裂縫性地層鉆井液漏失規(guī)律

劉建（中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司鉆井液公司委內(nèi)瑞拉項(xiàng)目部，遼寧 盤(pán)錦 124010）

當(dāng)鉆井鉆遇裂縫性地層時(shí)，常出現(xiàn)鉆井液大量漏失的情況，導(dǎo)致鉆井成本增加甚至造成復(fù)雜井下事故[1]。通過(guò)對(duì)鉆井液漏失數(shù)據(jù)和規(guī)律進(jìn)行分析，可以分析地層中裂縫形態(tài)分布，從而提供堵漏作業(yè)所需參數(shù)。鉆井液的流變參數(shù)、裂縫的迂曲度和幾何參數(shù)等因素都影響著鉆井液漏失規(guī)律，因?yàn)榈貙又械牧芽p面具有一定的滲透性，漏失到裂縫中的鉆井液通常會(huì)透過(guò)裂縫面濾失到地層基質(zhì)中，因此鉆井液漏失規(guī)律會(huì)受到裂縫面濾失性的影響。除了分析鉆井液和地層的參數(shù)對(duì)漏失規(guī)律的影響外，還要考慮到井眼與裂縫的位置組合以及井內(nèi)壓力與縫內(nèi)初始?jí)毫Φ膲翰顚?duì)鉆井液漏失的影響。

1 鉆井液流變參數(shù)對(duì)漏失規(guī)律的影響

因?yàn)榭p內(nèi)鉆井液流動(dòng)規(guī)律受其流變參數(shù)的影響，所以鉆井液的流變參數(shù)是其漏失速率的重要影響因素。鉆井液漏失速率隨著其流動(dòng)特性指數(shù)的減小而逐漸變大。這是由于鉆井液剪切稀釋效應(yīng)會(huì)因其流動(dòng)特性指數(shù)越小而變得越明顯，其在縫內(nèi)流動(dòng)的阻力也變小，導(dǎo)致了鉆井液的漏失速率變大。當(dāng)鉆井液的稠度系數(shù)變高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其塑性黏度變大，在縫內(nèi)的流動(dòng)阻力也會(huì)變大，因此漏失速率峰值變小。

2 裂縫的迂曲度對(duì)漏失規(guī)律的影響

如果初始裂縫的開(kāi)度相同，鉆井液的漏失速率會(huì)隨著裂縫迂曲度變低而增大；漏失從初始階段至末段，漏失速率首先快速而后逐漸降低最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；裂縫漏失速率所受迂曲度的影響程度，會(huì)隨著初始裂縫開(kāi)度的減小而逐漸增大，同時(shí)漏失速率峰值顯著降低。所以當(dāng)初始裂縫開(kāi)度較小時(shí)，鉆井液漏失速率受裂縫面的粗糙程度的影響是不可忽略的。

3 裂縫的幾何參數(shù)對(duì)漏失規(guī)律的影響

分別從裂縫的傾角、初始裂縫的開(kāi)度、裂縫的面積、裂縫的長(zhǎng)度和裂縫的形狀對(duì)鉆井液漏失速率的影響進(jìn)行分析。鉆井液的漏失速率會(huì)隨著裂縫傾角的增大而逐漸變大，漏失速率的下降速度也會(huì)隨之變大。裂縫傾角影響鉆井液漏失速率的實(shí)質(zhì)是鉆井液在縫內(nèi)流動(dòng)時(shí)所受重力的影響，研究?jī)A斜裂縫鉆井液漏失時(shí)，一定要考慮重力的影響，但對(duì)于水平裂縫的研究，則可忽略重力的影響。鉆井液漏失速率會(huì)隨著初始裂縫開(kāi)度的增大而變大。在縫內(nèi)壓力相同的條件下，如果初始裂縫開(kāi)度大，會(huì)提供更大的通道供鉆井液漏失。裂縫面積對(duì)鉆井液初始階段漏失速率沒(méi)有影響，但之后會(huì)影響漏失速率的下降程度。裂縫面積越小，則鉆井液末段穩(wěn)定漏失速率越低。裂縫長(zhǎng)度對(duì)鉆井液初始階段漏失速率也沒(méi)有過(guò)多影響，但對(duì)之后漏失速率下降程度和末段漏失穩(wěn)定速率是有著很大影響的；裂縫長(zhǎng)度越段，鉆井液的末段漏失速率越小。正方形裂縫在各階段的鉆井液漏失速率均高于矩形裂縫。

4 裂縫面滲透性對(duì)漏失規(guī)律的影響

在井內(nèi)壓力與縫內(nèi)初始?jí)毫Φ膲翰钕嗤臈l件下，，鉆井液在裂縫中的漏失速率隨著裂縫面滲透性的增高而變高；鉆井液的漏失速率在初始階段快速下降，鉆井液在漏失的過(guò)程中逐漸在裂縫面上形成泥餅，造成漏失速率逐漸下降最終平衡；裂縫面滲透性對(duì)鉆井液漏失速率的影響也隨著井內(nèi)壓力與縫內(nèi)初始?jí)毫Φ膲翰畹脑龃蠖兊迷絹?lái)越明顯，因此可通過(guò)調(diào)整壓差來(lái)降低鉆井液在裂縫面的濾失量。

5 其他參數(shù)對(duì)漏失規(guī)律的影響

井眼與裂縫的空間位置以及裂縫的法向剛度也會(huì)影響鉆井液的漏失速率。井眼與裂縫的相交位置對(duì)漏失速率的峰值影響不大。井眼與裂縫可出現(xiàn)裂縫中心、裂縫邊界中點(diǎn)和裂縫角點(diǎn)相交位置，相交位置的不同對(duì)漏失速率的峰值影響不大。但井眼與裂縫相交在裂縫中心時(shí)，鉆井液后續(xù)漏失速率最大，相交于裂縫邊界中點(diǎn)其次，相交于裂縫角點(diǎn)時(shí)最小。其實(shí)質(zhì)為相交位置影響了鉆井液在縫內(nèi)的流動(dòng)限制。，鉆井液漏失速率也會(huì)隨著裂縫法向剛度增大而降低。當(dāng)裂縫的初始開(kāi)度和縫內(nèi)壓力相同的條件下，裂縫的法向剛度越高，裂縫開(kāi)度變化就越小，鉆井液的漏失速率就會(huì)降低。

6 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)鉆井液和裂縫相關(guān)的不同參數(shù)對(duì)鉆井液漏失速率的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：鉆井液流變參數(shù)、裂縫的迂曲度、傾角、初始開(kāi)度、面積、長(zhǎng)度、形狀和裂縫面滲透性以及井眼與裂縫相交位置對(duì)鉆井液漏失速率及其峰值都有很大的影響，而且各種因素之間還存在相互影響和相互制約。這需要我們?nèi)砸^續(xù)對(duì)鉆井液在裂縫性地層中的漏失規(guī)律進(jìn)行深入研究，為減少鉆井液漏失降低鉆井成本，提供有力的技術(shù)和數(shù)據(jù)支持。參考文獻(xiàn)：

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