關(guān)于鉆井工程中井漏的預(yù)防及堵漏技術(shù)分析

齊永高

在鉆井工程中，井漏問(wèn)題較為常見(jiàn)，在不同程度上影響著工程作業(yè)成效，可能出現(xiàn)鉆井液、泥漿滲透到地層中，埋下一系列安全隱患，有待進(jìn)一步完善。由此看來(lái)，在鉆井工程中應(yīng)該尋求合理的預(yù)防及堵漏技術(shù)，盡可能避免井漏問(wèn)題的出現(xiàn)，為后續(xù)作業(yè)活動(dòng)順利開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和保障。

一、鉆井工程中井漏的條件和原因

1.鉆井工程中井漏的條件

鉆井工程在作業(yè)過(guò)程中，由于鉆井液、泥漿滲透到地層中，出現(xiàn)井漏問(wèn)題，對(duì)于作業(yè)活動(dòng)有序開(kāi)展帶來(lái)一定安全隱患。地層中的裂縫、孔隙，導(dǎo)致井液漏失到通道中，埋下一系列安全隱患；地層孔隙中流體壓力較之鉆井液液柱壓力要小的多，存在一定的壓力差。就井漏類型來(lái)看，主要包括裂縫性漏失、滲透性漏失和空洞型漏失幾種。

2.井漏的原因

在鉆井工程作業(yè)中，井漏問(wèn)題形成的原因主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

其一，人為因素導(dǎo)致的漏失，由于井眼壓力和底層破裂之間的壓力差，可能在井眼周圍出現(xiàn)裂縫，加劇井漏問(wèn)題的出現(xiàn)幾率。在地下資源勘查開(kāi)發(fā)中，地層孔隙壓力分布發(fā)生了明顯的改變，縱向壓力系統(tǒng)逐漸紊亂。注水開(kāi)發(fā)促使地層破裂壓力發(fā)生明顯變化，出現(xiàn)高低壓差問(wèn)題。在施工過(guò)程中，由于缺少合理的防護(hù)措施，如果缺乏鉆井液未能得到有效控制，密度較高，抗壓強(qiáng)度薄弱地層會(huì)出現(xiàn)井漏問(wèn)題；下鉆過(guò)程中，隨著下鉆速度的加快，會(huì)出現(xiàn)過(guò)高激動(dòng)壓力；鉆井液粘切過(guò)高，可能加快開(kāi)泵速度。

其二，自然通道因素導(dǎo)致，在沉積、水溶蝕中形成。通常情況下，泥頁(yè)巖漏失幾率較低，對(duì)于一些較硬脆的地層，可能受到裂縫和風(fēng)化作用影響，加劇漏失通道現(xiàn)象的出現(xiàn)。對(duì)于部分膠結(jié)性較差的砂礫巖，孔隙連通性較好，可能在鉆進(jìn)過(guò)程中地層發(fā)生井漏問(wèn)題，埋下一系列安全隱患。對(duì)于滲透率較高的砂礫巖，孔隙作為主要漏失通道，由于鉆井液密度較高，可能出現(xiàn)漏失問(wèn)題。通常情況下，低滲砂礫巖的井漏幾率較小。石灰?guī)r和白云巖作為碳酸鹽巖只能夠的主要類型，受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和風(fēng)化作用形成眾多的溶孔，形成漏失通道，加劇井漏問(wèn)題的出現(xiàn)。

二、鉆井工程中井漏的預(yù)防分析

通常情況下，在鉆井工程作業(yè)過(guò)程中，井漏問(wèn)題會(huì)對(duì)作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)安全產(chǎn)生不同程度上的影響。為了有效解決這一問(wèn)題，應(yīng)該尋求合理的預(yù)防和控制措施，主要包括漏層位置的預(yù)測(cè)、井身結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)以及地層承壓壓力提升幾個(gè)方面。

1.漏層位置的預(yù)測(cè)

對(duì)于漏層位置的預(yù)測(cè)和分析，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方法。在使用井溫測(cè)量法過(guò)程中，受到地層溫度的影響，可能會(huì)出現(xiàn)井漏問(wèn)題，鉆井液滲透到地層中，和下部鉆井液產(chǎn)生一定溫度差異。結(jié)合溫度差異大小，可以及時(shí)有效地判斷井漏位置。使用溫度測(cè)井儀器，確保井溫測(cè)量誤差不超過(guò)0.5℃，熱慣性不超過(guò)3s。為了便于測(cè)量工作開(kāi)展，通過(guò)電阻橋臂的使用，探頭放入不變溫度時(shí)，橋臂電阻值相等，電位差△UMN=0。井溫探頭從溫度T1逐漸進(jìn)入到T2環(huán)境，產(chǎn)生電位差△UMN，按照特定公式計(jì)算。

公式中Rc為不變溫度T0時(shí)候的橋臂電阻，α為橋臂電阻絲的溫度變化系數(shù)；井溫探頭的溫度差△T=T2-T1升高，△UMN線性值隨之增大，電位差正負(fù)很大程度上由介質(zhì)冷熱溫度決定。T2＞T1，△UMN為負(fù)。

鉆井過(guò)程中由于鉆頭連接的鉆桿尺寸不同，可能出現(xiàn)在任一地層，使用逐步逼近法計(jì)算漏層位置。伴隨著井漏漏失量的增長(zhǎng)，鉆井液動(dòng)液面遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于井口位置，流失量不斷減少，在穩(wěn)定位置與泵排量趨于一致。受到壓強(qiáng)的作用和影響，伴隨著鉆井液動(dòng)液面加深，漏層位置隨之加深，加劇井漏失返問(wèn)題的出現(xiàn)，泵壓為零，可以快速計(jì)算出漏層位置。

