陜北黃土層井漏的預(yù)防及處理

高萬旗，包安軍

中原石油勘探局鉆井三公司，河南 鄭州 450001

1 井漏的原因及堵漏原理

泥漿在漏失通道受到四個力的作用，即泥漿柱靜壓力Pw﹑泥漿流動時對井壁的側(cè)壓力Pa﹑地層孔隙中水的壓力Po﹑漏失通道對泥漿流動的阻力PL。

井漏的前提是井壁有漏失通道且漏失通道相互貫通，其次是鉆井壓力（ Pw + Pa ） 大于地層系統(tǒng)壓力（Po + PL），即△P=（ Pw+ Pa ）-（Po + PL）＞0。靜壓力Pw﹑側(cè)壓力Pa﹑流動阻力PL是變化的可以調(diào)整的，唯獨地層壓力Po是固定不變的。

堵漏原理：1）用導(dǎo)管或者堵漏泥漿隔離或封閉漏失通道；2）減少漏失通道的斷面尺寸；3）降低鉆井-地層系統(tǒng)中的壓差；4）調(diào)整泥漿的流變性能。

2 井漏的預(yù)防

首先鉆前制定防漏計劃和準(zhǔn)備工作，例如儲備足夠的堵漏材料（導(dǎo)管﹑水泥﹑鈉土﹑石灰石﹑黃土﹑纖維素﹑純堿﹑鋸末﹑高粘堵漏劑等等）。其次，采取合理的鉆井工藝，泥漿采用低固相土漿，配方：2%～3%鈉膨潤土+0.2%KPAM+0.2%NH4-HPAN+0.05%NaOH，粘度：40s，密度：＜1.04g/cm3，PH 7-8；鉆黃土層控制排量小于14 L/s；合理控制起下鉆速度，避免壓裂地層造成井漏。最后，一旦發(fā)生井漏，應(yīng)準(zhǔn)確判斷漏失層位，漏失性質(zhì)及漏失量，確定堵漏方案，實施堵漏。

3 堵漏措施

3.1 導(dǎo)管封隔法堵漏

用小排量（8-12l/s）鉆進，鉆到第一個漏層后，再堅持強行鉆進10m，要求排量（20-24l/s）,起鉆準(zhǔn)備下導(dǎo)管。設(shè)計下深為第一個漏層以下10m的穩(wěn)定底層。導(dǎo)管的加工方法：在導(dǎo)管底部0.3m處用廢舊封井器鋼圈或者φ10mm鐵絲焊2層，作為水泥托環(huán)，該環(huán)有兩個作用：導(dǎo)管下入過程中能對井壁裂縫起推壓作用，減小縫寬或者封堵裂縫；能有效承托水泥漿，使導(dǎo)管和黃土間隙之間形成有效的水泥環(huán)。導(dǎo)管之間必須焊接牢固，下入過程中遇阻可以通過上下活動和用鉆鋌下壓的方式，將其下到預(yù)定的深度。在導(dǎo)管口焊一個簡易的循環(huán)頭。通過循環(huán)頭將導(dǎo)管底部循環(huán)沖洗通暢，結(jié)合將導(dǎo)管上下活動，確保導(dǎo)管底部環(huán)空通暢，再泵入3-4方水泥漿，替漿到導(dǎo)管內(nèi)水泥漿面高度大于第一個漏層的高度3m～5m，靜止半小時后，將導(dǎo)管再下壓到不再下行為止，靜止10h，導(dǎo)管外用土漿夯填結(jié)實。另一種方法是在導(dǎo)管底部焊一托環(huán)，在其下部導(dǎo)管上纏上干海帶用鐵絲固定，下到預(yù)定的深度，環(huán)空填水泥漿。通過下導(dǎo)管如果封固住第一次鉆進的漏失層后，下一開鉆具組合，鉆水泥塞和導(dǎo)管以下50m采用低轉(zhuǎn)速，小排量，高粘切泥漿鉆進。

