鉆井工程中井漏的預(yù)防及堵漏技術(shù)分析

王普海

摘要：受地層壓系數(shù)低、儲(chǔ)層填充物質(zhì)流動(dòng)性強(qiáng)以及巖性變化等因素影響，在鉆井、固井、測(cè)試、修井等施工過程中，常出現(xiàn)鉆井液漏失現(xiàn)象，影響鉆井周期，增加鉆井成本。本文針對(duì) M 油藏鉆井過程中鉆井液漏失嚴(yán)重問題，在對(duì)其地層特征分析的基礎(chǔ)上，開展防漏措施分析及堵漏技術(shù)研究，并對(duì)堵漏措施效果進(jìn)行分析，期望可以為其他油田提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：鉆井工程堵漏技術(shù)

引言

井漏是指在鉆井、固井、測(cè)試或者修井等各種井下作業(yè)過程中，各種工作液（包括鉆井液、水泥漿、完井液及其他工作流體等）在壓差作用下漏入地層的現(xiàn)象。由于井漏問題的復(fù)雜性，其一直是困擾國(guó)內(nèi)外石油勘探、開發(fā)的重大工程技術(shù)難題[1]。

1堵漏難點(diǎn)分析

1.1油基鉆井液與常用橋接堵漏漿配伍性差

常規(guī)的橋接堵漏原理是將纖維、片狀材料、顆粒材料進(jìn)行復(fù)配，通過顆粒材料在孔喉道處架橋，形成的填塞層與裂縫或孔洞的壁面產(chǎn)生較大的摩擦而不易被推移，再利用堵漏漿中的薄而光滑、易曲張變形的片狀物質(zhì)進(jìn)行填塞，以植物纖維的拉筋串聯(lián)形成一層致密的填塞層，達(dá)到堵漏的目的。橋塞堵漏技術(shù)是水基鉆井液中最常用的技術(shù)，可根據(jù)漏失速度的不同，配置不同配方的堵漏漿進(jìn)行堵漏，但橋塞堵漏技術(shù)中使用的纖維類材料、顆粒類材料表面是親水表面，且比表面積大，當(dāng)使用這些材料在油基鉆井液中配置高濃度堵漏漿封堵惡性漏失時(shí)，油基鉆井液中的乳化劑、潤(rùn)濕劑等將大量吸附在纖維材料、顆粒材料表面，導(dǎo)致油基鉆井液的乳化穩(wěn)定性失效，引發(fā)包括油水分層、加重劑沉降、井眼坍塌等一系列問題，容易導(dǎo)致堵漏失敗。

1.2水平井井筒封堵難度大

水平段井筒尺寸大，橋接堵漏材料無法有效地直接封堵 215.9 mm 井筒。由于水泥漿密度高達(dá)1.89g/cm3，而井筒內(nèi)的油基鉆井液密度為1.25g/cm3，注入的水泥漿段塞在重力作用下，沉降到水平段的底部，密度小的油基鉆井液漂浮在水泥漿上面，水泥漿固化后，上部仍然存在油基鉆井液形成的通道。水泥、凝膠等可固化材料在水平段無法成段塞滯留，導(dǎo)致堵漏失敗。另外，水泥在水平段由于重力作用，未能進(jìn)入漏失地層的水泥在井眼內(nèi)沿水平方向延展，而固化后將使水平段含水泥的長(zhǎng)度增加會(huì)使得井眼實(shí)際通過直徑變小，導(dǎo)致下鉆遇阻的井段增加，造成井越堵越淺[2]。

2鉆井工程中井漏的堵漏施工技術(shù)分析

2.1橋塞堵漏

架橋類堵漏材料是目前使用最早最廣泛的堵漏材料之一，主要有單封、木質(zhì)纖維、棉絨、云母、雙纖維隨鉆劑等，包括單一的惰性橋接類堵漏材料和以各種惰性橋堵材料為主加以添加劑按照不同的粒徑、比例復(fù)配而生成的復(fù)合類堵漏劑。架橋類堵漏材料具有使用方便、安全、適用范圍廣等特點(diǎn)，是現(xiàn)場(chǎng)堵漏最常用的堵漏方法。 一般現(xiàn)場(chǎng)將不同的粒徑的橋塞堵漏劑按不同粒徑比進(jìn)行復(fù)配，配制成固相質(zhì)量分?jǐn)?shù) 30%～40%的堵漏漿進(jìn)行擠封堵漏， 其對(duì)于滲透性漏失及微裂縫漏失效果較好，但對(duì)漏速大于 10 m3·h-1的井漏及失返性漏失堵漏成功率不高，且配漿時(shí)間較長(zhǎng)，人力耗費(fèi)較大。

2.2高失水堵漏劑堵漏技術(shù)

