钻探过程中发生漏失后堵漏的方法与流程

本发明属于钻井技术领域，尤其涉及一种钻探过程中发生漏失后堵漏的方法。

背景技术：

在钻探施工中，常有地层漏失现象的发生，给继续钻探施工带来困难，为此必须进行堵漏。常用的堵漏方法之一就是灌注水泥浆待凝进行堵漏。即在井内注入水泥浆，并在水泥浆上方注入泥浆，通过泥浆将水泥浆部分压入漏失地层。在施工中，操作人员根据经验注入泥浆量，泥浆量注入太多，水泥浆通过漏失处全部压入地层或者虽然不是全部压入地层，但水泥浆柱的高度不够，不能有效实现堵漏；泥浆量注入太少，水泥浆高度过高或水泥浆未到漏失地层（基岩）都会造成堵漏失败。且在注入水泥浆堵漏后，需要等水泥浆凝固1~2天左右，如果堵漏不好的话需要再次堵漏，延长了施工工期，增加了钻探成本。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就是提供一种有效堵漏、缩短工期、降低钻探成本的钻探过程中发生地层漏失后堵漏的方法。

为解决上述问题，本发明钻探过程中发生地层漏失后堵漏的方法采用的技术方案为：

对于上下直径一致的井筒来说，该方法包括以下步骤：

第一步，地层漏失现象发生时，取出钻杆

在钻井过程中，发生地层漏失现象时，停止钻井，取出钻杆，并根据钻杆的数量和每根钻杆的长度计算出井的深度h1；

第二步，等待一段时间，待井中泥浆面不再升降

等待一段时间，等井中泥浆面不再升降，通过测量泥浆面距离井口的距离h2，计算此时泥浆液面距离井底的高度h3=h1-h2；

第三步，确定灰浆用量

堵漏灰浆的高度h4一般为30—50米，根据井的横截面积s，用公式计算灰浆体积v=3*s*h4，然后配制灰浆；

第四步，根据连通器原理，计算注入堵漏灰浆平衡后泥浆面距离井底的高度h5

用公式d泥*h3=d灰*h4+d泥*（h5-h4），计算出平衡后泥浆面的高度h5，其中d泥是泥浆的比重，d灰是灰浆的比重；

第五步，计算理论灰浆泵管插入井内长度h6

理论上灰浆泵管插入井内的长度h6=h5-h4+h2

第六步，计算实际灰浆泵管插入井内长度h7，并将灰浆泵管插入井内

实际灰浆泵管插入井内的长度h7比灰浆泵管插入井内的理论长度h6少40-60米；

第七步，注入灰浆

通过灰浆泵将配制好的灰浆注入井中，灰浆将灰浆泵管下方的泥浆通过漏失处压入井外的漏失地层；

第八步，通过灰浆泵注入泥浆，把灰浆泵管中的灰浆顶出

根据灰浆泵管的长度和内径，计算残留在灰浆泵管中的残留灰浆的量，通过灰浆泵注入与残留灰浆体积相等的泥浆，把残留在灰浆泵管中的灰浆顶出；

第九步，慢慢注入泥浆，达到平衡点

补充泥浆，向井中慢慢注入泥浆，使泥浆面的高度达到h5这一平衡点，终止注浆，实现井内留住1/3灰浆，进入漏失地层2/3灰浆；

第十步，向上提灰浆泵管

待泥浆面高度静止在h5高度后，向上提灰浆泵管，在上提灰浆泵管的同时，向井中加入泥浆，使泥浆面始终位于h5的高度；

第十一步，静止等待24-36小时以上即可完成封堵。

其附加技术特征为：

在所述第六步，计算实际灰浆泵管插入井内长度h7，并将灰浆泵管插入井内步骤中，实际灰浆泵管插入井内的长度h7比灰浆泵管插入井内的理论长度h6少50-55米；

在所述第八步通过灰浆泵注入泥浆，把灰浆泵管中的灰浆顶出的步骤中，在灰浆泵管中注入泥浆前，先将一个直径略小于灰浆泵管内径的球体放入灰浆泵管中，减少泥浆对灰浆的污染，然后在井内继续注入泥浆，同时监测泥浆液面深度，当达到平衡点h5高度时停止注浆。

