鉆井工程中井漏預(yù)防及堵漏技術(shù)

康敬水

（中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300459）

1 概述

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(guò)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(guò)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(wèn)題出現(xiàn)，而井漏問(wèn)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(lái)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(guò)程中，需要綜合多種因素進(jìn)行不斷的提升，為我國(guó)當(dāng)前的油氣探測(cè)工作提供可靠基礎(chǔ)支持。

2 針對(duì)鉆井作業(yè)井漏問(wèn)題的預(yù)防措施

2.1 加強(qiáng)鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)鉆井作業(yè)過(guò)程中井漏問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防，若能夠?qū)崿F(xiàn)有效預(yù)防，首先需要對(duì)鉆井作業(yè)時(shí)的井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)化設(shè)計(jì)。對(duì)井身進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)鉆井設(shè)備作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的勘察，包括現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)以及水文情況等，從而為井身的科學(xué)合理設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)支持以及參考依據(jù)。其次，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也要應(yīng)用當(dāng)下先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段以及設(shè)計(jì)設(shè)備和設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)鉆井設(shè)備井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，使井身能夠在設(shè)計(jì)結(jié)束并投入生產(chǎn)之后，在鉆井工程作業(yè)過(guò)程中真正發(fā)揮作用，為鉆井工程作業(yè)提供助力。因?yàn)閷?duì)于鉆井工程作業(yè)來(lái)講，如果所設(shè)計(jì)的井身結(jié)構(gòu)存在不合理的地方，那么在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中導(dǎo)致井漏問(wèn)題出現(xiàn)的概率會(huì)大大增加。所以在鉆井井身的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際作業(yè)環(huán)境情況進(jìn)行設(shè)計(jì)方法的選擇，并且盡可能地做好科學(xué)合理的優(yōu)化配置，盡最大可能將井漏問(wèn)題的出現(xiàn)概率降到最低。除此之外，在進(jìn)行鉆井井身設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)當(dāng)充分考慮到在鉆井實(shí)際工作時(shí)與地層接觸所產(chǎn)生的空隙壓力以及油氣層位置和可能會(huì)出現(xiàn)的破裂巖隙等多種因素。將這些因素都納入鉆井機(jī)身的設(shè)計(jì)考慮因素中，這樣才能夠使井身設(shè)計(jì)更加完美。

2.2 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(wèn)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(guò)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(wèn)題的出現(xiàn)。為了能夠使鉆井作業(yè)過(guò)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(guò)程中選擇適當(dāng)?shù)囊簞?dòng)壓力。如果在鉆井過(guò)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(guò)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(lái)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(guò)程中液動(dòng)壓力的上升趨勢(shì)。

2.3 降低鉆井液環(huán)空壓耗

在對(duì)鉆井井漏問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防的過(guò)程中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)有效預(yù)防，降低鉆井液環(huán)控壓耗也是一種非常有效的手段。在正常作業(yè)過(guò)程中，為了能夠使井漏問(wèn)題得到有效的預(yù)防，需要對(duì)實(shí)際鉆井施工時(shí)各項(xiàng)數(shù)據(jù)變化情況進(jìn)行及時(shí)地掌握，并對(duì)鉆井設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的選擇，然后在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行鉆井液環(huán)控壓耗的降低，從而使井漏現(xiàn)象做到真正有效的預(yù)防。首先，在鉆井過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)盡可能地使鉆井作業(yè)時(shí)，井筒鉆屑攜帶的鉆井液釋放量降低。其次，則是在進(jìn)行實(shí)際作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)密的勘測(cè)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇合適并且科學(xué)的鉆井工具以及相應(yīng)井深結(jié)構(gòu)，使鉆井過(guò)程中環(huán)空間隙增加，從而使鉆井過(guò)程中下鉆的難度降低，同時(shí)使井壁濾餅所產(chǎn)生的損失也降低到最低程度。最后則是在進(jìn)行鉆井時(shí)，如果遇到工段高坡，在鉆井過(guò)程中需要盡可能地使鉆井液濾失量降低，同時(shí)在鉆井過(guò)程中所選擇濾餅應(yīng)當(dāng)盡可能的優(yōu)質(zhì)且厚度不能太大，使環(huán)控間隙被消除。

