齊永高
在鉆井工程中,井漏問題較為常見,在不同程度上影響著工程作業(yè)成效,可能出現鉆井液、泥漿滲透到地層中,埋下一系列安全隱患,有待進一步完善。由此看來,在鉆井工程中應該尋求合理的預防及堵漏技術,盡可能避免井漏問題的出現,為后續(xù)作業(yè)活動順利開展打下堅實基礎和保障。
鉆井工程在作業(yè)過程中,由于鉆井液、泥漿滲透到地層中,出現井漏問題,對于作業(yè)活動有序開展帶來一定安全隱患。地層中的裂縫、孔隙,導致井液漏失到通道中,埋下一系列安全隱患;地層孔隙中流體壓力較之鉆井液液柱壓力要小的多,存在一定的壓力差。就井漏類型來看,主要包括裂縫性漏失、滲透性漏失和空洞型漏失幾種。
在鉆井工程作業(yè)中,井漏問題形成的原因主要表現在以下幾個方面:
其一,人為因素導致的漏失,由于井眼壓力和底層破裂之間的壓力差,可能在井眼周圍出現裂縫,加劇井漏問題的出現幾率。在地下資源勘查開發(fā)中,地層孔隙壓力分布發(fā)生了明顯的改變,縱向壓力系統(tǒng)逐漸紊亂。注水開發(fā)促使地層破裂壓力發(fā)生明顯變化,出現高低壓差問題。在施工過程中,由于缺少合理的防護措施,如果缺乏鉆井液未能得到有效控制,密度較高,抗壓強度薄弱地層會出現井漏問題;下鉆過程中,隨著下鉆速度的加快,會出現過高激動壓力;鉆井液粘切過高,可能加快開泵速度。
其二,自然通道因素導致,在沉積、水溶蝕中形成。通常情況下,泥頁巖漏失幾率較低,對于一些較硬脆的地層,可能受到裂縫和風化作用影響,加劇漏失通道現象的出現。對于部分膠結性較差的砂礫巖,孔隙連通性較好,可能在鉆進過程中地層發(fā)生井漏問題,埋下一系列安全隱患。對于滲透率較高的砂礫巖,孔隙作為主要漏失通道,由于鉆井液密度較高,可能出現漏失問題。通常情況下,低滲砂礫巖的井漏幾率較小。石灰?guī)r和白云巖作為碳酸鹽巖只能夠的主要類型,受到構造運動和風化作用形成眾多的溶孔,形成漏失通道,加劇井漏問題的出現。
通常情況下,在鉆井工程作業(yè)過程中,井漏問題會對作業(yè)質量和作業(yè)安全產生不同程度上的影響。為了有效解決這一問題,應該尋求合理的預防和控制措施,主要包括漏層位置的預測、井身結構合理設計以及地層承壓壓力提升幾個方面。
對于漏層位置的預測和分析,應該根據實際情況選擇合適的方法。在使用井溫測量法過程中,受到地層溫度的影響,可能會出現井漏問題,鉆井液滲透到地層中,和下部鉆井液產生一定溫度差異。結合溫度差異大小,可以及時有效地判斷井漏位置。使用溫度測井儀器,確保井溫測量誤差不超過0.5℃,熱慣性不超過3s。為了便于測量工作開展,通過電阻橋臂的使用,探頭放入不變溫度時,橋臂電阻值相等,電位差△UMN=0。井溫探頭從溫度T1逐漸進入到T2環(huán)境,產生電位差△UMN,按照特定公式計算。
公式中Rc為不變溫度T0時候的橋臂電阻,α為橋臂電阻絲的溫度變化系數;井溫探頭的溫度差△T=T2-T1升高,△UMN線性值隨之增大,電位差正負很大程度上由介質冷熱溫度決定。T2>T1,△UMN為負。
鉆井過程中由于鉆頭連接的鉆桿尺寸不同,可能出現在任一地層,使用逐步逼近法計算漏層位置。伴隨著井漏漏失量的增長,鉆井液動液面遠遠低于井口位置,流失量不斷減少,在穩(wěn)定位置與泵排量趨于一致。受到壓強的作用和影響,伴隨著鉆井液動液面加深,漏層位置隨之加深,加劇井漏失返問題的出現,泵壓為零,可以快速計算出漏層位置。