2.井身結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)

為了有效避免井漏問(wèn)題的出現(xiàn)，應(yīng)該立足于實(shí)際情況進(jìn)一步優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察了解地質(zhì)條件和水文條件，有助于為后續(xù)的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)，確保后續(xù)鉆井工程作業(yè)活動(dòng)有序開(kāi)展。如果井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，可能加劇井漏問(wèn)題的出現(xiàn)。故此，在鉆井工程作業(yè)中，避免盲目性地設(shè)計(jì)，結(jié)合作業(yè)區(qū)域地質(zhì)條件和水文條件，設(shè)計(jì)合理的方案降低井漏問(wèn)題。此外，井身設(shè)計(jì)中，應(yīng)該綜合考量底層空隙壓力和油氣層位置等因素，選擇合適的完井方法。

3.降低鉆井液動(dòng)壓力

鉆井作業(yè)過(guò)程中，隨著液體動(dòng)壓力的升高，井漏發(fā)生幾率隨之升高。所以，應(yīng)該尋求合理有效的預(yù)防措施控制鉆井液動(dòng)壓力，降低井漏發(fā)生幾率。基于此，應(yīng)該加強(qiáng)鉆井工程作業(yè)情況的調(diào)查和了解，選擇合適的液動(dòng)壓力，如果發(fā)現(xiàn)施工區(qū)域中出現(xiàn)裂縫和孔隙問(wèn)題，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鉆井液滲透到地層中，地層漏失壓力和孔隙壓力相等，盡可能讓鉆井液的靜液柱壓力和地層孔隙壓力保持一致。此外，在鉆進(jìn)過(guò)程中降低激動(dòng)壓力，鉆進(jìn)過(guò)程中開(kāi)泵緩慢，合理控制鉆進(jìn)速度。由于鉆井中環(huán)空間隙較小，可能產(chǎn)生較大的境內(nèi)循環(huán)液動(dòng)壓力，導(dǎo)致井壁破裂出現(xiàn)井漏問(wèn)題。所以，通過(guò)對(duì)鉆井工程的實(shí)地勘察，盡可能減小鉆井液動(dòng)壓力，為后續(xù)作業(yè)活動(dòng)有序開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。

4.降低鉆井液環(huán)空壓耗

鉆井工程作業(yè)中，為了降低井漏發(fā)生幾率，可以通過(guò)降低鉆井液環(huán)預(yù)防井漏問(wèn)題出現(xiàn)。作業(yè)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)作業(yè)數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，選擇合適的鉆井設(shè)備和結(jié)構(gòu)，降低鉆井液環(huán)空壓耗，增加環(huán)空間隙，降低下鉆難度以及鉆進(jìn)的損耗。進(jìn)入到工段高坡時(shí)，減少鉆井液濾失量，選擇最佳的濾餅，減少環(huán)空間隙的出現(xiàn)。與此同時(shí)，除了上述措施以外，還可以根據(jù)實(shí)際情況選擇其他的安全防護(hù)措施，在專業(yè)中心區(qū)域保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，選擇合理的預(yù)防措施，避免井漏問(wèn)題的出現(xiàn)。需要注意的是，鉆進(jìn)過(guò)程中需要合理把控鉆進(jìn)力度，不可以過(guò)于劇烈，形成一個(gè)正常的開(kāi)泵循環(huán)。

三、鉆井工程中井漏的堵漏技術(shù)

1.選擇合適的堵漏材料

諸如，采用自適應(yīng)防漏堵漏劑，應(yīng)該選擇新型封堵機(jī)理，盡可能選擇彈性較大的加固填充物。在這個(gè)過(guò)程中，在聚合物封堵基礎(chǔ)上形成新的封堵層，借助加固劑對(duì)微孔隙進(jìn)行處理，協(xié)調(diào)完成鉆井管道防漏堵漏工作，盡可能避免鉆井液的入侵。自適應(yīng)防漏堵漏技術(shù)中使用吸水樹(shù)脂，可以用公式來(lái)表示其吸水倍率，為：

2.選擇合適的堵漏方法

井漏問(wèn)題的出現(xiàn)，可以使用橋接堵漏法、隨鉆堵漏法和固結(jié)堵漏法進(jìn)行處理，有效修補(bǔ)井漏區(qū)域。但是需要注意的是，鉆井過(guò)程中應(yīng)該確定井漏發(fā)生位置，掌握井漏規(guī)模和嚴(yán)重程度，選擇針對(duì)性的方法進(jìn)行堵漏處理，提升鉆井工程作業(yè)質(zhì)量。與此同時(shí)，為了可以進(jìn)一步提升封堵效果，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的封堵試劑，借助專門的封堵機(jī)進(jìn)行處理，在前沿的理論指導(dǎo)下，選擇彈性較大的加固材料，提升井漏的修補(bǔ)質(zhì)量。在堵漏過(guò)程中，首先采用尺寸較大的顆粒封堵裂縫、孔隙，使用加固劑對(duì)微小孔隙封堵處理，協(xié)同完成鉆井堵漏工作，避免鉆井液滲透。

四、結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背景下，鉆井工程涉及內(nèi)容較廣，為了有效避免井漏問(wèn)題的出現(xiàn)，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，尋求合理的預(yù)防措施和堵漏技術(shù)，盡可能避免鉆井液、泥漿滲透到地層中，及時(shí)有效地判斷隱患位置，提升封堵處理成效，保證后續(xù)的鉆井作業(yè)活動(dòng)安全有序進(jìn)行。