2.4 其他方法

在鉆井過(guò)程中，通過(guò)對(duì)井漏現(xiàn)象進(jìn)行全面分析，以及對(duì)其所產(chǎn)生危害進(jìn)行評(píng)估，充分認(rèn)識(shí)到在當(dāng)前鉆井作業(yè)過(guò)程中對(duì)于井漏問(wèn)題預(yù)防及處理的重要性。所以在進(jìn)行鉆井作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)盡可能地保證各項(xiàng)作業(yè)流程能夠規(guī)范操作進(jìn)行，并結(jié)合實(shí)際作業(yè)區(qū)域內(nèi)的真實(shí)情況進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)防措施制定，盡可能地將井漏現(xiàn)象的出現(xiàn)概率降低。此外，在鉆井施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能地對(duì)下鉆的力度進(jìn)行良好的把控，不能夠過(guò)于緩慢，也不能夠過(guò)于迅速。在鉆井作業(yè)時(shí)，如果需要開泵進(jìn)行循環(huán)，應(yīng)當(dāng)盡量先轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再開泵，讓小排量緩慢開泵作為開泵循環(huán)時(shí)的工作原則。

3 鉆井作業(yè)中井漏問(wèn)題的堵漏技術(shù)研究

3.1 堵漏材料的科學(xué)選擇

通過(guò)對(duì)當(dāng)前的鉆井井漏問(wèn)題發(fā)生原因進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，雖然在很大程度上該問(wèn)題的出現(xiàn)因?yàn)槭┕ぷ鳂I(yè)存在問(wèn)題，但是與鉆井作業(yè)過(guò)程中所使用的相關(guān)堵漏材料質(zhì)量也具有很大關(guān)聯(lián)。因?yàn)閷?duì)于鉆井作業(yè)來(lái)講，在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中若是突發(fā)井漏事故，那么需要在第一時(shí)間確定發(fā)生井漏事故的層段，然后通過(guò)合理的堵漏技術(shù)對(duì)出現(xiàn)故障層段進(jìn)行處理。而鉆井所出現(xiàn)井漏問(wèn)題在很大程度上是處于低壓地層當(dāng)中，處理時(shí)通過(guò)使用堵漏材料對(duì)鉆井所出現(xiàn)井漏層位進(jìn)行填充，從而使出現(xiàn)裂縫以及孔隙等流動(dòng)通道能夠被堵塞。在當(dāng)前進(jìn)行鉆井堵漏作業(yè)時(shí)，所使用的材料一般是具有吸水膨脹性質(zhì)的材料，這類材料在出現(xiàn)井漏層位進(jìn)行使用時(shí)，能夠快速吸水并膨脹對(duì)井壁進(jìn)行加固，而且還能夠使地層承壓能力得到提高，這對(duì)于鉆井作業(yè)來(lái)講是非常有利的。

3.2 鉆井井漏堵漏方法

在鉆井過(guò)程中如果發(fā)生了井漏問(wèn)題，在進(jìn)行堵漏的時(shí)候，常用的堵漏方法包括如下幾種：

（1）隨鉆堵漏法。

（2）橋接堵漏法。

（3）固結(jié)堵漏法。

除此之外還有一些其他的方法，而這三種方法是在進(jìn)行堵漏作業(yè)時(shí)常用的三種方法。對(duì)于鉆井工程來(lái)講，在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)井漏問(wèn)題，需要選擇合適的方法對(duì)出現(xiàn)井漏層位進(jìn)行補(bǔ)救，但是在進(jìn)行實(shí)際作業(yè)時(shí)井漏現(xiàn)象的出現(xiàn)是隨機(jī)的，所以針對(duì)井漏現(xiàn)象的處理：①需要對(duì)所發(fā)生層面位置進(jìn)行確定；②將出現(xiàn)井漏現(xiàn)象的規(guī)模和情況進(jìn)行確定；③選擇針對(duì)性的方法，對(duì)井漏位置進(jìn)行堵漏和補(bǔ)救。

所以對(duì)于井漏問(wèn)題的處理來(lái)講，除了選擇科學(xué)合理的方法之外，最重要的是要對(duì)井漏發(fā)生層面位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

3.3 井漏發(fā)生層面位置確定方法

3.3.1 觀察法

觀察法的重點(diǎn)是在進(jìn)行問(wèn)題的分析時(shí)，對(duì)鉆進(jìn)以及鉆井作業(yè)場(chǎng)地的巖心和鉆屑等多種情況進(jìn)行細(xì)心的觀察，同時(shí)對(duì)鉆井所使用鉆井液的密度變化和其他所觀察到的現(xiàn)象結(jié)果，進(jìn)行全面的分析和考慮。在綜合考慮的基礎(chǔ)之上，對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)井漏現(xiàn)象的位置以及層面進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，然后在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行科學(xué)方法的應(yīng)用，從而使井漏問(wèn)題能夠得到及時(shí)的處理。

