鉆井工程中井漏預(yù)防與堵漏技術(shù)研究

趙云峰

（中石化中原石油工程有限公司鉆井二公司，河南 濮陽 457000）

在導(dǎo)致鉆井工程出現(xiàn)井漏事故的原因中，最主要的原因是鉆井作業(yè)過程中所處環(huán)境的地質(zhì)特征因素。在實(shí)際鉆井作業(yè)過程中，如果地層壓力比鉆井液的液柱壓力小，那么就極有可能導(dǎo)致井漏問題出現(xiàn)，而井漏問題根據(jù)漏速不同又可以分為多種級(jí)別。對(duì)于鉆井工程來講，井漏事故出現(xiàn)的原因并不是單一性質(zhì)的，而是由多種因素共同引發(fā)的，所以在進(jìn)行井漏事故預(yù)防以及堵漏技術(shù)研發(fā)過程中，需要綜合多種因素進(jìn)行不斷的提升，為我國當(dāng)前的油氣探測工作提供可靠基礎(chǔ)支持。

一、鉆井工程中井漏產(chǎn)生的原因

在鉆井工程中，井漏產(chǎn)生包括兩個(gè)方面，分別是自然原因和人為原因，首先，從人為原因來分析，為了防止井眼處與井底層之間出現(xiàn)壓力差，所以井眼處壓力不能大于井底層破裂的壓力，否則將會(huì)對(duì)井眼周圍帶來一定的影響，若他們之間產(chǎn)生的壓力差較大，則會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的裂紋并且井漏問題也會(huì)隨之產(chǎn)生。在實(shí)際的鉆井環(huán)節(jié)當(dāng)中，如果有相關(guān)的工作人員未并沒有根據(jù)底層空隙壓力的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行操作的話，就會(huì)導(dǎo)致壓力分布不均勻，不僅會(huì)對(duì)縱向系統(tǒng)造成一定不必要的影響，而且在注水的過程中，最下層的壓力隨之增加出現(xiàn)破裂，導(dǎo)致壓力差變大增高，從而又會(huì)造成一定的不便，所以，在具體的施工過程中千萬要注意細(xì)節(jié)，也就是不能小看了防護(hù)措施的操作，在注入鉆井液時(shí)，若沒有嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定去正常注入，那么注入量就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致底層壓強(qiáng)增大，從而導(dǎo)致井漏事故發(fā)生。其次，因?yàn)槊總€(gè)地區(qū)之間都會(huì)存在一定的地理差異，所以在過硬的地質(zhì)條件下進(jìn)行鉆井項(xiàng)目工作時(shí)，會(huì)出現(xiàn)風(fēng)化現(xiàn)象，隨之就會(huì)發(fā)生井漏的情況，這個(gè)主要屬于自然原因。

二、預(yù)防井漏的安全防護(hù)措施

（一）加強(qiáng)井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，比較重要的參數(shù)有套管、鉆頭以及套管的尺寸、鉆井的深度等。這些參數(shù)的合理選用可以對(duì)井身結(jié)構(gòu)起到重要的作用。為了保證能夠取得良好的井身設(shè)計(jì)，就必須要合理考慮作業(yè)環(huán)境的特點(diǎn)。對(duì)作業(yè)地層的地質(zhì)條件及水文條件等必須有深入詳細(xì)的了解，根據(jù)不同的情況選用不同的設(shè)計(jì)參數(shù)，這樣才能夠切實(shí)保持好井身的結(jié)構(gòu)，避免井漏問題的出現(xiàn)。

（二）降低鉆井液動(dòng)壓力

在鉆井作業(yè)的實(shí)際施工時(shí)，井筒中液動(dòng)壓力越高，導(dǎo)致井漏問題出現(xiàn)的概率就越大。所以，在進(jìn)行實(shí)際作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過科學(xué)的方法對(duì)鉆井的液動(dòng)壓力進(jìn)行有效控制和降低，這樣能夠盡可能地降低井漏問題的出現(xiàn)。為了能夠使鉆井作業(yè)過程中井漏或者是井噴事故出現(xiàn)概率大大降低，在實(shí)際作業(yè)時(shí)需要對(duì)作業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行全面的了解，然后在實(shí)際鉆井過程中選擇適當(dāng)?shù)囊簞?dòng)壓力。如果在鉆井過程中，作業(yè)地段的裂縫和孔洞情況非常復(fù)雜，那么在鉆進(jìn)過程中，當(dāng)鉆井液進(jìn)入地層時(shí)，所受到的阻力就不會(huì)特別大，同時(shí)地層的壓力流失和孔隙壓力基本是相同的，此時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能使鉆井液所產(chǎn)生的靜液柱壓力和地層孔隙壓力之間保持平衡狀態(tài)。從鉆井液本身來看，鉆井液本身密度對(duì)于液動(dòng)壓力所產(chǎn)生的影響是非常重要的，密度越大液動(dòng)壓力也越大。所以在進(jìn)行鉆井液動(dòng)壓力降低時(shí)，需要結(jié)合鉆井作業(yè)實(shí)際所處區(qū)域進(jìn)行全面的分析，將導(dǎo)致鉆井液動(dòng)壓力上升的因素綜合考量進(jìn)去，然后進(jìn)行針對(duì)性的措施制定，降低鉆井作業(yè)過程中液動(dòng)壓力的上升趨勢。

