鉆井液堵漏材料與防漏堵漏技術研究

席志成 裴琦 陳有億

摘要：近幾年來，為了早日實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展目標，我國積極推動各個行業(yè)的優(yōu)化與升級，對于工業(yè)來講，其礦產(chǎn)資源需求量較前幾年翻了幾番。對于油氣資源來講，為了能夠滿足發(fā)展需求，我國致力于探索如何更好地開展油氣資源的勘探以及開采工作，這將會對我國未來可持續(xù)發(fā)展作出突出貢獻。傳統(tǒng)的油氣資源在勘探以及開采方法上存在著漏洞，無法適用于不利的地層環(huán)境，很容易發(fā)生井噴或者井壁坍塌事故，直接影響鉆井工作的安全性，如果不通過有效措施和手段來對這個問題進行改正，將會極大地制約我國工業(yè)發(fā)展。綜上所述，本篇文章主要的創(chuàng)作目的就是進行鉆井液堵漏材料與防漏堵漏技術的研究，從中找出更加經(jīng)濟適用的材料與技術的組合方式，保障鉆井工作的安全性與穩(wěn)定性，促進我國經(jīng)濟社會發(fā)展目標盡快實現(xiàn)。

關鍵詞：鉆井液;堵漏材料;防漏技術

眾所周知，石油鉆井工作非常復雜危險，不僅要憑借著相關操作人員的專業(yè)知識與經(jīng)驗來進行，還要依據(jù)一定的地理環(huán)境以及技術支持，一旦在鉆井過程當中出現(xiàn)了問題，帶來的后果是不堪設想的，可能會造成鉆井人員身體受到傷害、企業(yè)收益損失等后果。因此，本文對鉆井液堵漏材料與防漏堵漏技術進行研究，希望能夠改善目前鉆井工作的方法，提升其安全性，保障油氣資源開采工作的有序進行[1]。

1? ? 鉆井工作相關概念

1.1 鉆井的含義

鉆井主要指的是為了能夠獲取到石油天然氣等礦產(chǎn)資源，利用各種設備等在地層上進行鉆孔從而獲取資源的工程。一般是要用井架、鉆機等設備進行操作。鉆井類型包含了石油鉆井、礦田鉆井等。

1.2 造成井漏的原因

井漏是在進行鉆井操作時出現(xiàn)的事故，如果不對其及時進行處理，很有可能造成人員傷亡以及工程報廢。首先，造成這種情況發(fā)生的原因可能是天然地層的影響，由于地層條件不是特別好，有裂縫、溶洞等;其次主要是因為鉆井的技術不到位;最后可能是因為井身設計的結構存在一定漏洞。

2? ? 鉆井液堵漏材料

井漏應當是危害鉆井安全性和工程進度較為典型的因素之一，選擇使用合適的堵漏材料能夠緩解或者解決該類問題，下面筆者就將會對幾種鉆井液堵漏材料進行詳細的介紹，希望能夠為鉆井液堵漏提供更好的解決方案。

2.1 高濾失堵漏材料

該種材料是由多種材料如纖維狀材料、硅藻土等混合而成。其主要的應用方向是針對石油鉆井造成的各種井漏事故，治理效果較為突出。其主要的應用原理是這種材料能夠隨著漏濕層壓差的影響相應地變更濾餅，盡快地解除安全隱患。通過調查相關的數(shù)據(jù)報告可以得知，該類堵漏材料在國內外都被廣泛應用，存在著不同的型號。

2.2 柔彈性堵漏材料

這種材料，顧名思義，一定是具備一定的柔軟性和回彈性的材料，憑借著這種特點，一旦把這種材料滲透到出現(xiàn)問題的井壁，就會受到鉆井液擠壓以及擴充填充壓力的影響，隨著出現(xiàn)漏洞的地區(qū)的形狀而發(fā)生變化，以此來達到填補的效果，起到很好的解決井漏的問題。柔彈性堵漏材料主要以彈性石墨為主構成，甚至還可以根據(jù)其所有組成材料的成分及比例劃分為不同的系列。彈性石墨的應用使得該類堵漏材料擁有非常強勁的彈性，能夠產(chǎn)生很好的拉伸或者壓縮效果，這樣一來就可以根據(jù)漏點的形狀進行填補，達到比較好的堵漏效果。