3.3.2 環(huán)空摩阻法

對(duì)于該方法來(lái)講，實(shí)際應(yīng)用時(shí)工作原理是對(duì)鉆井過(guò)程中的鉆井液循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)出口流量和漏失量進(jìn)行測(cè)量、觀測(cè)，然后通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算，將測(cè)量結(jié)果在計(jì)算公式當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，最后得出計(jì)算結(jié)果，從而對(duì)發(fā)生井漏現(xiàn)象的層面位置進(jìn)行推算。所以，在應(yīng)用該方法進(jìn)行鉆井井漏發(fā)生層面位置確定時(shí)，其本身工作過(guò)程中會(huì)存在一些影響因素，影響因素主要是由人為因素所導(dǎo)致的，因?yàn)樵谶M(jìn)行實(shí)際測(cè)量的過(guò)程中，人為操作可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的結(jié)果錯(cuò)誤，或者是操作過(guò)程中某項(xiàng)環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤差，都會(huì)導(dǎo)致最終測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤。而這些錯(cuò)誤數(shù)據(jù)在計(jì)算公式當(dāng)中套入并進(jìn)行計(jì)算所得出的結(jié)果也是錯(cuò)誤的，可能會(huì)導(dǎo)致最終所推算出的井漏發(fā)生層面位置不準(zhǔn)確。所以在進(jìn)行該方法的應(yīng)用時(shí)，首先需要保證在進(jìn)行測(cè)量過(guò)程中所使用設(shè)備科學(xué)合理，而且不會(huì)存在誤差。其次則是測(cè)量作業(yè)人員需要事先對(duì)使用設(shè)備進(jìn)行檢查，并同時(shí)對(duì)測(cè)量作業(yè)的工作流程進(jìn)行熟悉和掌握，在測(cè)量過(guò)程中按照正確流程進(jìn)行操作，保證最終測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確。最后則是對(duì)于所進(jìn)行的測(cè)量工作以及測(cè)量結(jié)果的計(jì)算，需要進(jìn)行多次測(cè)算，最終將所取得的測(cè)算結(jié)果平均值作為推算發(fā)生井漏位置的數(shù)據(jù)。

3.3.3 示蹤劑法

對(duì)于該方法來(lái)講，最主要的作用是對(duì)鉆井過(guò)程中鉆井液的循環(huán)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定，以此來(lái)判斷出現(xiàn)井漏的發(fā)生層面位置。對(duì)于該方法的應(yīng)用來(lái)講，最主要的是需要在井漏事故發(fā)生之前進(jìn)行使用，因?yàn)樾枰孪葘@井液當(dāng)中投入示蹤劑，如果井漏事故發(fā)生，就可以通過(guò)正常運(yùn)行7d 的時(shí)長(zhǎng)和井漏發(fā)生過(guò)后運(yùn)行7d 的時(shí)長(zhǎng)中的示蹤劑路線進(jìn)行對(duì)比，最后能夠?qū)┌l(fā)生的層面位置進(jìn)行確定。所以在該方法應(yīng)用過(guò)程中，最重要的就是要事先增加示蹤劑，然后才能夠在井漏事故發(fā)生之后進(jìn)行對(duì)比，從而判斷發(fā)生井漏現(xiàn)象的位置。

3.3.4 井溫測(cè)量法

因?yàn)樵阢@井過(guò)程中，鉆井內(nèi)部會(huì)增加鉆井液，鉆井液在鉆井內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致鉆井內(nèi)部的不同層面溫度變化也大不相同。因此在進(jìn)行井漏發(fā)生層面位置判斷時(shí)，可以通過(guò)對(duì)鉆井液液柱溫度變化情況觀測(cè)結(jié)果，對(duì)實(shí)際作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)井漏現(xiàn)象的部位進(jìn)行判斷。如果在鉆井過(guò)程中，某一層面的鉆井液溫度變化和其他層面相比非常不同，那么對(duì)于該層面來(lái)講，極有可能就會(huì)是出現(xiàn)井漏現(xiàn)象的層面，需要快速采取相應(yīng)措施進(jìn)行堵漏。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所說(shuō)，對(duì)于鉆井作業(yè)來(lái)講，在實(shí)際作業(yè)過(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)題進(jìn)行全面的解決。