鉆井液漏失的原因分析與預(yù)防井漏對(duì)策

趙文友

【摘 要】鉆井液漏失是鉆井作業(yè)中的常見的井下復(fù)雜情況之一。一旦發(fā)生漏失，不僅延誤鉆井時(shí)間，損失鉆井液，損害油氣層，干擾地質(zhì)錄井工作，而且還可能引起井塌、卡鉆、井噴等一系列復(fù)雜情況與事故，甚至導(dǎo)致井眼報(bào)廢，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。本文分析了鉆井液漏失的原因，對(duì)防漏鉆井液的使用和井漏的預(yù)防對(duì)策進(jìn)行了闡述。

【關(guān)鍵詞】鉆井液；漏失；分析；預(yù)防；井漏；對(duì)策

對(duì)鉆井液進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理調(diào)整鉆井液的粘度和密度，能夠達(dá)到非常好的防漏效果；有效地防止井漏的出現(xiàn)，保證石油鉆探的順利進(jìn)行，完成石油鉆探任務(wù)。優(yōu)化設(shè)計(jì)以聚合物鉆井液為主的防漏鉆井液體系，在其中添加防漏劑，合理控制鉆井施工參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控壓力的變化，防止井漏事故的發(fā)生。

一、鉆井液漏失的原因分析

由于井漏事故的出現(xiàn)，會(huì)給石油鉆探帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，所以盡量避免井漏的發(fā)生對(duì)于石油鉆探至關(guān)重要。

而出現(xiàn)井漏的原因有很多：部分井漏的出現(xiàn)，是由于井下的地層的本身特點(diǎn)決定的，存在著天然的裂縫或者溶洞，鉆進(jìn)過程中就會(huì)發(fā)生井漏事故；井漏的發(fā)生也可能是由于鉆井施工的措施不合理，導(dǎo)致井筒環(huán)空的壓力發(fā)生改變，上部環(huán)空壓力過高；或者是由于井身結(jié)構(gòu)不合理，下入的套管深度不夠等情況，均會(huì)出現(xiàn)井漏的情況。必須合理控制鉆井液的密度，優(yōu)化石油鉆井施工過程參數(shù)設(shè)置，設(shè)計(jì)合理的井身結(jié)構(gòu)，才能達(dá)到安全鉆探的效果。

井漏的事故雖然是由于井筒的液柱壓力高于地層壓力造成的，但是基于井下地層的復(fù)雜情況，高壓層和低壓層的鉆探過程中，使用的鉆井液密度是有差異的，必須優(yōu)化設(shè)計(jì)鉆井液的密度，依據(jù)不同層位的鉆探，適時(shí)合理調(diào)整鉆井液密度，保證安全鉆探，避免發(fā)生井漏，同時(shí)也必須避免井噴事故的發(fā)生?？刂凭惨褐膲毫?，使其和地層壓力接近平衡，達(dá)到“壓而不死活而不噴”。

二、防漏鉆井液的應(yīng)用

為了防止井漏事故的發(fā)生，對(duì)鉆井液體系進(jìn)行優(yōu)化處理，設(shè)計(jì)聚合物鉆井液體系，并在其中加注防漏劑，能夠有效地改善地層的孔隙度，避免發(fā)生鉆井液進(jìn)入地層的狀況發(fā)生。在石油鉆探過程中，控制好防漏鉆井液的粘度和密度，減少波動(dòng)壓力和壓力差的產(chǎn)生，避免發(fā)生井漏事故。

1.優(yōu)選合適的鉆井液體系

選擇鉆井液的種類，應(yīng)用預(yù)鉆探井筒的地質(zhì)資料信息，分析井下地層巖石的物性參數(shù)，優(yōu)選合適的鉆井液，才能保證安全鉆探。對(duì)于低孔隙壓力的井筒進(jìn)行鉆井施工時(shí)，優(yōu)選聚合物鉆井液，充氣鉆井液，泡沫鉆井液等，使石油鉆井施工過程中，保持近平衡的狀態(tài)，避免發(fā)出井漏的事故。也可以優(yōu)選空氣鉆井液，必須研究鉆井液的流變特性，保證不發(fā)生井漏，同時(shí)也不允許發(fā)生井噴事故。

