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井漏是油气钻井与完井等过程中最严重的井下复杂事故之一,随着油气勘探开发转向深部复杂地层,漏失事故频繁发生。井漏直接导致大量工作液损失、诱发其他井下事故,妨碍了安全高效钻井;漏失进入地层的工作液造成储层损害,制约了油气层的准确评价。大量研究表明,防漏堵漏须坚持“预防为主,防治结合”的思想,准确定位潜在钻井液漏失层是高效开展防漏堵漏作业的前提工作。论文以提高防漏堵漏效率为目的,选取塔河油田12区缝洞性碳酸盐岩地层为研究对象,结合岩石力学、断裂力学等相关理论,运用事故树分析方法和遗传层次分析法等手段,从漏失发生机理、漏失概率综合评价、漏失压力和漏失特征等方面开展了潜在钻井液漏失层定位相关研究。取得了以下成果:分析了塔河油田12区漏失特征,明确了漏失机理及成因。该区为典型缝洞性碳酸盐岩地层,受构造断裂和地下水侵蚀控制,横向发育七个缝洞区,是漏失的主要控制因素。单井平均累计漏失量超过400m3,平均初始漏失速率分布在10~50m3/h,漏失伴随放空现象,为典型大裂缝溶洞性漏失。引入事故树分析方法,探讨了防漏堵漏技术路径。分析了漏失的地质成因和工程成因,同时具备漏失空间、漏失通道和漏失压差三个条件是漏失发生的充要条件。井漏事故树定性分析认为,先期设计合理井身结构封隔漏失层和提高钻井液封堵漏失通道的能力是防漏堵漏的可行手段。基本形成了以遗传层次分析法为核心的潜在漏失层位综合判定方法。在漏失发生机理的基础上,根据事故树分析结果建立了潜在漏失层漏失概率综合评价指标体系,结合遗传层次分析法综合考虑各指标对漏失的影响,形成了潜在漏失层漏失概率综合评价值,且该值越大则可能发生的漏失速率越大,即发生漏失的可能性越大。改进了裂缝扩展性漏失压力模型。诱裂性漏失失稳模式为地层破裂,裂缝扩展性漏失失稳模式为裂缝扩展延伸,大裂缝溶洞性漏失失稳模式为正压差导致钻井液直接进入地层。结合断裂力学理论改进了裂缝扩展性漏失压力模型,其工程意义在于优化地层钻井液安全密度窗口,指导设计合理井身结构。勾画了潜在多漏失层漏点定位技术框架。钻前须综合考虑地质与工程参数并运用综合评价的方法定位漏失概率较大的层位;钻进时须密切监视立管压力和钻井液返出情况等参数,利用井漏诱发的异常特征实时定位漏失层;此外,还须根据录井等信息判定漏失层的性质以便快速有针对性地堵漏。