2.3 聚合物凝膠堵漏材料

從該種材料的名稱可得知，其主要是由凝膠類物質組成的，能夠有效地避免井壁裂縫壓力傳導。其主要堵漏原理就是由于聚合物凝膠堵漏材料能夠較快地滲透到需要填補的通道當中，盡快地解決井漏問題。除此之外，聚合物凝膠堵漏材料作為較為典型的堵漏材料，還有其他突出特征，比如抗剪切的能力等，能夠在銅和其他材料混合使用的過程當中充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，并同其他材料一起組成堵漏效果極佳的材料組合。

2.4 水泥漿封堵材料

水泥漿封堵材料其實也是一種混合物，其主要由水泥、石灰、石膏等材料組成。相比其他的堵漏材料來說，這種水泥漿封堵材料具有非常良好的承壓性能，對于井漏問題特別嚴重的情況就非常適用。但是與此同時，這種材料也具備些許缺點，比如它很難固定在某一地區(qū)，被鉆井液沖走的概率非常大。為了解決這個問題，我們在使用該類水泥漿封堵材料時，一定要注意留給它足夠的固化時間，在保障其較為穩(wěn)定的情況之下，就能充分發(fā)揮其堵漏優(yōu)勢，解決安全隱患問題。

2.5 膨脹堵漏材料

膨脹堵漏材料在使用過程當中會遇水發(fā)生膨脹，如果將其放在漏失層，一旦有水的加入，該種材料就會迅速發(fā)生膨脹變化，從而對于漏點進行封堵。使用該種材料的優(yōu)點就在于方便、快捷，如果是由于裂縫等原因造成的井漏問題就可以用該種材料進行處理。

3? ? 鉆井液防漏堵漏技術

3.1 超低滲透鉆井液技術

超低滲透鉆井液技術主要的應用原理就是需要讓材料在井下環(huán)境逐漸地生成超低滲透膜，由此能夠在濾餅以及巖石表面積雙重影響之下產(chǎn)生阻隔屏障的膠束，這樣一來就達到了能夠對漏點進行封堵的目的，這是一種較為常見的鉆井液防漏堵漏技術。如果將其和堵漏材料進行比較的話，雙方都有著自身的優(yōu)勢與劣勢，堵漏材料可能會因為去水化效果從而對封堵工作產(chǎn)生一定影響，此時就體現(xiàn)出超低滲透鉆井液技術的優(yōu)勢，能夠完成漏失層的封堵任務。

3.2 微泡鉆井液技術

微泡網(wǎng)結構就是賦予微泡鉆井技術良好堵漏性質的重要要素，憑借著各種粒子的作用把出現(xiàn)問題的區(qū)域迅速填補起來。從其主要的適用范圍以及適用情況來看，如果是由于裂縫造成的各種滲漏或者漏失事故就比較適合采用微泡鉆井液技術進行解決。

3.3 無固相鉆井液防漏堵漏技術

在無固相鉆井液當中，因為存在有適量的乳化劑和改性脂肪酸的影響，其內部存在黏性結構，并且其黏度也比較強。我們在利用無固相鉆井液防漏堵漏技術來進行井漏事故處理時，主要利用其黏性特征來實現(xiàn)，該鉆井液演變成膠黏結構后阻止鉆井液發(fā)生漏失。筆者研究了有黏彈性表面活性劑VES-PILL材料的鉆井液，經(jīng)過相應的實驗調查之后可以得知，在含鹽度達到67%以上，溫度為191 ℃以內的鹽水環(huán)境下，該鉆井液就會發(fā)揮其主要作用，生成膠黏物質，阻止鉆井液發(fā)生漏失。