（三）降低鉆井液環(huán)壓損失

降低鉆井液環(huán)壓損失，可以有效防止井漏問題。在鉆井施工中，對(duì)所有的參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真分析比對(duì)，合理確定鉆井設(shè)備，這樣可以有效增加鉆井液的環(huán)空間隙，從而降低環(huán)壓損失。通常的辦法是在鉆屑攜帶的同時(shí)，使鉆井液的排量盡量減小，有效降低環(huán)壓損失。對(duì)鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣可以有效降低井底的壓力，從而預(yù)防井漏問題的出現(xiàn)。

三、井漏堵漏技術(shù)的運(yùn)用

（一）在發(fā)生井漏的同時(shí)第一時(shí)間確定泄漏位置

井漏發(fā)生后，施工人員要加緊搶修。但是只有掌握了井漏發(fā)生的具體位置才能提高井漏搶修的效率，由此可見，確定井漏位置的重要意義。確定井漏位置有以下幾種方法：第一種方法是觀察法。這種方法要求施工人員對(duì)當(dāng)?shù)氐牡貙忧闆r有所了解，并且對(duì)當(dāng)?shù)氐牡貙忧闆r和鉆井液的濃度綜合分析，從而估計(jì)出發(fā)生井漏的大概區(qū)域位置。第二種方法是環(huán)空摩阻法。這種方法主要是通過鉆井液出入口的流量來估計(jì)井漏位置。施工人員可以通過數(shù)學(xué)分析對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而準(zhǔn)確獲取泄漏位置。第三種方法是示蹤劑法。在鉆井液中加入示蹤劑后，示蹤劑的運(yùn)行時(shí)間就可以指示出鉆井液循環(huán)的長度，通過這個(gè)長度，施工人員就可以推測出井漏發(fā)生的位置，十分便捷。第四種方法是井溫測量法。這種方法主要利用了鉆井液循環(huán)時(shí)的溫度規(guī)律。所以，只要施工人員能夠得知井內(nèi)不同區(qū)域的溫度，再與正常的溫度進(jìn)行比對(duì)。如果某區(qū)域的溫度差異過大，施工人員就可以判定在該區(qū)域發(fā)生了井漏。

（二）選擇堵漏材料

鉆井工程中，井漏堵漏技術(shù)的選擇需要根據(jù)井漏的具體現(xiàn)象進(jìn)行，不過，無論選擇哪一種堵漏技術(shù)，堵漏材料的選擇都非常關(guān)鍵，在選擇合理堵漏材料的情況下，堵漏的效果可以得到保障，迅速完成井漏的封堵工作，而如果堵漏材料的選擇不恰當(dāng)，不僅會(huì)影響堵漏的效果，還可能導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。一般情況下，絕大部分堵漏材料都具備遇水膨脹的特性，在堵漏的同時(shí)，也能夠?qū)谶M(jìn)行加固。以鉆井中的細(xì)微裂縫引發(fā)的井漏現(xiàn)象為例，可以選擇具備較高吸水性能的隨鉆堵漏材料，這種材料的主要成分是纖維素、植物膠以及高活性腐殖酸鹽等，在常溫常壓下呈現(xiàn)出為可流動(dòng)的固體粉末，能夠在降低濾失的同時(shí)，對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行保護(hù)。在鉆井液中加入隨鉆封堵劑，需要技術(shù)人員結(jié)合地質(zhì)狀況，確定好最佳級(jí)配，完成對(duì)于不同性質(zhì)漏失地層的有效封堵。而對(duì)于鉆進(jìn)過程中遇到的縫隙較大的井漏，可以選擇剛性顆粒狀材料搭配凝膠類材料，通過兩種材料的配合使用來提升堵漏效果。通過對(duì)堵漏材料的合理選擇，能夠顯著提升鉆井堵漏的效率，切實(shí)保證鉆井效益。

（三）合理地采用化學(xué)堵漏技術(shù)

化學(xué)堵漏技術(shù)是將化學(xué)試劑放入管道內(nèi)，這些試劑會(huì)在管道內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而引起井內(nèi)溫度和壓力的變化，這項(xiàng)技術(shù)具有自適應(yīng)性，較為方便，通過化學(xué)試劑自身的反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)堵漏的目的。在進(jìn)行化學(xué)堵漏時(shí)，我們也要選用性能較好的化學(xué)試劑。同時(shí)化學(xué)試劑堵漏技術(shù)在小型和大型井漏事故中都能被應(yīng)用，而且操作可以一步完成。相比于物理堵漏需要分步填充的特點(diǎn)，化學(xué)堵漏方法具有一定的優(yōu)越性。

總結(jié)：對(duì)于鉆井作業(yè)來講，在實(shí)際作業(yè)過程中，井漏現(xiàn)象的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鉆井作業(yè)過程存在非常大的安全隱患，如果不能夠得到及時(shí)有效的處理，對(duì)于整個(gè)鉆井作業(yè)都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅以及產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)損失。所以對(duì)于鉆井作業(yè)過程中所出現(xiàn)井漏現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全面的分析，并在此基礎(chǔ)之上采取相應(yīng)的防范措施以及研究堵漏技術(shù)，對(duì)井漏問題進(jìn)行全面的解決。