陜北黃土層井漏的預防及處理

高萬旗，包安軍

中原石油勘探局鉆井三公司，河南 鄭州 450001

1 井漏的原因及堵漏原理

泥漿在漏失通道受到四個力的作用，即泥漿柱靜壓力Pw﹑泥漿流動時對井壁的側壓力Pa﹑地層孔隙中水的壓力Po﹑漏失通道對泥漿流動的阻力PL。

井漏的前提是井壁有漏失通道且漏失通道相互貫通，其次是鉆井壓力（ Pw + Pa ） 大于地層系統壓力（Po + PL），即△P=（ Pw+ Pa ）-（Po + PL）＞0。靜壓力Pw﹑側壓力Pa﹑流動阻力PL是變化的可以調整的，唯獨地層壓力Po是固定不變的。

堵漏原理：1）用導管或者堵漏泥漿隔離或封閉漏失通道；2）減少漏失通道的斷面尺寸；3）降低鉆井-地層系統中的壓差；4）調整泥漿的流變性能。

2 井漏的預防

首先鉆前制定防漏計劃和準備工作，例如儲備足夠的堵漏材料（導管﹑水泥﹑鈉土﹑石灰石﹑黃土﹑纖維素﹑純堿﹑鋸末﹑高粘堵漏劑等等）。其次，采取合理的鉆井工藝，泥漿采用低固相土漿，配方：2%～3%鈉膨潤土+0.2%KPAM+0.2%NH4-HPAN+0.05%NaOH，粘度：40s，密度：＜1.04g/cm3，PH 7-8；鉆黃土層控制排量小于14 L/s；合理控制起下鉆速度，避免壓裂地層造成井漏。最后，一旦發生井漏，應準確判斷漏失層位，漏失性質及漏失量，確定堵漏方案，實施堵漏。

3 堵漏措施

3.1 導管封隔法堵漏

用小排量（8-12l/s）鉆進，鉆到第一個漏層后，再堅持強行鉆進10m，要求排量（20-24l/s）,起鉆準備下導管。設計下深為第一個漏層以下10m的穩定底層。導管的加工方法：在導管底部0.3m處用廢舊封井器鋼圈或者φ10mm鐵絲焊2層，作為水泥托環，該環有兩個作用：導管下入過程中能對井壁裂縫起推壓作用，減小縫寬或者封堵裂縫；能有效承托水泥漿，使導管和黃土間隙之間形成有效的水泥環。導管之間必須焊接牢固，下入過程中遇阻可以通過上下活動和用鉆鋌下壓的方式，將其下到預定的深度。在導管口焊一個簡易的循環頭。通過循環頭將導管底部循環沖洗通暢，結合將導管上下活動，確保導管底部環空通暢，再泵入3-4方水泥漿，替漿到導管內水泥漿面高度大于第一個漏層的高度3m～5m，靜止半小時后，將導管再下壓到不再下行為止，靜止10h，導管外用土漿夯填結實。另一種方法是在導管底部焊一托環，在其下部導管上纏上干海帶用鐵絲固定，下到預定的深度，環空填水泥漿。通過下導管如果封固住第一次鉆進的漏失層后，下一開鉆具組合，鉆水泥塞和導管以下50m采用低轉速，小排量，高粘切泥漿鉆進。

3.2 堵漏材料堵漏

黃土層堵漏材料有很多種，井漏后應本著取材方便﹑經濟快速有效的原則，結合口井實際選擇合適的材料及配方。以下是幾種比較成功的堵漏措施。

方案1：起鉆后從井口倒入2～3倍第一個漏層開始到井底這段容積的石灰粉混合堵漏漿。配方：石灰粉500kg +黃土300kg +復合堵漏劑500kg+高粘25kg +石棉絨200kg +棕繩10kg（切成2cm～3cm，再揉成絲）+清水2m3～3m3。在地面混合均勻成糊狀后再倒入井內。下鉆轉動1h左右，盡量不開泵。起鉆靜止5h，下鉆到底后采用小排量，高坂含量﹑高粘切泥漿鉆進。針對裸眼段長，可以從底部用稠塞隔開分段堵漏。

方案2：如果漏層較深，不容易引起次生環保污染的前提下，采用小排量（12L/s）﹑高粘切泥漿，強行鉆進（鉆進中巖屑在鉆具機械碰擊作用下可以起到充填封堵漏失通道作用），鉆完黃土層后進入穩定地層10m，配制堵漏泥漿，配方：原漿+單封5%+復合3%+隨鉆3%+高粘1袋，堵漿量為第一個漏層到井底這段井眼容積1倍，靜止8h，不漏則下鉆恢復鉆進，要求再繼續鉆進前面50m采用小排量（12L/s），高粘切高坂土含量泥漿鉆進。

方案3：采用水泥漿堵漏，要求水泥漿中適當加入膨化劑，水泥漿量要足夠大，確保水泥漿面高于第一個漏層15m～20m。候凝12h以上，不漏再恢復鉆進。

方案4：采用智能凝膠堵漏劑ZND-2堵漏，配方：0.5-1.2%ZND-2+H2O，條件：淺井﹑溫度低（50℃以內）﹑壓力（差）小﹑強度不大，但粘度高。一般情況下， ZND-2加量為0.8%就可以了，視現場情況而定。

方案5：用瞬間固化劑封堵。發現井口不返漿，再強行鉆進1m，接著起鉆，準備堵漏。材料：1m3清水，1噸瞬間固化劑，二者比例為1：1。工具：3個半截機油桶（50升），3根木棍。分成3個班，每班4個人，一個人往桶里加水40kg，一個人往桶里加固化劑40kg，一個負責快速攪拌（1min～2min），一個人負責往井里倒，全部時間控制在10min以內。30min后就可以下鉆正常鉆進。穿過漏層若干米后，原漏層再次發生漏失的處理辦法 ：在漏層下1m處架橋，加1t瞬間固化劑即可快速堵住。

方案6：用黃土﹑鋸末﹑高粘堵漏劑堵漏，將1噸黃土，0.5t鋸末和0.1t高粘堵漏劑拌勻后用銑子加到井內（不可太猛，以免架橋），井外配5m3高粘度泥漿即5m3清水加2袋高粘堵漏劑，下鉆用小泵量鉆進，很快就能堵住。注意：為避免再次發生漏失，最好把排污泵放在泥漿池里，開泵，讓井內返出的黃土﹑鋸末不沉淀，繼續參與循環。

4 應用實例

陜316井表層井漏，導致井架傾斜，下14m導管成功封隔住漏層；陜430井黃土層多處發生較大孔洞型井漏（有明顯放空現象），通過采用導管封隔法和方案1﹑2，最終成功將漏層堵住。