钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术研究

席志成 裴琦 陈有亿

摘要：近几年来，为了早日实现经济社会发展目标，我国积极推动各个行业的优化与升级，对于工业来讲，其矿产资源需求量较前几年翻了几番。对于油气资源来讲，为了能够满足发展需求，我国致力于探索如何更好地开展油气资源的勘探以及开采工作，这将会对我国未来可持续发展作出突出贡献。传统的油气资源在勘探以及开采方法上存在着漏洞，无法适用于不利的地层环境，很容易发生井喷或者井壁坍塌事故，直接影响钻井工作的安全性，如果不通过有效措施和手段来对这个问题进行改正，将会极大地制约我国工业发展。综上所述，本篇文章主要的创作目的就是进行钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术的研究，从中找出更加经济适用的材料与技术的组合方式，保障钻井工作的安全性与稳定性，促进我国经济社会发展目标尽快实现。

关键词：钻井液;堵漏材料;防漏技术

众所周知，石油钻井工作非常复杂危险，不仅要凭借着相关操作人员的专业知识与经验来进行，还要依据一定的地理环境以及技术支持，一旦在钻井过程当中出现了问题，带来的后果是不堪设想的，可能会造成钻井人员身体受到伤害、企业收益损失等后果。因此，本文对钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术进行研究，希望能够改善目前钻井工作的方法，提升其安全性，保障油气资源开采工作的有序进行[1]。

1    钻井工作相关概念

1.1 钻井的含义

钻井主要指的是为了能够获取到石油天然气等矿产资源，利用各种设备等在地层上进行钻孔从而获取资源的工程。一般是要用井架、钻机等设备进行操作。钻井类型包含了石油钻井、矿田钻井等。

1.2 造成井漏的原因

井漏是在进行钻井操作时出现的事故，如果不对其及时进行处理，很有可能造成人员伤亡以及工程报废。首先，造成这种情况发生的原因可能是天然地层的影响，由于地层条件不是特别好，有裂缝、溶洞等;其次主要是因为钻井的技术不到位;最后可能是因为井身设计的结构存在一定漏洞。

2    钻井液堵漏材料

井漏应当是危害钻井安全性和工程进度较为典型的因素之一，选择使用合适的堵漏材料能够缓解或者解决该类问题，下面笔者就将会对几种钻井液堵漏材料进行详细的介绍，希望能够为钻井液堵漏提供更好的解决方案。

2.1 高滤失堵漏材料

该种材料是由多种材料如纤维状材料、硅藻土等混合而成。其主要的应用方向是针对石油钻井造成的各种井漏事故，治理效果较为突出。其主要的应用原理是这种材料能够随着漏湿层压差的影响相应地变更滤饼，尽快地解除安全隐患。通过调查相关的数据报告可以得知，该类堵漏材料在国内外都被广泛应用，存在着不同的型号。

2.2 柔弹性堵漏材料

这种材料，顾名思义，一定是具备一定的柔软性和回弹性的材料，凭借着这种特点，一旦把这种材料渗透到出现问题的井壁，就会受到钻井液挤压以及扩充填充压力的影响，随着出现漏洞的地区的形状而发生变化，以此来达到填补的效果，起到很好的解决井漏的问题。柔弹性堵漏材料主要以弹性石墨为主构成，甚至还可以根据其所有组成材料的成分及比例划分为不同的系列。弹性石墨的应用使得该类堵漏材料拥有非常强劲的弹性，能够产生很好的拉伸或者压缩效果，这样一来就可以根据漏点的形状进行填补，达到比较好的堵漏效果。

2.3 聚合物凝胶堵漏材料

从该种材料的名称可得知，其主要是由凝胶类物质组成的，能够有效地避免井壁裂缝压力传导。其主要堵漏原理就是由于聚合物凝胶堵漏材料能够较快地渗透到需要填补的通道当中，尽快地解决井漏问题。除此之外，聚合物凝胶堵漏材料作为较为典型的堵漏材料，还有其他突出特征，比如抗剪切的能力等，能够在铜和其他材料混合使用的过程當中充分发挥自身优势，并同其他材料一起组成堵漏效果极佳的材料组合。

2.4 水泥浆封堵材料

水泥浆封堵材料其实也是一种混合物，其主要由水泥、石灰、石膏等材料组成。相比其他的堵漏材料来说，这种水泥浆封堵材料具有非常良好的承压性能，对于井漏问题特别严重的情况就非常适用。但是与此同时，这种材料也具备些许缺点，比如它很难固定在某一地区，被钻井液冲走的概率非常大。为了解决这个问题，我们在使用该类水泥浆封堵材料时，一定要注意留给它足够的固化时间，在保障其较为稳定的情况之下，就能充分发挥其堵漏优势，解决安全隐患问题。

