井漏事故的防漏堵漏技術研究

張海濤(大慶鉆探工程公司鉆井一公司 黑龍江大慶 163411)

引言

井漏是指在鉆井過程中鉆井液大量滲入或漏入井眼周圍地層的現(xiàn)象。隨著我國油氣田勘探開發(fā)程度的不斷深入，鉆井過程中鉆遇地層越來越復雜，特別是碳酸鹽巖地層或者裂縫性地層，在鉆進過程中鉆遇壓力衰竭地層、膠結差地層、大裂縫廣泛發(fā)育的地層時，發(fā)生井漏事故的概率很大。由井漏引發(fā)的井壁坍塌、井壁不穩(wěn)定甚至井噴也是長期以來國內外勘探開發(fā)領域的世界性難題，是影響復雜油氣藏鉆井開發(fā)速率的技術瓶頸之一[1-2]。同時，由于井漏造成了大量的鉆井液漏失，污染或損害了儲層，對后期油氣藏的產量產生重要的影響。因此井漏事故中的防漏堵漏技術至關重要，本人結合自身工作經驗，總結了國內外常用的幾種防漏堵漏劑和防漏堵漏新技術，并對防漏堵漏技術的發(fā)展趨勢進行了分析。

一、防漏堵漏劑

1.水泥漿防漏堵漏劑

該防漏堵漏劑對嚴重漏失地層防漏堵漏效果顯著，該類防漏堵漏材料以水泥為主要材料，通過向水泥中加入各種水泥漿處理劑（石膏、石灰、硅酸鹽類），在泵入地下井漏地層后，水泥漿可在一定時間內稠化形成具有一定強度的固體，并于地層膠結在一起，實現(xiàn)封堵漏層的目的。目前硅酸鹽類水玻璃類材料、M T C水泥漿、泡沫水泥等已在礦場取得較好應用。

2.橋接類防漏堵漏劑

該類防漏堵漏劑的封堵原理是通過架橋掛阻、膨脹堵塞、黏附封堵、嵌入等方式對井漏地層進行封堵。該類堵漏劑原材料主要以果殼類、纖維以及各種廉價的化工副產品和廢料為主，來源廣泛且成本較低，目前已成為國內常用的封堵堵漏劑。

3.聚合物凝膠防漏堵漏劑

該類防漏堵漏劑特點主要有：封堵后能防止漏失層裂縫的進一步擴展和延伸；固相含量低，在壓力作用下，易變形進入漏失層；具有較強的抗剪切稀釋能力；聚合物凝膠交聯(lián)后具有較好的粘彈性和可變形性。國外M-I公司研制的F O RM-A-PLU G、F O RM-A-SET AK和F O RM-A-SET AKX已經在阿爾及利亞沙漠鉆井中取得良好效果。國內西南石油大學的ZND特種凝膠已在國內四川、長慶、吐哈等油田成功應用。與聚合物凝膠類防漏堵漏材料類似的還有復合納米有機/無機凝膠、交聯(lián)聚合物PCP凝膠等。

4.體膨顆粒類防漏堵漏劑

該類防漏堵漏材料水化后可迅速膨脹，膨脹幾倍甚至幾百倍不等，在短時間內能夠迅速的封堵嚴重漏失地層。在應用過程中應根據(jù)漏失程度，選用不同初始粒徑及膨脹性能的顆粒。該類顆粒具有較好的彈性和變形性，能夠根據(jù)漏失地層的形狀和尺寸，實現(xiàn)自適應封堵。國外體膨顆粒與合成聚合物混合體系在埃及尼羅河三角洲地區(qū)及南德克薩斯油田的嚴重漏失地層取得了很好的應用效果，解決了井漏的難題。國內清華大學、中國石油勘探開發(fā)研究院分別研制了不同種類的體膨顆粒類防漏堵漏劑，在川東北及彩南油田等成功應用。

二、防漏堵漏新技術

1.超低滲透鉆井液技術

超低滲透鉆井液技術借助表面化學的原理，通過在井壁周圍巖石表面形成具有一定強度的超低滲透膜，在濾餅或巖石表面聚集成膠束后，通過溶脹變大阻礙滲透性，減少堵漏材料的損失，在一定壓力作用下擠壓出堵漏材料中的水分，增加其封堵強度。國內的大港油田和遼河油田以及國外墨西哥灣等地區(qū)在相關油井取得了較好的應用。

2.物理法隨鉆防漏堵漏技術

該類堵漏防漏技術主要適用于漏失量較小且漏失速率較低的砂礫巖地層，對鉆井液要求較低，主要是利用專門的井下工具將泵入地下的鉆井液小部分分流，借助側向旋轉射流的作用，在漏失地層井壁上形成一層致密的不滲透的濾餅，形成“人造井壁”，大大提高了井壁在正方向上的承壓能力。

3.絨囊工作液防漏堵漏技術

絨囊工作液是一種球形材料，具有“一核二層三膜”的微觀結構，內部有氣囊，外部粘附有絨毛結構。該類工作液針對不同漏失地層的防漏堵漏原理是：對于大于絨囊尺寸的漏失孔隙或裂縫，主要依靠絨囊自身的膨脹實現(xiàn)漏失層的封堵；對于與絨囊尺寸大小一致的漏失孔隙或裂縫，主要通過賈敏效應增加漏失粘滯阻力，在壓差作用下堆積在漏失通道入口處實現(xiàn)漏失層的封堵；對于小于絨囊尺寸的漏失孔隙或裂縫，主要依靠絨囊工作液在低剪切速率下的高表觀粘度特性在巖石壁面形成一層非滲透膜，防止鉆井液進入漏失層。

三、防漏堵漏技術發(fā)展趨勢

1.實現(xiàn)隨鉆防漏堵漏的可視化與精細鉆井地質評價相結合

面對油氣藏地質狀況的復雜性及多樣性，防漏堵漏技術很難方便簡單直觀的監(jiān)測漏失，避免井漏事故的發(fā)生。隨鉆監(jiān)測診斷技術是一項世界級難題，我國的863課題也針對該方面進行了一定的研究，隨鉆可視化技術可實現(xiàn)對地層壓力的監(jiān)測，并及時對漏失的可能性做出實時評價。

2.研制新型的鉆井液以及堵漏材料

將物理和化學方法相結合，研制出新型的鉆井液，使其在注入過程中能快速的在井壁周圍形成非滲透膜，減少鉆井液的濾失；對于已發(fā)生井漏的地層，研制出一些廣譜型的堵漏材料，在控制成本的前提下，滿足不同漏失地層的堵漏的需要，堵漏后強度大、有效期長，避免重復漏失的發(fā)生。

3.建立以經濟效益和提高采收率為核心的專家系統(tǒng)

在鉆井過程中，應充分考慮鉆井、鉆井地質、地球物理以及鉆井液等影響因素，以經濟效益和提高采收率為核心，研究防漏的對策。在鉆井過程中井漏發(fā)生后應充分結合測井、錄井、地面監(jiān)測以及地層數(shù)據(jù)等，找出井漏的位置和嚴重程度，提出合理有效的堵漏方案。

[1]藕向東.嚴重井漏事故的防漏堵漏技術[J].石油和化工設備，2012,18（8）：80-81.

[2]徐同臺，劉玉杰，申威，等.鉆井工程防漏堵漏技術[M].石油工業(yè)出版社，1997.

[3]張思民,高金龍,王棟,等.防漏堵漏鉆井液技術發(fā)展趨勢研究[J].中國石油和化工標準與質量,2011,9(下):54.