对于上方直径大、下方直径小的井筒来说，该方法包括以下步骤：

第一步，漏失现象发生时，取出钻杆

在钻井过程中，发生地层漏失现象时，停止钻井，取出钻杆，并根据钻杆的数量和每根钻杆的长度计算出井的深度h1；

第二步，等待一段时间，待井中泥浆面不再升降

等待一段时间，等井中泥浆面不再升降，通过测量泥浆面距离井口的距离h2，计算此时泥浆液面距离井底的高度h3=h1-h2；

第三步，确定灰浆用量

堵漏灰浆的高度h4一般为30—50米，根据井的横截面积s，用公式计算灰浆体积v=3*s*h4，然后配制灰浆；

第四步，根据连通器原理，计算注入堵漏灰浆平衡后泥浆面距离井底的高度h5

用公式d泥*h3=d灰*h4+d泥*（h5-h4），计算出平衡后泥浆面的高度h5，其中d泥是泥浆的比重，d灰是灰浆的比重；

第五步，计算理论灰浆泵管插入井内长度h6

理论上灰浆泵管插入井内的长度h6=h5-h4+h2-(h3-h5）*(s上/s下-1)，其中，s上为上方井筒的横截面积；s下为下方井筒的横截面积；

或者理论上灰浆泵管插入井内的长度h6采用公式h6=h1-h4-（h3-h5）*s上/s下计算,其中，s上为上方井筒的横截面积；s下为下方井筒的横截面积；

第六步，计算实际灰浆泵管插入井内长度h7，并将灰浆泵管插入井内

实际灰浆泵管插入井内的长度h7比灰浆泵管插入井内的理论长度h6少40-60米；

第七步，注入灰浆

通过灰浆泵将配制好的灰浆注入井中，灰浆将灰浆泵管下方的泥浆通过漏失处压入井外的漏失地层；

第八步，通过灰浆泵注入泥浆，把灰浆泵管中的灰浆顶出

根据灰浆泵管的长度和内径，计算残留在灰浆泵管中的残留灰浆的量，通过灰浆泵注入与残留灰浆体积相等的泥浆，把残留在灰浆泵管中的灰浆顶出；

第九步，慢慢注入泥浆，达到平衡点

补充泥浆，井中慢慢注入泥浆，使泥浆面的高度达到h5这一平衡点，终止注浆，实现井内留住1/3灰浆，进入漏失地层2/3灰浆；

第十步，向上提灰浆泵管

待泥浆面高度静止在h5高度后，向上提灰浆泵管，在上提灰浆泵管的同时，向井中加入泥浆，使泥浆面始终位于h5的高度；

第十一步，静止等待24~36小时以上即可完成封堵。

本发明所提供的钻探过程中发生地层漏失后堵漏的方法与现有技术相比，具有以下优点：

对于上下直径一致的井筒来说，在钻井过程中，发生地层漏失现象时，停止钻井，取出钻杆，并根据钻杆的数量和每根钻杆的长度计算出井的深度h1；等待一段时间，等井中泥浆面不再升降，通过测量泥浆面距离井口的距离h2，计算此时泥浆液面距离井底的高度h3=h1-h2；堵漏灰浆的高度h4一般为30—50米，根据井的横截面积s，用公式计算灰浆体积v=3*s*h4，然后配制灰浆；用公式d泥*h3=d灰*h4+d泥*（h5-h4），计算出平衡后泥浆面的高度h5，其中d泥是泥浆的比重，d灰是灰浆的比重；理论上灰浆泵管插入井内的长度为h6=h5-h4+h2；实际灰浆泵管插入井内的长度h7比灰浆泵管插入井内的理论长度h6少40-60米，目的是形成欠压并减少理论与实际的误差；通过灰浆泵将配制好的灰浆注入井中，灰浆将灰浆泵管下方的泥浆通过漏失处压入井外漏失地层；根据灰浆泵管的长度和内径，计算残留在灰浆泵管中的残留灰浆的量，通过灰浆泵注入与灰浆泵管中残留灰浆体积相等的泥浆，把残留在灰浆泵管中的灰浆顶出；补充泥浆，向井中慢慢注入泥浆，使泥浆面的高度达到h5，终止注浆，实现井内留住1/3灰浆，进入漏失地层2/3灰浆；待泥浆面高度达到h5高度后，向上提灰浆泵管，在上提灰浆泵管的同时，向井中加入泥浆，使泥浆面始终位于h5的高度；静止等待24~36小时以上即可完成封堵。