為了有效避免井漏問題的出現,應該立足于實際情況進一步優(yōu)化井身結構的設計優(yōu)化工作,通過現場勘察了解地質條件和水文條件,有助于為后續(xù)的井身結構設計提供可靠依據,確保后續(xù)鉆井工程作業(yè)活動有序開展。如果井身結構設計不合理,可能加劇井漏問題的出現。故此,在鉆井工程作業(yè)中,避免盲目性地設計,結合作業(yè)區(qū)域地質條件和水文條件,設計合理的方案降低井漏問題。此外,井身設計中,應該綜合考量底層空隙壓力和油氣層位置等因素,選擇合適的完井方法。
鉆井作業(yè)過程中,隨著液體動壓力的升高,井漏發(fā)生幾率隨之升高。所以,應該尋求合理有效的預防措施控制鉆井液動壓力,降低井漏發(fā)生幾率?;诖?,應該加強鉆井工程作業(yè)情況的調查和了解,選擇合適的液動壓力,如果發(fā)現施工區(qū)域中出現裂縫和孔隙問題,由于內部結構復雜,鉆井液滲透到地層中,地層漏失壓力和孔隙壓力相等,盡可能讓鉆井液的靜液柱壓力和地層孔隙壓力保持一致。此外,在鉆進過程中降低激動壓力,鉆進過程中開泵緩慢,合理控制鉆進速度。由于鉆井中環(huán)空間隙較小,可能產生較大的境內循環(huán)液動壓力,導致井壁破裂出現井漏問題。所以,通過對鉆井工程的實地勘察,盡可能減小鉆井液動壓力,為后續(xù)作業(yè)活動有序開展奠定基礎。
鉆井工程作業(yè)中,為了降低井漏發(fā)生幾率,可以通過降低鉆井液環(huán)預防井漏問題出現。作業(yè)過程中,通過對作業(yè)數據的計算和分析,選擇合適的鉆井設備和結構,降低鉆井液環(huán)空壓耗,增加環(huán)空間隙,降低下鉆難度以及鉆進的損耗。進入到工段高坡時,減少鉆井液濾失量,選擇最佳的濾餅,減少環(huán)空間隙的出現。與此同時,除了上述措施以外,還可以根據實際情況選擇其他的安全防護措施,在專業(yè)中心區(qū)域保持嚴謹的態(tài)度,選擇合理的預防措施,避免井漏問題的出現。需要注意的是,鉆進過程中需要合理把控鉆進力度,不可以過于劇烈,形成一個正常的開泵循環(huán)。
諸如,采用自適應防漏堵漏劑,應該選擇新型封堵機理,盡可能選擇彈性較大的加固填充物。在這個過程中,在聚合物封堵基礎上形成新的封堵層,借助加固劑對微孔隙進行處理,協(xié)調完成鉆井管道防漏堵漏工作,盡可能避免鉆井液的入侵。自適應防漏堵漏技術中使用吸水樹脂,可以用公式來表示其吸水倍率,為:
井漏問題的出現,可以使用橋接堵漏法、隨鉆堵漏法和固結堵漏法進行處理,有效修補井漏區(qū)域。但是需要注意的是,鉆井過程中應該確定井漏發(fā)生位置,掌握井漏規(guī)模和嚴重程度,選擇針對性的方法進行堵漏處理,提升鉆井工程作業(yè)質量。與此同時,為了可以進一步提升封堵效果,應該根據實際情況選擇合適的封堵試劑,借助專門的封堵機進行處理,在前沿的理論指導下,選擇彈性較大的加固材料,提升井漏的修補質量。在堵漏過程中,首先采用尺寸較大的顆粒封堵裂縫、孔隙,使用加固劑對微小孔隙封堵處理,協(xié)同完成鉆井堵漏工作,避免鉆井液滲透。
在當前可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背景下,鉆井工程涉及內容較廣,為了有效避免井漏問題的出現,應該結合實際情況,尋求合理的預防措施和堵漏技術,盡可能避免鉆井液、泥漿滲透到地層中,及時有效地判斷隱患位置,提升封堵處理成效,保證后續(xù)的鉆井作業(yè)活動安全有序進行。