合理控制鉆井液的井筒內(nèi)的液柱壓力，與地層壓力的平衡，減少壓力損失，避免壓裂液的壓力高于地層的破裂壓力，而導(dǎo)致壓裂的狀況出現(xiàn)，引起井漏，嚴(yán)重影響到后續(xù)的施工，必須進(jìn)行有效地控制，才能達(dá)到預(yù)期的鉆井施工效果。

2.提高地層的承壓能力

通過對(duì)鉆井液性能的控制和調(diào)節(jié)，使其滿足鉆井工藝的需求。對(duì)于地層漏失狀況的預(yù)防及控制技術(shù)措施的研究，通過對(duì)漏失層段封堵作用，封堵減小地層的孔道，避免過量的鉆井液流入孔道，損害油層。

在鉆井液體系中加入堵漏劑，達(dá)到隨鉆堵漏的效果。在進(jìn)行鉆井施工過程中，鉆井液循環(huán)起來，低壓的孔隙被堵漏劑堵塞，避免鉆井液的進(jìn)入，對(duì)低壓孔隙實(shí)施保護(hù)措施，防止大量的鉆井液進(jìn)入而形成嚴(yán)重的漏失，對(duì)儲(chǔ)層帶來更大的傷害。堵漏劑進(jìn)入到漏失的通道后，能夠提高地層的承壓能力，鉆井施工時(shí)，保持平衡壓力的鉆井，順利完成鉆井施工任務(wù)。

如果選擇欠平衡鉆井的技術(shù)措施，優(yōu)化鉆井液體系的設(shè)計(jì)。將鉆井液在井筒內(nèi)的壓力控制在略低于油層的壓力，就會(huì)避免井漏事故的發(fā)生。合理控制鉆井液的密度和粘度，使其在井筒內(nèi)產(chǎn)生的液柱壓力和地層壓力平衡，或者略低于地層壓力，就不會(huì)發(fā)生井漏事故。相反，如果井筒內(nèi)鉆井液的液柱壓力高于井下地層的壓力，就會(huì)發(fā)生井漏的事故。

3.進(jìn)行先期堵漏技術(shù)措施

在石油鉆井施工過程中，為了防止井漏，設(shè)計(jì)防漏的鉆井液體系，如果鉆探到下部的高壓地層壓力高于上部地層壓力時(shí)，需要控制鉆井液的密度，使其達(dá)到下部高壓地層的要求。對(duì)上部地層實(shí)施堵漏防護(hù)技術(shù)措施，防止上部地層發(fā)生井漏的事故。

三、井漏的預(yù)防對(duì)策

鉆井液漏失是鉆井作業(yè)中的常見的井下復(fù)雜情況。漏失通道的基本形態(tài)如圖1所示。一旦發(fā)生漏失，不僅延誤鉆井時(shí)間，損失鉆井液，損害油氣層，干擾地質(zhì)錄井工作，而且還可能引起井塌、卡鉆、井噴等一系列復(fù)雜情況與事故，甚至導(dǎo)致井眼報(bào)廢，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，在鉆井過程中應(yīng)盡量避免井漏情況發(fā)生。對(duì)井漏應(yīng)堅(jiān)持以預(yù)防為主，盡量避免人為失誤而引起的井漏。利用鉆井液技術(shù)進(jìn)行預(yù)防井漏主要有以下幾種方法：

1.降低井筒中鉆井液的動(dòng)壓力

過高的鉆井液動(dòng)壓力是造成井漏的主要原因之一。一般可在鉆井和完井過程中采取以下措施來降低鉆井液的動(dòng)壓力：選用合理的鉆井濃密度與類型，實(shí)現(xiàn)近平衡壓力鉆井；降低鉆井液的環(huán)空壓耗；降低開泵、下鉆和下套管過程中的激動(dòng)壓力等。

