鉆井工程中井漏的預防及堵漏技術分析

王普海

摘要：受地層壓系數低、儲層填充物質流動性強以及巖性變化等因素影響，在鉆井、固井、測試、修井等施工過程中，常出現鉆井液漏失現象，影響鉆井周期，增加鉆井成本。本文針對 M 油藏鉆井過程中鉆井液漏失嚴重問題，在對其地層特征分析的基礎上，開展防漏措施分析及堵漏技術研究，并對堵漏措施效果進行分析，期望可以為其他油田提供借鑒經驗。

關鍵詞：鉆井工程堵漏技術

引言

井漏是指在鉆井、固井、測試或者修井等各種井下作業過程中，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象。由于井漏問題的復雜性，其一直是困擾國內外石油勘探、開發的重大工程技術難題[1]。

1堵漏難點分析

1.1油基鉆井液與常用橋接堵漏漿配伍性差

常規的橋接堵漏原理是將纖維、片狀材料、顆粒材料進行復配，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進行填塞，以植物纖維的拉筋串聯形成一層致密的填塞層，達到堵漏的目的。橋塞堵漏技術是水基鉆井液中最常用的技術，可根據漏失速度的不同，配置不同配方的堵漏漿進行堵漏，但橋塞堵漏技術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，油基鉆井液中的乳化劑、潤濕劑等將大量吸附在纖維材料、顆粒材料表面，導致油基鉆井液的乳化穩定性失效，引發包括油水分層、加重劑沉降、井眼坍塌等一系列問題，容易導致堵漏失敗。

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1.89g/cm3，而井筒內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，導致堵漏失敗。另外，水泥在水平段由于重力作用，未能進入漏失地層的水泥在井眼內沿水平方向延展，而固化后將使水平段含水泥的長度增加會使得井眼實際通過直徑變小，導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、比例復配而生成的復合類堵漏劑。架橋類堵漏材料具有使用方便、安全、適用范圍廣等特點，是現場堵漏最常用的堵漏方法。 一般現場將不同的粒徑的橋塞堵漏劑按不同粒徑比進行復配，配制成固相質量分數 30%～40%的堵漏漿進行擠封堵漏， 其對于滲透性漏失及微裂縫漏失效果較好，但對漏速大于 10 m3·h-1的井漏及失返性漏失堵漏成功率不高，且配漿時間較長，人力耗費較大。

2.2高失水堵漏劑堵漏技術

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、增強劑等復合而成，適用于中、大型漏失。該材料進入漏失層后，在壓差作用下迅速濾失，固相聚集變稠形成濾餅，繼而壓實堵塞漏失通道，形成高滲透性微孔結構堵塞柱，嚴密封堵漏失通道。 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，進行堵漏，對于中等漏失成功率較高，但持續性不強。

2.3纖維顆粒靜止相結合堵漏法

對于上部地層為砂礫巖，地層孔隙度較大且滲透性較好時，采用稠泥漿中加復合堵漏劑 +15 cm 長度的稻草，充分攪拌后注入井內靜止 10 h。然后采用從井口灌入泥漿，增加井眼液柱壓力，使堵漏泥漿慢慢進入地層，隨著時間的延長，堵漏泥漿中土粉水化后形成較高的切力（較強的結構力），并且稻草和復合堵漏劑進行逐漸的封堵后，形成的堵塞強度較大，不易發生再次漏失[3]。

2.4高濾失堵漏技術

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到堵漏目的，其可根據漏失程度優化配方體系，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% 膨潤土，加入 1.5% 的核桃粉，而完全漏失配方中而加入 4.5%膨潤土，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，增強堵漏能力。

2.5堵漏思路

20 世紀 90 年代“井眼強化”概念首次被提出，繼而有學者提出了“應力籠”理論。當泥漿液柱壓力超過地層的破裂壓力時，便會產生裂縫。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“楔子”一樣楔進裂縫當中，對地層形成了壓縮此時泥漿的液柱壓力通過“楔子”作用在裂縫的近井眼端的兩側形成了壓縮環即“應力籠”而它的產生使得井眼的強度得以提高。當泥漿液柱壓力大于裂縫尖端的閉合應力時漏失便會發生，因此阻隔液柱壓力向裂縫尖端的傳導是承壓堵漏的關鍵。結合儲氣庫井鉆井施工，形成以“隨鉆防漏、及時堵漏、提高承壓”為主要思路：在鉆井液中依次加入填充、封堵等堵漏材料進行防漏，按照漏失情況選擇采用具有滯留性能強、架橋效果好、封堵凝結性的堵漏技術進行堵漏，并在堵漏過程中進行承壓試驗，強化地層承壓能力，減少后續漏失發生可能[4]。

2.6低承壓能力地層固井技術

固井質量的優劣關系到后期大規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過程中發生套變的風險高低。由于該地區碳酸鹽巖地層承壓能力低，導致在下套管和固井過程中易發生井漏，水泥漿無法上返至設計高度。因此，需要利用雙凝雙密度水泥漿固井技術、低密度泡沫水泥漿固井技術等適合于低承壓能力地層的固井技術。

結束語

鉆井是一項高風險、高投入的工程，對鉆井施工工藝技術要求較高，一旦發生工程事故，不僅危及鉆井作業人員生命安全，也給企業造成不可估量的經濟損失，要采取一切技術措施減少、甚至杜絕工程事故的發生。井涌是較為常見的工程事故，如果不能得到及時有效的處理，能夠釀成井塌或者井噴等重大工程事故，必須要予以重視。在鉆井過程中加強井漏事故的預防，并采用科學合理的堵漏技術，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，提升企業經濟效益。加強對鉆井工程中井漏發生的原因分析，采取相應的技術措施預防井漏的發生，對于提升鉆井施工安全意義重大[5]。

參考文獻：

[1]高海軍.鉆井過程中防漏堵漏技術研究及實施效果[J].中國石油和化工標準與質量，2021，41（08）：195-196.

[2]宋健，魏舉行，侯毅，劉銀，陸川，夏陽，李鵬.淺談蘇東區塊儲氣庫注采井鉆井防漏堵漏技術[J].石油化工應用，2021，40（04）：75-77+94.

[3]張希文，李爽，張潔，等.鉆井液堵漏材料及防漏堵漏技術研究進展[J].鉆井液與完井液，2009，26（6）：74-76.

[4]李大勇，肖超，王勝建，趙小祥，朱迪斯，劉浩亞.下揚子地區頁巖氣井失返性漏失堵漏技術研究——以WY-1HF井為例[J].油氣藏評價與開發，2021，11（02）：122-126+134.

[5]遲煥鵬，胡志方，王勝建，張家政，吳迪，李大勇，薛宗安.鄂西地區黃陵背斜頁巖氣鉆井難點與對策[J].鉆采工藝，2021，44（02）：21-25.