鉆井液漏失的原因分析與預防井漏對策

趙文友

【摘 要】鉆井液漏失是鉆井作業中的常見的井下復雜情況之一。一旦發生漏失，不僅延誤鉆井時間，損失鉆井液，損害油氣層，干擾地質錄井工作，而且還可能引起井塌、卡鉆、井噴等一系列復雜情況與事故，甚至導致井眼報廢，造成重大經濟損失。本文分析了鉆井液漏失的原因，對防漏鉆井液的使用和井漏的預防對策進行了闡述。

【關鍵詞】鉆井液；漏失；分析；預防；井漏；對策

對鉆井液進行優化設計，合理調整鉆井液的粘度和密度，能夠達到非常好的防漏效果；有效地防止井漏的出現，保證石油鉆探的順利進行，完成石油鉆探任務。優化設計以聚合物鉆井液為主的防漏鉆井液體系，在其中添加防漏劑，合理控制鉆井施工參數，實時監控壓力的變化，防止井漏事故的發生。

一、鉆井液漏失的原因分析

由于井漏事故的出現，會給石油鉆探帶來巨大的經濟損失，所以盡量避免井漏的發生對于石油鉆探至關重要。

而出現井漏的原因有很多：部分井漏的出現，是由于井下的地層的本身特點決定的，存在著天然的裂縫或者溶洞，鉆進過程中就會發生井漏事故；井漏的發生也可能是由于鉆井施工的措施不合理，導致井筒環空的壓力發生改變，上部環空壓力過高；或者是由于井身結構不合理，下入的套管深度不夠等情況，均會出現井漏的情況。必須合理控制鉆井液的密度，優化石油鉆井施工過程參數設置，設計合理的井身結構，才能達到安全鉆探的效果。

井漏的事故雖然是由于井筒的液柱壓力高于地層壓力造成的，但是基于井下地層的復雜情況，高壓層和低壓層的鉆探過程中，使用的鉆井液密度是有差異的，必須優化設計鉆井液的密度，依據不同層位的鉆探，適時合理調整鉆井液密度，保證安全鉆探，避免發生井漏，同時也必須避免井噴事故的發生。控制井筒液柱的壓力，使其和地層壓力接近平衡，達到“壓而不死活而不噴”。

二、防漏鉆井液的應用

為了防止井漏事故的發生，對鉆井液體系進行優化處理，設計聚合物鉆井液體系，并在其中加注防漏劑，能夠有效地改善地層的孔隙度，避免發生鉆井液進入地層的狀況發生。在石油鉆探過程中，控制好防漏鉆井液的粘度和密度，減少波動壓力和壓力差的產生，避免發生井漏事故。

1.優選合適的鉆井液體系

選擇鉆井液的種類，應用預鉆探井筒的地質資料信息，分析井下地層巖石的物性參數，優選合適的鉆井液，才能保證安全鉆探。對于低孔隙壓力的井筒進行鉆井施工時，優選聚合物鉆井液，充氣鉆井液，泡沫鉆井液等，使石油鉆井施工過程中，保持近平衡的狀態，避免發出井漏的事故。也可以優選空氣鉆井液，必須研究鉆井液的流變特性，保證不發生井漏，同時也不允許發生井噴事故。

合理控制鉆井液的井筒內的液柱壓力，與地層壓力的平衡，減少壓力損失，避免壓裂液的壓力高于地層的破裂壓力，而導致壓裂的狀況出現，引起井漏，嚴重影響到后續的施工，必須進行有效地控制，才能達到預期的鉆井施工效果。

2.提高地層的承壓能力

通過對鉆井液性能的控制和調節，使其滿足鉆井工藝的需求。對于地層漏失狀況的預防及控制技術措施的研究，通過對漏失層段封堵作用，封堵減小地層的孔道，避免過量的鉆井液流入孔道，損害油層。

在鉆井液體系中加入堵漏劑，達到隨鉆堵漏的效果。在進行鉆井施工過程中，鉆井液循環起來，低壓的孔隙被堵漏劑堵塞，避免鉆井液的進入，對低壓孔隙實施保護措施，防止大量的鉆井液進入而形成嚴重的漏失，對儲層帶來更大的傷害。堵漏劑進入到漏失的通道后，能夠提高地層的承壓能力，鉆井施工時，保持平衡壓力的鉆井，順利完成鉆井施工任務。