根据井的半径和堵漏灰浆的高度，计算出需要留在井内的灰浆的数量，封堵最佳情况是留在井内的灰浆数量占全部灰浆体积的三分之一，需要的最佳总灰浆体积为v=3*s*h4，使得灰浆总量更加精确，避免了灰浆浪费和不足；

首先根据公式d泥*h3=d灰*h4+d泥*（h5-h4），计算出平衡后泥浆面的高度h5，其中d泥是泥浆的比重，d灰是灰浆的比重；理论上灰浆泵管插入井内的长度h6=h5-h4+h2；也就是灰浆泵管注入灰浆后，堵漏灰浆及其上部的泥浆产生的压强与挤出的泥浆产生的压强相等，此时在不需要加入泥浆就使平衡后的泥浆正好达到h5，灰浆泵管插入井内的实际长度h7比灰浆泵管插入井内的理论长度h6少40-60米；是因为灰浆从灰浆泵管中流出后，在灰浆泵管出口处将泥浆分成上下两部分，位于下方的泥浆被灰浆下压，泥浆在漏失位置流出井外的漏失地层，位于灰浆上方的泥浆封堵在灰浆上方，如果灰浆泵管实际插入井中的长度h7与h6相等或者比h6长，由于灰浆上面的泥浆过多，将过多的灰浆挤出井外，造成堵漏灰浆高度低，堵漏效果不好，如果灰浆泵管实际插入井中的长度h7太短，由于灰浆上面的泥浆过多，在向下注入灰浆时，灰浆与过多的泥浆混合污染，影响灰浆的强度，同样造成堵漏效果不好；由于泥浆对灰浆的影响，使灰浆泵管插入井中的长度比理论长度短，在注入灰浆后，在灰浆上方的压强变小，使井中的灰浆高度高于h4,再通过补充泥浆的方式将多余的灰浆从漏失处压入井外漏失地层，使堵漏灰浆高度达到h4。

在注入灰浆后，由于在灰浆泵管中残留灰浆，为了不浪费灰浆和预防凝固泵管，用泥浆将灰浆泵管中的残留灰浆全部挤出。

其二，由于在所述第六步，计算实际灰浆泵管插入井内长度h7，并将灰浆泵管插入井内步骤中，实际灰浆泵管插入井内的长度h7比灰浆泵管插入井内的理论长度h6少50-55米，使得封堵到达最佳效果。

其三，由于在所述第八步通过灰浆泵注入泥浆，把灰浆泵管中的残留灰浆顶出的步骤中，在灰浆泵管注入泥浆前，先将一个直径略小于灰浆泵管内径的球体放入灰浆泵管中，减少泥浆对灰浆的污染，然后再注入泥浆，通过球体将灰浆泵管中的灰浆全部排出。

附图说明

图1为钻探井出现漏失后泥浆平衡时的钻探井的结构示意图；

图2为注入灰浆后泥浆后钻探井的结构示意图；

图3为补入泥浆动态平衡后钻探井的结构示意图；

图4为取出灰浆泵管后钻探井的结构示意图；

图5为带有球体的灰浆泵管的结构示意图；

图6为上方直径大、下方直径小的井筒补入泥浆动态平衡后钻探井的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明钻探过程中发生地层漏失后堵漏的方法做进一步详细说明。

如图1所示，为钻探井出现地层漏失后泥浆平衡时的钻探井的结构示意图，在井壁1出现漏失时，取出钻杆后泥浆2动态平衡时泥浆液面；如图2所示将带有灰浆泵4的灰浆泵管3插入井中，通过灰浆泵4和灰浆泵管3向井中注入灰浆2；如图3所示，在注入灰浆后，再从井口补入泥浆。图4为补入泥浆后灰浆5达到最佳高度取出灰浆泵管后的泥浆液面示意图。

