

295、OCOCO2 2 2 2）气井固井：）气井固井：）气井固井：）气井固井： 目目目目前前前前，我我我我国国国国高高高高压压压压、高高高高产产产产、高高高高含含含含H H H H2 2 2 2S S S S气气气气井井井井固固固固井井井井质质质质量量量量，并并并并未未未未完完完完全全全全过过过过关关关关。建建建建立立立立考考考考虑虑虑虑安安安安全全全全因因因因素素素素的的的的高高高高压压压压、高高高高产产产产、高高高高含含含含H H H H2 2 2 2S S S S（COCOCOCO2 2 2 2）气气气气井井井井固固固固井井井井质质质质量量量量要要要要求求求求及及及及标标标标准准准准和和和和相

296、相相相应应应应的的的的评评评评价价价价方方方方法法法法和和和和评评评评价价价价标标标标准准准准。进进进进一一一一步步步步按按按按标标标标准准准准提提提提高高高高高高高高压压压压、高高高高产产产产、高高高高含含含含H H H H2 2 2 2S S S S（COCOCOCO2 2 2 2）固固固固井井井井质质质质量量量量。特特特特别别别别是是是是长长长长期期期期保保保保持持持持环环环环空空空空不不不不窜窜窜窜，不不不不带带带带压。压。压。压。 从从从从井井井井身身身身结结结结构构构构、固固固固井井井井设设设设计计计计、套套套套管管管管及及及及工工工工具具具具材材材材质质质质、固固固固井井井井工工

297、工工艺艺艺艺抗抗抗抗硫硫硫硫水水水水泥、材料、水泥浆体系，进行系统研究。泥、材料、水泥浆体系，进行系统研究。泥、材料、水泥浆体系，进行系统研究。泥、材料、水泥浆体系，进行系统研究。 149按解决按解决 油层套管外腐蚀问题的要求提高固井质量油层套管外腐蚀问题的要求提高固井质量uu东部油田油层套管外腐蚀约占套管失效率的东部油田油层套管外腐蚀约占套管失效率的东部油田油层套管外腐蚀约占套管失效率的东部油田油层套管外腐蚀约占套管失效率的70%70%70%70%。uu套套套套管管管管外外外外腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀主主主主要要要要发发发发生生生生在在在在未未未未注注注注水水水水泥泥泥泥的的的的自自自自由由由由套套

298、套套管管管管段段段段，水水水水泥泥泥泥环环环环可可可可较较较较好好好好的的的的保保保保护护护护套套套套管管管管免免免免受受受受腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀。在在在在注注注注水水水水泥泥泥泥质质质质量量量量差差差差的的的的井井井井段段段段，或或或或井井井井下下下下作作作作业业业业损损损损伤伤伤伤了水泥环的井段，套管也可能受到腐蚀。了水泥环的井段，套管也可能受到腐蚀。了水泥环的井段，套管也可能受到腐蚀。了水泥环的井段，套管也可能受到腐蚀。uu套套套套管管管管外外外外腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀一一一一旦旦旦旦发发发发生生生生，均均均均匀匀匀匀腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀和和和和局局局局部部部部腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀坑坑坑坑会会会会同同同同

299、时时时时发发发发生生生生，危危危危害害害害最大的是坑蚀穿孔，并且腐蚀会发生在相当长的井段。最大的是坑蚀穿孔，并且腐蚀会发生在相当长的井段。最大的是坑蚀穿孔，并且腐蚀会发生在相当长的井段。最大的是坑蚀穿孔，并且腐蚀会发生在相当长的井段。uu套套套套管管管管外外外外腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀源源源源十十十十分分分分复复复复杂杂杂杂，但但但但是是是是最最最最基基基基本本本本和和和和最最最最普普普普遍遍遍遍的的的的是是是是未未未未封封封封固固固固段段段段地地地地层层层层水水水水发发发发育育育育、地地地地层层层层水水水水处处处处于于于于流流流流动动动动态态态态，地地地地层层层层水水水水含含

300、含含腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性组组组组分分分分 ，区区区区域域域域大大大大地地地地杂杂杂杂散散散散电电电电流流流流或或或或局局局局部部部部电电电电位位位位差差差差腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，环环环环空空空空滞滞滞滞留留留留钻钻钻钻井井井井液液液液的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，套管自身钢材的金属学缺陷、操作损伤及局部应力集中。套管自身钢材的金属学缺陷、操作损伤及局部应力集中。套管自身钢材的金属学缺陷、操作损伤及局部应力集中。套管自身钢材的金属学缺陷、操作损伤及局部应力集中。150抗硫套管及工具材质抗硫抗硫套管及工具材质抗硫抗硫套管及工具材质抗硫抗硫套管及工具材质抗硫( ( ( (要求同前要求同前要求同前要求同前

