关于钻井工程中井漏的预防及堵漏技术分析

2019-01-15齐永高

中华建设 2018年12期

齐永高

在钻井工程中，井漏问题较为常见，在不同程度上影响着工程作业成效，可能出现钻井液、泥浆渗透到地层中，埋下一系列安全隐患，有待进一步完善。由此看来，在钻井工程中应该寻求合理的预防及堵漏技术，尽可能避免井漏问题的出现，为后续作业活动顺利开展打下坚实基础和保障。

一、钻井工程中井漏的条件和原因

1.钻井工程中井漏的条件

钻井工程在作业过程中，由于钻井液、泥浆渗透到地层中，出现井漏问题，对于作业活动有序开展带来一定安全隐患。地层中的裂缝、孔隙，导致井液漏失到通道中，埋下一系列安全隐患；地层孔隙中流体压力较之钻井液液柱压力要小的多，存在一定的压力差。就井漏类型来看，主要包括裂缝性漏失、渗透性漏失和空洞型漏失几种。

2.井漏的原因

在钻井工程作业中，井漏问题形成的原因主要表现在以下几个方面：

其一，人为因素导致的漏失，由于井眼压力和底层破裂之间的压力差，可能在井眼周围出现裂缝，加剧井漏问题的出现几率。在地下资源勘查开发中，地层孔隙压力分布发生了明显的改变，纵向压力系统逐渐紊乱。注水开发促使地层破裂压力发生明显变化，出现高低压差问题。在施工过程中，由于缺少合理的防护措施，如果缺乏钻井液未能得到有效控制，密度较高，抗压强度薄弱地层会出现井漏问题；下钻过程中，随着下钻速度的加快，会出现过高激动压力；钻井液粘切过高，可能加快开泵速度。

其二，自然通道因素导致，在沉积、水溶蚀中形成。通常情况下，泥页岩漏失几率较低，对于一些较硬脆的地层，可能受到裂缝和风化作用影响，加剧漏失通道现象的出现。对于部分胶结性较差的砂砾岩，孔隙连通性较好，可能在钻进过程中地层发生井漏问题，埋下一系列安全隐患。对于渗透率较高的砂砾岩，孔隙作为主要漏失通道，由于钻井液密度较高，可能出现漏失问题。通常情况下，低渗砂砾岩的井漏几率较小。石灰岩和白云岩作为碳酸盐岩只能够的主要类型，受到构造运动和风化作用形成众多的溶孔，形成漏失通道，加剧井漏问题的出现。

二、钻井工程中井漏的预防分析

通常情况下，在钻井工程作业过程中，井漏问题会对作业质量和作业安全产生不同程度上的影响。为了有效解决这一问题，应该寻求合理的预防和控制措施，主要包括漏层位置的预测、井身结构合理设计以及地层承压压力提升几个方面。

1.漏层位置的预测

对于漏层位置的预测和分析，应该根据实际情况选择合适的方法。在使用井温测量法过程中，受到地层温度的影响，可能会出现井漏问题，钻井液渗透到地层中，和下部钻井液产生一定温度差异。结合温度差异大小，可以及时有效地判断井漏位置。使用温度测井仪器，确保井温测量误差不超过0.5℃，热惯性不超过3s。为了便于测量工作开展，通过电阻桥臂的使用，探头放入不变温度时，桥臂电阻值相等，电位差△UMN=0。井温探头从温度T1逐渐进入到T2环境，产生电位差△UMN，按照特定公式计算。

公式中Rc为不变温度T0时候的桥臂电阻，α为桥臂电阻丝的温度变化系数；井温探头的温度差△T=T2-T1升高，△UMN线性值随之增大，电位差正负很大程度上由介质冷热温度决定。T2＞T1，△UMN为负。

钻井过程中由于钻头连接的钻杆尺寸不同，可能出现在任一地层，使用逐步逼近法计算漏层位置。伴随着井漏漏失量的增长，钻井液动液面远远低于井口位置，流失量不断减少，在稳定位置与泵排量趋于一致。受到压强的作用和影响，伴随着钻井液动液面加深，漏层位置随之加深，加剧井漏失返问题的出现，泵压为零，可以快速计算出漏层位置。

2.井身结构的合理设计

为了有效避免井漏问题的出现，应该立足于实际情况进一步优化井身结构的设计优化工作，通过现场勘察了解地质条件和水文条件，有助于为后续的井身结构设计提供可靠依据，确保后续钻井工程作业活动有序开展。如果井身结构设计不合理，可能加剧井漏问题的出现。故此，在钻井工程作业中，避免盲目性地设计，结合作业区域地质条件和水文条件，设计合理的方案降低井漏问题。此外，井身设计中，应该综合考量底层空隙压力和油气层位置等因素，选择合适的完井方法。

3.降低钻井液动压力

钻井作业过程中，随着液体动压力的升高，井漏发生几率随之升高。所以，应该寻求合理有效的预防措施控制钻井液动压力，降低井漏发生几率。基于此，应该加强钻井工程作业情况的调查和了解，选择合适的液动压力，如果发现施工区域中出现裂缝和孔隙问题，由于内部结构复杂，钻井液渗透到地层中，地层漏失压力和孔隙压力相等，尽可能让钻井液的静液柱压力和地层孔隙压力保持一致。此外，在钻进过程中降低激动压力，钻进过程中开泵缓慢，合理控制钻进速度。由于钻井中环空间隙较小，可能产生较大的境内循环液动压力，导致井壁破裂出现井漏问题。所以，通过对钻井工程的实地勘察，尽可能减小钻井液动压力，为后续作业活动有序开展奠定基础。

4.降低钻井液环空压耗

钻井工程作业中，为了降低井漏发生几率，可以通过降低钻井液环预防井漏问题出现。作业过程中，通过对作业数据的计算和分析，选择合适的钻井设备和结构，降低钻井液环空压耗，增加环空间隙，降低下钻难度以及钻进的损耗。进入到工段高坡时，减少钻井液滤失量，选择最佳的滤饼，减少环空间隙的出现。与此同时，除了上述措施以外，还可以根据实际情况选择其他的安全防护措施，在专业中心区域保持严谨的态度，选择合理的预防措施，避免井漏问题的出现。需要注意的是，钻进过程中需要合理把控钻进力度，不可以过于剧烈，形成一个正常的开泵循环。

三、钻井工程中井漏的堵漏技术

1.选择合适的堵漏材料

诸如，采用自适应防漏堵漏剂，应该选择新型封堵机理，尽可能选择弹性较大的加固填充物。在这个过程中，在聚合物封堵基础上形成新的封堵层，借助加固剂对微孔隙进行处理，协调完成钻井管道防漏堵漏工作，尽可能避免钻井液的入侵。自适应防漏堵漏技术中使用吸水树脂，可以用公式来表示其吸水倍率，为：

2.选择合适的堵漏方法

井漏问题的出现，可以使用桥接堵漏法、随钻堵漏法和固结堵漏法进行处理，有效修补井漏区域。但是需要注意的是，钻井过程中应该确定井漏发生位置，掌握井漏规模和严重程度，选择针对性的方法进行堵漏处理，提升钻井工程作业质量。与此同时，为了可以进一步提升封堵效果，应该根据实际情况选择合适的封堵试剂，借助专门的封堵机进行处理，在前沿的理论指导下，选择弹性较大的加固材料，提升井漏的修补质量。在堵漏过程中，首先采用尺寸较大的颗粒封堵裂缝、孔隙，使用加固剂对微小孔隙封堵处理，协同完成钻井堵漏工作，避免钻井液渗透。