該材料由滲濾性材料、纖維狀材料、硅藻土、多孔惰性材料、助濾劑、增強(qiáng)劑等復(fù)合而成，適用于中、大型漏失。該材料進(jìn)入漏失層后，在壓差作用下迅速濾失，固相聚集變稠形成濾餅，繼而壓實(shí)堵塞漏失通道，形成高滲透性微孔結(jié)構(gòu)堵塞柱，嚴(yán)密封堵漏失通道。 一般使用在低含量的橋塞堵漏漿中加入8%～10%的高失水堵漏劑 HGS，配制成高失水堵漏漿，進(jìn)行堵漏，對(duì)于中等漏失成功率較高，但持續(xù)性不強(qiáng)。

2.3纖維顆粒靜止相結(jié)合堵漏法

對(duì)于上部地層為砂礫巖，地層孔隙度較大且滲透性較好時(shí)，采用稠泥漿中加復(fù)合堵漏劑 +15 cm 長(zhǎng)度的稻草，充分?jǐn)嚢韬笞⑷刖畠?nèi)靜止 10 h。然后采用從井口灌入泥漿，增加井眼液柱壓力，使堵漏泥漿慢慢進(jìn)入地層，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，堵漏泥漿中土粉水化后形成較高的切力（較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)力），并且稻草和復(fù)合堵漏劑進(jìn)行逐漸的封堵后，形成的堵塞強(qiáng)度較大，不易發(fā)生再次漏失[3]。

2.4高濾失堵漏技術(shù)

高濾失堵漏主要利用堵漏泥漿濾失過程中形成的濾餅的封堵作用達(dá)到堵漏目的，其可根據(jù)漏失程度優(yōu)化配方體系，如滲漏配方、部分漏失配方以及完全漏失配方等，主要差別在于配方體系中所加顆粒及纖維含量和尺寸大小不同，如滲漏配方體系中加入 1%～3% 膨潤(rùn)土，加入 1.5% 的核桃粉，而完全漏失配方中而加入 4.5%膨潤(rùn)土，加入 2.5% 的顆粒填料（核桃売、橄欖核等），主要目的是提高堵劑密度，增強(qiáng)堵漏能力。

2.5堵漏思路

20 世紀(jì) 90 年代“井眼強(qiáng)化”概念首次被提出，繼而有學(xué)者提出了“應(yīng)力籠”理論。當(dāng)泥漿液柱壓力超過地層的破裂壓力時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生裂縫。在裂縫形成后固相顆粒和泥餅迅速在裂縫的近井眼處形成封堵就像一個(gè)“楔子”一樣楔進(jìn)裂縫當(dāng)中，對(duì)地層形成了壓縮此時(shí)泥漿的液柱壓力通過“楔子”作用在裂縫的近井眼端的兩側(cè)形成了壓縮環(huán)即“應(yīng)力籠”而它的產(chǎn)生使得井眼的強(qiáng)度得以提高。當(dāng)泥漿液柱壓力大于裂縫尖端的閉合應(yīng)力時(shí)漏失便會(huì)發(fā)生，因此阻隔液柱壓力向裂縫尖端的傳導(dǎo)是承壓堵漏的關(guān)鍵。結(jié)合儲(chǔ)氣庫井鉆井施工，形成以“隨鉆防漏、及時(shí)堵漏、提高承壓”為主要思路：在鉆井液中依次加入填充、封堵等堵漏材料進(jìn)行防漏，按照漏失情況選擇采用具有滯留性能強(qiáng)、架橋效果好、封堵凝結(jié)性的堵漏技術(shù)進(jìn)行堵漏，并在堵漏過程中進(jìn)行承壓試驗(yàn)，強(qiáng)化地層承壓能力，減少后續(xù)漏失發(fā)生可能[4]。

2.6低承壓能力地層固井技術(shù)

固井質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到后期大規(guī)模水平井分段壓裂施工的成功與否，并且決定了試氣和生產(chǎn)過程中發(fā)生套變的風(fēng)險(xiǎn)高低。由于該地區(qū)碳酸鹽巖地層承壓能力低，導(dǎo)致在下套管和固井過程中易發(fā)生井漏，水泥漿無法上返至設(shè)計(jì)高度。因此，需要利用雙凝雙密度水泥漿固井技術(shù)、低密度泡沫水泥漿固井技術(shù)等適合于低承壓能力地層的固井技術(shù)。

結(jié)束語

鉆井是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)、高投入的工程，對(duì)鉆井施工工藝技術(shù)要求較高，一旦發(fā)生工程事故，不僅危及鉆井作業(yè)人員生命安全，也給企業(yè)造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，要采取一切技術(shù)措施減少、甚至杜絕工程事故的發(fā)生。井涌是較為常見的工程事故，如果不能得到及時(shí)有效的處理，能夠釀成井塌或者井噴等重大工程事故，必須要予以重視。在鉆井過程中加強(qiáng)井漏事故的預(yù)防，并采用科學(xué)合理的堵漏技術(shù)，從最大程度上將井漏造成的危害降到最低。保證鉆井施工安全，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。加強(qiáng)對(duì)鉆井工程中井漏發(fā)生的原因分析，采取相應(yīng)的技術(shù)措施預(yù)防井漏的發(fā)生，對(duì)于提升鉆井施工安全意義重大[5]。

參考文獻(xiàn)：

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