2.調(diào)整鉆井液性能

鉆進(jìn)孔隙型滲透性漏失層時(shí)，在進(jìn)入漏層前可通過適當(dāng)增加鉆井液中的膨潤(rùn)土含量或加入增粘劑等措施提高鉆井液的動(dòng)切力、靜切力，達(dá)到提高地層的承壓能力。

3.鉆井液中預(yù)加堵漏材料隨鉆堵漏

對(duì)于孔隙―裂縫性漏失層，在進(jìn)入該層段之前，可在鉆井液循環(huán)過程中加入堵漏材料。在壓差作用下，進(jìn)入漏層，封堵近井筒的漏失通道，提高地層的承壓能力，起到防漏作用。

4.備足鉆井液

鉆穿漏失層前，地面要儲(chǔ)備足夠的鉆井液，以備處理漏失使用。如果鉆井液儲(chǔ)備不足而又不能及時(shí)供應(yīng)時(shí)，必須起鉆至漏失層以上，以防卡鉆或發(fā)生其它事故。鉆進(jìn)中遇到高壓油、氣、水層的井，應(yīng)儲(chǔ)備高于井筒內(nèi)鉆井液密度的加重鉆井液，其數(shù)量應(yīng)接近井筒中鉆井液的數(shù)量。

5.選用合理的鉆井液密度

依據(jù)三個(gè)地層壓力剖面，設(shè)計(jì)合理的鉆井液密度，使其形成的液柱壓力高于裸眼井段最高地層孔隙壓力，低于地層漏失壓力和裸眼井段最低的地層破裂壓力。對(duì)于油層或水層，鉆井液密度一般應(yīng)附加0.05～0.10g/cm3，對(duì)于氣層應(yīng)附加0.07～0.15g/cm3。對(duì)于探井應(yīng)依據(jù)隨鉆地層壓力監(jiān)測(cè)的結(jié)果，及時(shí)調(diào)整鉆井液密度，始終保持井筒中液柱壓力高于裸眼井段最高地層孔隙壓力。

6.進(jìn)入油氣水層前調(diào)整鉆井液性能

除調(diào)整鉆井液密度，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求外，在保證鉆屑正常攜帶的前題下，應(yīng)盡可能采用較低的鉆井液粘度與切力，特別是終切力隨時(shí)間變化幅度不宜過大，以降低起下鉆過程中的抽吸壓力或激動(dòng)壓力。鉆進(jìn)過程中需加重時(shí)，應(yīng)控制加重速度，防止因加重速度過快而壓漏地層。應(yīng)注意控制開泵壓力，防止憋漏地層。

四、結(jié)束語

在鉆井現(xiàn)場(chǎng)一般對(duì)付井漏應(yīng)以預(yù)防為主，盡可能避免因人為的失誤而發(fā)生井漏。通過對(duì)防漏鉆井液的使用的探討和井漏預(yù)防對(duì)策的探討，有效地解決石油鉆探過程中，發(fā)生井漏的事故；通過鉆井液體系的優(yōu)化和密度的調(diào)整，改善鉆井效率。而在實(shí)際鉆井施工中，合理使用防漏鉆井液體系，通過添加防漏劑的方式，解決漏失問題。通過對(duì)鉆探施工參數(shù)的控制，保證欠平衡的鉆井條件，能夠有效地預(yù)防井漏事故的發(fā)生。但是必須嚴(yán)格執(zhí)行安全操作程序，也必須保證井下安全，不發(fā)生井噴及井噴失控事故，保證安全順利地完成石油鉆井任務(wù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 李云貴.大段太古界地層防漏堵漏鉆井液技術(shù)[J].內(nèi)蒙古石油化工，2012（11）：99-100

[2]張川，郭海，高麗娜.滴西探井防漏堵漏鉆井液技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用[J].西部探礦工程，2012，24（3）：59-60