钻井工程中井漏预防及堵漏技术

杨刚

摘要：随着我国油田多已进入开发中后期，主力油藏开发程度越来越高，勘探目标向薄互层、复杂断块等转变。同时，页岩油、页岩气、致密油等非常规资源日益成为开发热点，在这些领域，采用常规直井开采效益有限，为了提升开发的边际效益，长水平段水平井、多分支井等复杂井型应用越来越普遍，这些井型井身结构不同于普通直井，钻井施工工艺复杂，容易出现井漏等工程事故，一旦发生井漏，完井液、钻井液等会直接进入地层中，不仅延长了钻井周期，还极有可能使工作人员人身安全受到严重威胁，为了堵漏不得不耗费过多的人力物力，增加了钻井施工的成本。因此，加强对钻井工程中井漏发生的原因分析，采取相应的技术措施预防井漏的发生，对于提升钻井施工安全意义重大。

关键词：钻井;井漏;预防;堵漏

1.井漏发生的条件与原因分析

1.1井漏发生的条件

井漏是钻井施工中较为常见的工程事故，井漏的发生既有地层的原因，也与钻井施工有关。当地层孔隙度较大，或者存在裂缝、溶洞时，为钻井液进入地层提供了通道，同时也为钻井液通过了容纳空间，是井漏发生的必要条件;其次，当钻井液密度过大，井筒内压力大于地层压力，存在一个压力差，当压力差足够大，容易发生井漏;最后是地层裂缝或溶洞尺寸足够大，大于钻井液中固相颗粒尺寸，也容易导致井漏的发生。

1.2井漏发生的原因分析

钻井实践表明井漏发生的原因主要有四类，即裂缝性漏失、溶洞性漏失、渗透性漏失、破裂性漏失。裂缝性漏失主要发生在裂缝大量发育的地层中，当地层经历复杂的构造运动，地层中存在大量构造裂缝，当钻头钻开地层后，钻井液在压力作用下沿裂缝迅速进入地层。溶洞性漏失主要发生在碳酸盐岩地层中，碳酸盐岩在地层流体作用下容易发生溶蚀，形成大的溶洞，溶洞体积较大，提供了钻井液容纳空间，当钻进过程中遇到大的溶洞时，会出现钻具放空的情况，钻井液迅速进入地层，形成井漏，并且井漏后会伴随出现井塌或井喷等事故。渗透性井漏通常发生在地层疏松或者砂砾岩地层中，这种地层孔隙度较大、渗透性好，当井筒内静液压力过大时，易发生井漏。破裂性井漏多发生在渗流性差的地层，当井筒内压力大于地层破裂压力时，会压破地层，形成破裂性井漏。

2.钻井施工中井漏的预防技术分析

2.1优化井身结构设计

通过对实际钻井过程中井漏发生的事故原因分析发现，油井之所以发生井漏，与井身结构设计不合理有密切关系。很多油井在设计井身结构时，根本没有事先对油井的储存情况进行调查也没有对油井地质进行详细勘探。而在实际钻井过程中会出现过大的井液压力，自然导致井漏现象的发生。因此，在对井身结构进行设计时，要确保钻井工程能够与井身结构完全符合。

2.2優化钻井液性能

在实际钻井过程中，首先要科学控制钻井压力，压力不能过高也不能过低，要满足钻井实际需求选择适当压力即可。同时，还要在裸眼井段具体打井过程中，充分确保最小破裂压力要高于井液压力，假如在打井过程中发现地层存在溶洞或者裂缝，就要采用不同技术确保地层压力与井液压力在持平状态。为了使激动压力能够降低，在最开始钻井时要控制好开泵速度，确保缓慢稳定，因为过快会增加井液压力或产生压力激荡情况，从而破坏井壁结构。