3.2 堵漏材料堵漏

黃土層堵漏材料有很多種，井漏后應(yīng)本著取材方便﹑經(jīng)濟快速有效的原則，結(jié)合口井實際選擇合適的材料及配方。以下是幾種比較成功的堵漏措施。

方案1：起鉆后從井口倒入2～3倍第一個漏層開始到井底這段容積的石灰粉混合堵漏漿。配方：石灰粉500kg +黃土300kg +復(fù)合堵漏劑500kg+高粘25kg +石棉絨200kg +棕繩10kg（切成2cm～3cm，再揉成絲）+清水2m3～3m3。在地面混合均勻成糊狀后再倒入井內(nèi)。下鉆轉(zhuǎn)動1h左右，盡量不開泵。起鉆靜止5h，下鉆到底后采用小排量，高坂含量﹑高粘切泥漿鉆進。針對裸眼段長，可以從底部用稠塞隔開分段堵漏。

方案2：如果漏層較深，不容易引起次生環(huán)保污染的前提下，采用小排量（12L/s）﹑高粘切泥漿，強行鉆進（鉆進中巖屑在鉆具機械碰擊作用下可以起到充填封堵漏失通道作用），鉆完黃土層后進入穩(wěn)定地層10m，配制堵漏泥漿，配方：原漿+單封5%+復(fù)合3%+隨鉆3%+高粘1袋，堵漿量為第一個漏層到井底這段井眼容積1倍，靜止8h，不漏則下鉆恢復(fù)鉆進，要求再繼續(xù)鉆進前面50m采用小排量（12L/s），高粘切高坂土含量泥漿鉆進。

方案3：采用水泥漿堵漏，要求水泥漿中適當(dāng)加入膨化劑，水泥漿量要足夠大，確保水泥漿面高于第一個漏層15m～20m。候凝12h以上，不漏再恢復(fù)鉆進。

方案4：采用智能凝膠堵漏劑ZND-2堵漏，配方：0.5-1.2%ZND-2+H2O，條件：淺井﹑溫度低（50℃以內(nèi)）﹑壓力（差）小﹑強度不大，但粘度高。一般情況下， ZND-2加量為0.8%就可以了，視現(xiàn)場情況而定。

方案5：用瞬間固化劑封堵。發(fā)現(xiàn)井口不返漿，再強行鉆進1m，接著起鉆，準(zhǔn)備堵漏。材料：1m3清水，1噸瞬間固化劑，二者比例為1：1。工具：3個半截機油桶（50升），3根木棍。分成3個班，每班4個人，一個人往桶里加水40kg，一個人往桶里加固化劑40kg，一個負(fù)責(zé)快速攪拌（1min～2min），一個人負(fù)責(zé)往井里倒，全部時間控制在10min以內(nèi)。30min后就可以下鉆正常鉆進。穿過漏層若干米后，原漏層再次發(fā)生漏失的處理辦法 ：在漏層下1m處架橋，加1t瞬間固化劑即可快速堵住。

方案6：用黃土﹑鋸末﹑高粘堵漏劑堵漏，將1噸黃土，0.5t鋸末和0.1t高粘堵漏劑拌勻后用銑子加到井內(nèi)（不可太猛，以免架橋），井外配5m3高粘度泥漿即5m3清水加2袋高粘堵漏劑，下鉆用小泵量鉆進，很快就能堵住。注意：為避免再次發(fā)生漏失，最好把排污泵放在泥漿池里，開泵，讓井內(nèi)返出的黃土﹑鋸末不沉淀，繼續(xù)參與循環(huán)。

4 應(yīng)用實例

陜316井表層井漏，導(dǎo)致井架傾斜，下14m導(dǎo)管成功封隔住漏層；陜430井黃土層多處發(fā)生較大孔洞型井漏（有明顯放空現(xiàn)象），通過采用導(dǎo)管封隔法和方案1﹑2，最終成功將漏層堵住。