对于上下直径一致的井筒来说，该方法包括以下步骤：

第一步，地层漏失现象发生时，取出钻杆

在钻井过程中，发生地层漏失现象时，停止钻井，取出钻杆，并根据钻杆的数量和每根钻杆的长度计算出井的深度h1；

第二步，等待一段时间，待井中泥浆面不再升降

等待一段时间，等井中泥浆2的液面面不再升降，通过测量泥浆面距离井口的距离h2，计算此时泥浆液面距离井底的高度h3=h1-h2；

第三步，确定灰浆用量

堵漏灰浆5的高度h4一般为30—50米，根据井的横截面积s，用公式计算灰浆体积v=3*s*h4，然后配制灰浆；

第四步，根据连通器原理，计算注入堵漏灰浆平衡后泥浆面距离井底的高度h5

用公式d泥*h3=d灰*h4+d泥*（h5-h4），计算出平衡后泥浆面的高度h5，其中d泥是泥浆的比重，d灰是灰浆的比重；

第五步，计算理论灰浆泵管插入井内长度h6

理论上灰浆泵管4插入井内的长度h6=h5-h4+h2

第六步，计算实际灰浆泵管4插入井内长度h7，并将灰浆泵管插入井内

实际灰浆泵管插入井内的长度h7比灰浆泵管插入井内的理论长度h6少40-60米；

第七步，注入灰浆

通过灰浆泵3将配制好的灰浆注入井中，灰浆将灰浆泵管下方的泥浆通过漏失处压入井外的漏失地层；

第八步，通过灰浆泵3注入泥浆，把灰浆泵管中的灰浆顶出

根据灰浆泵管4的长度和内径，计算残留在灰浆泵管4中的残留灰浆的量，通过灰浆泵3注入与残留灰浆体积相等的泥浆，把残留在灰浆泵管中的灰浆顶出；

第九步，慢慢注入泥浆，达到平衡点

补充泥浆，向井中慢慢注入泥浆，使泥浆面的高度达到h5这一平衡点，终止注浆，实现井内留住1/3灰浆，进入漏失地层2/3灰浆；

第十步，向上提灰浆泵管

待泥浆面高度静止在h5高度后，向上提灰浆泵管，在上提灰浆泵管的同时，向井中加入泥浆，使泥浆面始终位于h5的高度；

第十一步，静止等待24-36小时以上即可完成封堵。

根据井的半径和堵漏灰浆的高度，计算出需要留在井内的灰浆的数量，封堵最佳情况是留在井内的灰浆数量占全部灰浆体积的三分之一，需要的最佳总灰浆体积为v=3*s*h4，使得灰浆总量更加精确，避免了灰浆浪费和不足；

首先根据公式d泥*h3=d灰*h4+d泥*（h5-h4），计算出平衡后泥浆面的高度h5，其中d泥是泥浆的比重，d灰是灰浆的比重；理论上灰浆泵管插入井内的长度h6=h5-h4+h2；也就是灰浆泵管注入灰浆后，堵漏灰浆及其上部的泥浆产生的压强与挤出的泥浆产生的压强相等，此时再不需要加入泥浆就使平衡后的泥浆正好达到h5，在灰浆堵漏的过程中，灰浆从灰浆泵管中流出后，在灰浆泵管出口处将泥浆分成上下两部分，位于下方的泥浆被灰浆下压，泥浆在漏失位置流出井外进入漏失地层，位于灰浆上方的泥浆封堵在灰浆上方，如果灰浆泵管实际插入井中的长度h7与h6相等或者比h6长，由于灰浆上面的泥浆过多，将过多的灰浆挤出井外，造成堵漏灰浆高度低，堵漏效果不好，如果灰浆泵管实际插入井中的长度h7过少，由于灰浆上面的泥浆存在，在向下注入灰浆时，灰浆受泥浆污染的机会增多，影响灰浆的强度，同样造成堵漏效果不好；由于泥浆对灰浆的影响，使灰浆泵管插入井中的长度比理论长度短40-60米，在注入灰浆后，在灰浆上方的压强变小，使井中的灰浆高度高于h4,再通过补充泥浆的方式将多余的灰浆从漏失处压出井外漏失地层，使堵漏灰浆高度达到h4。