2.3减少环空压耗

在具体钻井过程中，还可以通过减小钻井液环空压耗的方法预防井漏问题的发生。可以从三方面进行：其一，携带钻屑的同时大大减少钻井液排量，以此使得钻井液环空压耗减少;其二，为了有效增大环空间隙而选择合适的钻井结构;其三，调节钻井工程的钻速使得井底压力得到显著降低。同时，还要根据井深实际情况选择合适的钻具，并保证该钻具的结构非常切实适用，这样才能不断加大环空间隙并合理控制环控压耗。

3.钻井工程中井漏的堵漏施工技术分析

3.1段塞堵漏施工技术分析

对于钻井工程中已经发生的井漏，要选择科学有效的堵漏技术给予及时解决，使可能产生的损失与危害降到最低，才能确保钻井工程的效益。在实际应用过程中，通常会对低压地层借助合适的堵漏材料进行填充，从而完全堵塞井中存在的每个空隙和所有裂缝。纤维类、凝固类、可变类以及刚性颗粒类等诸多堵漏材料在堵漏技术中使用的都比较频繁，这些材料具有非常好的吸水膨胀性能，既能够对井壁不断加固，还能有效提升井壁的承受能力。通常，会采用段塞堵漏施工工艺进行堵漏。应用这种方法，先要确定好合适的堵漏剂类型，再找准位置用堵漏浆堵塞。在最开始时，憋压值不能过大，可将堵漏浆缓慢依次挤入。还要注意，在进行分次注入堵漏浆时，不能一下子全部注满，首次注入量在2/3左右，为了有效预防发生封门现象，可以采用间隔时间段为20min左右一次的间隙法进行挤压。

3.2循环法堵漏施工技术分析

在钻井工程发生井漏之后，也可以充分应用物理法随钻防漏技术进行处理，渗漏量比较轻的地层中比较适用这种技术，这项技术通常称之为循环法。因为漏层刚被钻开且井段没有完全被暴露出来，这时井中的多漏失层段往往存在着裂缝比较小，而且挤压位置也不能判定清楚，这时可以实施循环法堵漏技术。运用这种方法进行堵漏时，要选用大水眼的钻头，主要对地层裂缝利用随钻堵漏剂的微颗粒进行不断堵塞并反复压实，期间还要对钻具进行不间断的活动，以此达到既保证钻井工程稳定又满足堵漏效果的目的。

3.3复合堵漏施工技术分析

在整个钻井施工中，堵漏工艺的好坏关乎着整个工程是否可以顺利进行。在当今石油钻井中，复合承压剂混合水泥堵漏技术是比较先进的工艺。它能够对所有井漏位置通过循环工艺与转换工艺进行有效灌注，将一切漏失问题给予充分解决。采用这种工艺最大的优点是能够有效控堵漏失部位，并将钻井液可能向外流出的情况尽可能降到最低，既可以保证石油开采率得以逐步提升，又极大提高了石油产量。井漏的处理也可以使用复合化学凝胶堵漏技术进行恰当处理，因为这种技术所使用的化学材料不仅具有易变形的特征，而且还可以在地层中发生化学反应，能够很好地进入地层中的空隙中并进行有力封堵，具体使用效果非常好，通常广泛使用在复杂多变的地层中。压差堵漏技术也是目前使用的比较先进的堵漏工艺，这种技术能够承受高压能力，对温度的适应范围比较广，采用的堵漏剂不仅耐酸碱耐腐蚀，而且能承受比较恶劣的作业环境。这种工艺并不需要较好的专业设备，而且操作比较简单，能够有效实现快速堵漏。

4.结束语

一旦发生钻井事故，不仅危及钻井作业人员生命安全，也给企业造成不可估量的经济损失，要采取一切技术措施减少、甚至杜绝工程事故的发生。井涌是较为常见的工程事故，如果不能得到及时有效的处理，能够酿成井塌或者井喷等重大工程事故，必须要予以重视。在钻井过程中加强井漏事故的预防，并采用科学合理的堵漏技术，从最大程度上将井漏造成的危害降到最低。保证钻井施工安全，提升企业经济效益。