3.4 隨鉆防漏堵漏技術

隨鉆防漏堵漏技術也是我們重點研究的防漏技術之一，和上述所有技術相比，其不會對鉆井液有過多的挑剔，因為其主要是依據(jù)物理方法。該類防漏堵漏技術具體的操作原理如下，利用相應的操作分出部分鉆井液，之后把這些鉆井液利用旋轉射流的方式使其存在于井壁上，在這個過程當中被我們進行處理的鉆井液會跟漏失通道進行反應形成濾餅，以此得到一定的防滲壁層，這樣就使得井壁正反兩個方向的承壓能力均得到加強。該種技術的最適用的環(huán)境就是充滿砂巖的地層環(huán)境。如果說發(fā)生了低流速的滲透性漏失，就可以采用這種技術進行處理。

3.5 井眼強化“應力籠”技術

這種技術主要是憑借無固材料的幫助來實現(xiàn)防漏堵漏效果的，其主要的應用原理就是使用無固材料來加固裂縫，并且在此基礎之上，再加固井壁其他區(qū)段，以此來達到最好的防漏堵漏效果。在使用該種方法時，應該要注意對井壁給予一定的壓力，使得原本脆弱的部分能夠形成裂縫，這樣一來就可以使用故障材料和鉆井液結合的方式對這些裂縫進行填補，這樣就非常完美地解決了可能會出現(xiàn)滲漏的問題。在進行該項操作時，一定要注意在填補裂縫時形成的橋塞只有一般甚至較低的滲透率，這樣才能夠比較好地應對給予井壁的壓力，使得井壁內外的壓差較為穩(wěn)定。在使用井眼強化“應力籠”技術后，就可以利用故障材料和鉆井液結合生成的物質對各種裂縫進行封堵，以免內外壓差過大時發(fā)生危害更大的事故，很顯然該類技術的使用能夠達到非常好的防漏補漏效果，促進油氣勘探及開采工作的進行[2-3]。

4? ? 結語

井漏事故應當說是目前在油氣資源勘探及開采過程當中經(jīng)常出現(xiàn)的問題之一，各種工作液會由于壓差的影響而進入地層，如果不能及時解決該類問題，不僅會造成企業(yè)一方過多的成本支出，還有可能會造成人員傷亡、井段的報廢，因此本文就為了能夠很好地應對井漏事故的發(fā)生，而對鉆井液堵漏材料與防漏堵漏技術進行了研究，希望有助于解決該領域出現(xiàn)的問題，促進我國工業(yè)發(fā)展以及經(jīng)濟得到快速提升。

首先，為了能夠更好地處理井漏事故，一定要加大對于鉆井液防漏堵漏材料的探索與嘗試。比如：高濾失堵漏材料、柔彈性堵漏材料、水泥漿封堵材料等都有著各自的適用范圍，優(yōu)點與缺點。要根據(jù)具體的工程情況來進行材料的選擇;其次應該重視對于防漏堵漏技術的研究與討論，比如：超低滲透鉆井液技術、微泡鉆井液技術等，適用于不同條件下的事故處理，同樣也要具體情況具體分析，進而選擇合適的防漏堵漏技術。希望本文能夠對相關領域研究提供一定的幫助，促進我國油氣資源的勘探與開采。

參考文獻

[1] 聶天宇，郭建彬，劉鋒.鉆井液堵漏材料與防漏堵漏技術研究[J].化工設計通訊，2020，46（10）：197-198.

[2] 馬洪亮，蔡東勝，郭玉華，等.鉆井液防漏堵漏技術研究[J].石化技術，2020，27（8）：36，42.

[3] 陳祖紅，尚旺濤，王信，等.鉆井液堵漏材料分析與防漏堵漏技術探討[J].中國石油和化工標準與質量，2020，40（11）：207-208.