在注入灰浆后，由于在灰浆泵管中残留灰浆，为了全部利用灰浆和防止凝固在管内，用泥浆将灰浆泵管中的灰浆全部挤出。

在计算实际灰浆泵管4插入井内长度h7，并将灰浆泵管4插入井内步骤中，实际灰浆泵管4插入井内的长度h7比灰浆泵管4插入井内的理论长度h6少40-60米，使得封堵到达最佳效果。

如图5所示，在第八步通过灰浆泵3注入泥浆，把灰浆泵管4中的灰浆顶出的步骤中，在灰浆泵管4中注入泥浆前，先将一个直径略小于灰浆泵管内径的球体6放入灰浆泵管中，然后再注入泥浆，通过球体将灰浆泵管中的灰浆全部排出，减少泥浆对灰浆的污染。

如图6所示，对于上方直径大、下方直径小的井筒来说，该方法包括以下步骤：

第一步，漏失现象发生时，取出钻杆

在钻井过程中，发生地层漏失现象时，停止钻井，取出钻杆，并根据钻杆的数量和每根钻杆的长度计算出井的深度h1；

第二步，等待一段时间，待井中泥浆面不再升降

等待一段时间，等井中泥浆2的液面不再升降，通过测量泥浆面距离井口的距离h2，计算此时泥浆液面距离井底的高度h3=h1-h2；

第三步，确定灰浆用量

堵漏灰浆5的高度h4一般为30—50米，根据井的横截面积s，用公式计算灰浆体积v=3*s*h4，然后配制灰浆；

第四步，根据连通器原理，计算注入堵漏灰浆平衡后泥浆面距离井底的高度h5

用公式d泥*h3=d灰*h4+d泥*（h5-h4），计算出平衡后泥浆面的高度h5，其中d泥是泥浆的比重，d灰是灰浆的比重；

第五步，计算理论灰浆泵管插入井内长度h6

理论上灰浆泵管4插入井内的长度h6=h5-h4+h2-(h3-h5）*(s上/s下-1)，其中，s上为上方井筒的横截面积；s下为下方井筒的横截面积；

或者理论上灰浆泵管插入井内的长度h6采用公式h6=h1-h4-（h3-h5）*s上/s下计算,其中，s上为上方井筒的横截面积；s下为下方井筒的横截面积；

第六步，计算实际灰浆泵管插入井内长度h7，并将灰浆泵管插入井内

实际灰浆泵管插入井内的长度h7比灰浆泵管插入井内的理论长度h6少40-60米；

第七步，注入灰浆

通过灰浆泵3将配制好的灰浆注入井中，灰浆将灰浆泵管下方的泥浆通过漏失处压入井外的漏失地层；

第八步，通过灰浆泵注入泥浆，把灰浆泵管中的灰浆顶出

根据灰浆泵管的长度和内径，计算残留在灰浆泵管中的残留灰浆的量，通过灰浆泵注入与残留灰浆体积相等的泥浆，把残留在灰浆泵管中的灰浆顶出；

第九步，慢慢注入泥浆，达到平衡点

补充泥浆，井中慢慢注入泥浆，使泥浆面的高度达到h5这一平衡点，终止注浆，实现井内留住1/3灰浆，进入漏失地层2/3灰浆；

第十步，向上提灰浆泵管

待泥浆面高度静止在h5高度后，向上提灰浆泵管，在上提灰浆泵管的同时，向井中加入泥浆，使泥浆面始终位于h5的高度；

第十一步，静止等待24~36小时以上即可完成封堵。

对于第五步计算理论灰浆泵管插入井内长度h6步骤中，

理论上灰浆泵管4插入井内的长度h6=h5-h4+h2-(h3-h5）*(s上/s下-1)，其中，s上为上方井筒的横截面积；s下为下方井筒的横截面积；

即：（h3-h5）在上管内用灰浆替换泥浆后泥浆液面下降的距离，上述泥浆下降的体积全部进入下管内形成的高度为^′(h3-h5）*s上/s下。因此理论上灰浆泵管4插入井内的长度h6=h5-h4+h2-(h3-h5）*(s上/s下-1)。

本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例，只要结构与本发明钻探过程中发生漏失后堵漏的方法相同或相似，就落在本发明保护的范围。