301、) ) ) )。高压气层封固的防气窜，必须防止气层水泥环不窜槽。高压气层封固的防气窜，必须防止气层水泥环不窜槽。高压气层封固的防气窜，必须防止气层水泥环不窜槽。高压气层封固的防气窜，必须防止气层水泥环不窜槽。研究解决研究解决研究解决研究解决H2SH2SH2SH2S（CO2CO2CO2CO2）对水泥浆凝结过程对水泥石形成质量的不）对水泥浆凝结过程对水泥石形成质量的不）对水泥浆凝结过程对水泥石形成质量的不）对水泥浆凝结过程对水泥石形成质量的不利影响；利影响；利影响；利影响；研究抗硫水泥及抗硫水泥浆解决研究抗硫水泥及抗硫水泥浆解决研究抗硫水泥及抗硫水泥浆解决研究抗硫水泥及抗硫水泥浆解决H2S.CO2

302、H2S.CO2H2S.CO2H2S.CO2对水泥石的腐蚀作用；对水泥石的腐蚀作用；对水泥石的腐蚀作用；对水泥石的腐蚀作用；研究微裂缝、微环空环空产生的问题解决水泥石对含研究微裂缝、微环空环空产生的问题解决水泥石对含研究微裂缝、微环空环空产生的问题解决水泥石对含研究微裂缝、微环空环空产生的问题解决水泥石对含H2SH2SH2SH2S气体的气体的气体的气体的长期封隔能力；长期封隔能力；长期封隔能力；长期封隔能力；建立和完善高压、高产气井固井质量的评价方法和评价标准。建立和完善高压、高产气井固井质量的评价方法和评价标准。建立和完善高压、高产气井固井质量的评价方法和评价标准。建立和完善高压、高产气井固井

303、质量的评价方法和评价标准。1515.5.5.5.形形形形成成成成解解解解决决决决漏漏漏漏喷喷喷喷同同同同层层层层，窄窄窄窄安安安安全全全全窗窗窗窗口口口口的的的的安安安安全全全全钻钻钻钻井井井井技术。技术。技术。技术。 形形形形成成成成解解解解决决决决漏漏漏漏（各各各各类类类类恶恶恶恶性性性性漏漏漏漏失失失失）问问问问题题题题的的的的堵堵堵堵漏漏漏漏技术。技术。技术。技术。 形形形形成成成成解解解解决决决决高高高高压压压压、高高高高产产产产气气气气层层层层的的的的漏漏漏漏喷喷喷喷同同同同一一一一裸裸裸裸眼眼眼眼井井井井段段段段和和和和喷喷喷喷漏漏漏漏的的的的同同同同层层层层，窄窄窄窄（负负负负

304、）安安安安全全全全窗窗窗窗口口口口溢溢溢溢流流流流、井喷的有效防止技术。井喷的有效防止技术。井喷的有效防止技术。井喷的有效防止技术。 形成抗形成抗形成抗形成抗H2SH2SH2SH2S的泥浆体系与应用技术。的泥浆体系与应用技术。的泥浆体系与应用技术。的泥浆体系与应用技术。1526.6.6.6.井喷应急抡险体系井喷应急抡险体系井喷应急抡险体系井喷应急抡险体系( ( ( (技术、材料、装备与组织技术、材料、装备与组织技术、材料、装备与组织技术、材料、装备与组织)。 高压、高产、高含高压、高产、高含高压、高产、高含高压、高产、高含H2SH2SH2SH2S气井井喷压井技术；气井井喷压井技术；气井井喷压井

305、技术；气井井喷压井技术； 高高高高压压压压、高高高高产产产产、高高高高含含含含H2SH2SH2SH2S气气气气井井井井窄窄窄窄或或或或负负负负安安安安全全全全密密密密度度度度窗窗窗窗口口口口井井井井喷喷喷喷( ( ( (地下井喷地下井喷地下井喷地下井喷) ) ) )压井技术；压井技术；压井技术；压井技术； 高高高高压压压压、高高高高产产产产、高高高高含含含含H2SH2SH2SH2S气气气气井井井井井井井井喷喷喷喷对对对对压压压压井井井井液液液液雾雾雾雾化化化化时时时时的的的的压压压压井技术井技术井技术井技术。7.7.7.7.形成井场形成井场形成井场形成井场H2SH2SH2SH2S监测、予警、救援、逃生和处理体系。监测、予警、救援、逃生和处理体系。监测、予警、救援、逃生和处理体系。监测、予警、救援、逃生和处理体系。 153个人看法个人看法个人看法个人看法, , , ,仅供参考。仅供参考。仅供参考。仅供参考。谢谢谢谢谢谢谢谢! ! ! !154