鉆井液防漏堵漏技術(shù)研究

許玲玲(大慶鉆探工程公司鉆井四公司鉆井液分公司，吉林 松原 138000)

鉆井液防漏堵漏技術(shù)研究

許玲玲(大慶鉆探工程公司鉆井四公司鉆井液分公司，吉林 松原 138000)

鉆井液泄漏容易造成安全隱患，是長期困擾鉆井工程的一大難題。提高地層承壓能力是目前常用的解決鉆井液泄漏問題的發(fā)展趨勢。本文以造成鉆井液泄漏的原因作為切入點(diǎn)，通過分析地層特點(diǎn)，研發(fā)鉆井液防漏堵漏方法，為強(qiáng)化井筒的防漏堵漏鉆井液及封堵材料優(yōu)選提供了更科學(xué)便捷的方法。

含油污水;臭氧;固體催化劑

1 鉆井液泄漏地層環(huán)境分析

地層承壓能力系井筒內(nèi)的鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力致使井筒發(fā)生破裂，導(dǎo)致鉆井液泄漏的臨界值。地層破裂壓力是體現(xiàn)地層承壓能力的重要因素。地層承壓能力偏低是導(dǎo)致鉆井液泄漏的根本原因：巖層不能承受井筒壓力或者地層本身存在裂縫，在鉆井液的壓迫下，泄漏幾乎不可避免。

強(qiáng)化地層破裂壓力能力、泄漏壓力能力，與此同時，降低鉆井液的液柱對地層的壓力，排除地層破裂的誘因，甚至也可以人工定向爆破地層，人工誘導(dǎo)裂縫，改變地層原有的受力結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到優(yōu)化地層承壓能力的目的。

2 泄漏地層分析

(1)泄漏地層特點(diǎn)分析 地層是泄漏發(fā)生的主體，地層是地質(zhì)歷史上某一階段形成的層狀巖石，不同的地層特點(diǎn)決定了具體的泄漏狀況，比如地層的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地層巖石的礦物組成、地層巖石的力學(xué)性質(zhì)等都會影響泄漏發(fā)生的難易程度。地質(zhì)構(gòu)造作用改變了地層原有的狀態(tài)，對地層產(chǎn)生很大的影響，由于構(gòu)造運(yùn)動，地層產(chǎn)生摺皺、斷層等，會產(chǎn)生大型天然裂縫或者破碎帶，這些地層往往會誘發(fā)嚴(yán)重的惡性泄漏，防控難度極大；此外，暴露于地表的巖層經(jīng)過長時間的風(fēng)化作用，巖石變的疏松、且裂縫網(wǎng)絡(luò)發(fā)育，在地質(zhì)作用下，經(jīng)過風(fēng)化的巖層下陷，被再次埋入地下形成古潛山，鉆遇這類地層時，鉆井液的泄漏也極易發(fā)生。

(2)鉆井液泄漏情形的分類 ①按裂縫成因分類。鉆井液裂縫性泄漏可以分為壓差性鉆井液泄漏、壓裂性鉆井液泄漏、擴(kuò)展性鉆井液泄漏等三種。

壓差性鉆井液泄漏，此為鉆井液匯集在地層裂縫而產(chǎn)生的壓力將地層撕開，通道橫截面較大，溶洞系統(tǒng)規(guī)模亦較大。當(dāng)鉆井液的液柱壓力大于地層壓力時，鉆井液延地層裂隙泄漏。

擴(kuò)展性鉆井液泄漏，此為地層天然固有裂縫，當(dāng)鉆井液壓力尚在地層可承受范圍內(nèi)，鉆井液不會大規(guī)模泄漏；當(dāng)鉆井液壓力突破地層受力臨界值時，裂縫被泄漏的鉆井液打出通道，誘發(fā)鉆井液泄漏，故亦稱為天然非致漏裂縫。

壓裂性鉆井液泄漏，此又細(xì)分為兩種不同的情況：第一種情況基于完整的地層結(jié)構(gòu)，鉆井液的液柱壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地層的破裂臨界的承受力，地層破裂，形成裂縫空間，導(dǎo)致泄漏；第二種情況基于微小缺陷的地層結(jié)構(gòu)，鉆井液液柱壓力過大引起的壓力在缺陷出集中，產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致地層破裂，誘發(fā)鉆井液泄漏。

除此之外，以上三種類型共同疊加形成的裂縫稱為復(fù)合性鉆井液泄漏。復(fù)合性泄漏是鉆井工程實(shí)際中比較常見的泄漏情形。

②按裂縫寬度分類。地層裂縫的寬度是鉆井液泄漏程度的表現(xiàn)和決定因素。不同寬度的應(yīng)對亦不同。當(dāng)?shù)貙恿芽p的寬度小于2mm，鉆井液中所含的固體即可封堵住地層裂縫；當(dāng)?shù)貙恿芽p在2mm到8mm之間，鉆井液泄漏明顯，可采用隨鉆堵漏法來堵住裂縫；當(dāng)?shù)貙恿芽p寬度超過8mm后，鉆井液會產(chǎn)生明顯的泄漏，此時需要暫停鉆井作業(yè)，專門堵漏。

3 鉆井液泄漏防控對策

(1) 提高地層承壓能力 只要地層完整，即使比較薄弱，鉆井液亦不會大規(guī)模泄漏。此時的工作在于通過提升地層的承壓能力來排除潛在的泄漏可能。而提高地層承壓能力的關(guān)鍵在于提高地層破裂壓力。

當(dāng)鉆井液的液柱壓力大于地層破裂壓力時，地層會在擠壓中形成裂縫，導(dǎo)致泄漏。在實(shí)際施工中常常添加封堵材料，以期改善鉆井液構(gòu)成，利用鉆井液自身固體修補(bǔ)井壁，減輕地層壓力，最終提升地層的承壓能力，達(dá)到防止鉆井液泄漏的要求。

濾餅可用于提升地層破裂壓力。濾餅由優(yōu)化過的鉆井液、封堵材料構(gòu)成。濾餅不僅可以保護(hù)井筒，還具有緩沖鉆井液壓力，減輕其對地層巖石受力作用，從而強(qiáng)化地層承壓能力，達(dá)到防漏目的。

(2)重建地層承壓能力 地層存在天然裂縫實(shí)屬多發(fā)、正常的自然現(xiàn)象，由此而導(dǎo)致的擴(kuò)展性鉆井液泄漏、壓差性鉆井液泄漏亦多發(fā)于此。在實(shí)踐中，多用控制地層壓差和擴(kuò)展性的方法來防止泄漏，其技術(shù)的關(guān)鍵在于提升地層泄漏壓力。針對嚴(yán)重壓裂、甚至出現(xiàn)致漏裂縫的地層，需要人工介入，重建地層的承壓能力。人工重建地層承壓能力的主要方式是將培漏材料勾兌到鉆井液中，提高鉆井液封培裂縫的能力。采用這一方法不僅能解決鉆井液泄漏的困擾，還可以在此基礎(chǔ)上減輕地層破裂壓力，提升地層的承壓能力。

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許玲玲(1984- ),女，漢,遼寧凌源人，助理工程師，大學(xué)本科，研究方向：鉆井液的應(yīng)用與研究。