如果選擇欠平衡鉆井的技術措施，優化鉆井液體系的設計。將鉆井液在井筒內的壓力控制在略低于油層的壓力，就會避免井漏事故的發生。合理控制鉆井液的密度和粘度，使其在井筒內產生的液柱壓力和地層壓力平衡，或者略低于地層壓力，就不會發生井漏事故。相反，如果井筒內鉆井液的液柱壓力高于井下地層的壓力，就會發生井漏的事故。

3.進行先期堵漏技術措施

在石油鉆井施工過程中，為了防止井漏，設計防漏的鉆井液體系，如果鉆探到下部的高壓地層壓力高于上部地層壓力時，需要控制鉆井液的密度，使其達到下部高壓地層的要求。對上部地層實施堵漏防護技術措施，防止上部地層發生井漏的事故。

三、井漏的預防對策

鉆井液漏失是鉆井作業中的常見的井下復雜情況。漏失通道的基本形態如圖1所示。一旦發生漏失，不僅延誤鉆井時間，損失鉆井液，損害油氣層，干擾地質錄井工作，而且還可能引起井塌、卡鉆、井噴等一系列復雜情況與事故，甚至導致井眼報廢，造成重大經濟損失。因此，在鉆井過程中應盡量避免井漏情況發生。對井漏應堅持以預防為主，盡量避免人為失誤而引起的井漏。利用鉆井液技術進行預防井漏主要有以下幾種方法：

1.降低井筒中鉆井液的動壓力

過高的鉆井液動壓力是造成井漏的主要原因之一。一般可在鉆井和完井過程中采取以下措施來降低鉆井液的動壓力：選用合理的鉆井濃密度與類型，實現近平衡壓力鉆井；降低鉆井液的環空壓耗；降低開泵、下鉆和下套管過程中的激動壓力等。

2.調整鉆井液性能

鉆進孔隙型滲透性漏失層時，在進入漏層前可通過適當增加鉆井液中的膨潤土含量或加入增粘劑等措施提高鉆井液的動切力、靜切力，達到提高地層的承壓能力。

3.鉆井液中預加堵漏材料隨鉆堵漏

對于孔隙―裂縫性漏失層，在進入該層段之前，可在鉆井液循環過程中加入堵漏材料。在壓差作用下，進入漏層，封堵近井筒的漏失通道，提高地層的承壓能力，起到防漏作用。

4.備足鉆井液

鉆穿漏失層前，地面要儲備足夠的鉆井液，以備處理漏失使用。如果鉆井液儲備不足而又不能及時供應時，必須起鉆至漏失層以上，以防卡鉆或發生其它事故。鉆進中遇到高壓油、氣、水層的井，應儲備高于井筒內鉆井液密度的加重鉆井液，其數量應接近井筒中鉆井液的數量。

5.選用合理的鉆井液密度

依據三個地層壓力剖面，設計合理的鉆井液密度，使其形成的液柱壓力高于裸眼井段最高地層孔隙壓力，低于地層漏失壓力和裸眼井段最低的地層破裂壓力。對于油層或水層，鉆井液密度一般應附加0.05～0.10g/cm3，對于氣層應附加0.07～0.15g/cm3。對于探井應依據隨鉆地層壓力監測的結果，及時調整鉆井液密度，始終保持井筒中液柱壓力高于裸眼井段最高地層孔隙壓力。

6.進入油氣水層前調整鉆井液性能

除調整鉆井液密度，使其達到設計要求外，在保證鉆屑正常攜帶的前題下，應盡可能采用較低的鉆井液粘度與切力，特別是終切力隨時間變化幅度不宜過大，以降低起下鉆過程中的抽吸壓力或激動壓力。鉆進過程中需加重時，應控制加重速度，防止因加重速度過快而壓漏地層。應注意控制開泵壓力，防止憋漏地層。

四、結束語

在鉆井現場一般對付井漏應以預防為主，盡可能避免因人為的失誤而發生井漏。通過對防漏鉆井液的使用的探討和井漏預防對策的探討，有效地解決石油鉆探過程中，發生井漏的事故；通過鉆井液體系的優化和密度的調整，改善鉆井效率。而在實際鉆井施工中，合理使用防漏鉆井液體系，通過添加防漏劑的方式，解決漏失問題。通過對鉆探施工參數的控制，保證欠平衡的鉆井條件，能夠有效地預防井漏事故的發生。但是必須嚴格執行安全操作程序，也必須保證井下安全，不發生井噴及井噴失控事故，保證安全順利地完成石油鉆井任務。

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