2.5 膨胀堵漏材料

膨胀堵漏材料在使用过程当中会遇水发生膨胀，如果将其放在漏失层，一旦有水的加入，该种材料就会迅速发生膨胀变化，从而对于漏点进行封堵。使用该种材料的优点就在于方便、快捷，如果是由于裂缝等原因造成的井漏问题就可以用该种材料进行处理。

3    钻井液防漏堵漏技术

3.1 超低渗透钻井液技术

超低渗透钻井液技术主要的应用原理就是需要让材料在井下环境逐渐地生成超低渗透膜，由此能够在滤饼以及岩石表面积双重影响之下产生阻隔屏障的胶束，这样一来就达到了能够对漏点进行封堵的目的，这是一种较为常见的钻井液防漏堵漏技术。如果将其和堵漏材料进行比较的话，双方都有着自身的优势与劣势，堵漏材料可能会因为去水化效果从而对封堵工作产生一定影响，此时就体现出超低渗透钻井液技术的优势，能够完成漏失层的封堵任务。

3.2 微泡钻井液技术

微泡网结构就是赋予微泡钻井技术良好堵漏性质的重要要素，凭借着各种粒子的作用把出现问题的区域迅速填补起来。从其主要的适用范围以及适用情况来看，如果是由于裂缝造成的各种渗漏或者漏失事故就比较适合采用微泡钻井液技术进行解决。

3.3 无固相钻井液防漏堵漏技术

在无固相钻井液当中，因为存在有适量的乳化剂和改性脂肪酸的影响，其内部存在黏性结构，并且其黏度也比较强。我们在利用无固相钻井液防漏堵漏技术来进行井漏事故处理时，主要利用其黏性特征来实现，该钻井液演变成胶黏结构后阻止钻井液发生漏失。笔者研究了有黏弹性表面活性剂VES-PILL材料的钻井液，经过相应的实验调查之后可以得知，在含盐度达到67%以上，温度为191 ℃以内的盐水环境下，该钻井液就会发挥其主要作用，生成胶黏物质，阻止钻井液发生漏失。

3.4 随钻防漏堵漏技术

随钻防漏堵漏技术也是我们重点研究的防漏技术之一，和上述所有技术相比，其不会对钻井液有过多的挑剔，因为其主要是依据物理方法。该类防漏堵漏技术具体的操作原理如下，利用相应的操作分出部分钻井液，之后把这些钻井液利用旋转射流的方式使其存在于井壁上，在这个过程当中被我们进行处理的钻井液会跟漏失通道进行反应形成滤饼，以此得到一定的防渗壁层，这样就使得井壁正反两个方向的承压能力均得到加强。该种技术的最适用的环境就是充满砂岩的地层环境。如果说发生了低流速的渗透性漏失，就可以采用这种技术进行处理。

3.5 井眼强化“应力笼”技术

这种技术主要是凭借无固材料的帮助来实现防漏堵漏效果的，其主要的应用原理就是使用无固材料来加固裂缝，并且在此基础之上，再加固井壁其他区段，以此来达到最好的防漏堵漏效果。在使用该种方法时，应该要注意对井壁给予一定的压力，使得原本脆弱的部分能够形成裂缝，这样一来就可以使用故障材料和钻井液结合的方式对这些裂缝进行填补，这样就非常完美地解决了可能会出现渗漏的问题。在进行该项操作时，一定要注意在填补裂缝时形成的桥塞只有一般甚至较低的渗透率，这样才能够比较好地应对给予井壁的压力，使得井壁内外的压差较为稳定。在使用井眼强化“应力笼”技术后，就可以利用故障材料和钻井液结合生成的物质对各种裂缝进行封堵，以免内外压差过大时发生危害更大的事故，很显然该类技术的使用能够达到非常好的防漏补漏效果，促进油气勘探及开采工作的进行[2-3]。

4    结语

井漏事故应当说是目前在油气资源勘探及开采过程当中经常出现的问题之一，各种工作液会由于压差的影响而进入地层，如果不能及时解决该类问题，不仅会造成企业一方过多的成本支出，还有可能会造成人员伤亡、井段的报废，因此本文就为了能够很好地应对井漏事故的发生，而对钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术进行了研究，希望有助于解决该领域出现的问题，促进我国工业发展以及经济得到快速提升。

首先，为了能够更好地处理井漏事故，一定要加大对于钻井液防漏堵漏材料的探索与尝试。比如：高滤失堵漏材料、柔弹性堵漏材料、水泥浆封堵材料等都有着各自的适用范围，优点与缺点。要根据具体的工程情况来进行材料的选择;其次应该重视对于防漏堵漏技术的研究与讨论，比如：超低渗透钻井液技术、微泡钻井液技术等，适用于不同条件下的事故处理，同样也要具体情况具体分析，进而选择合适的防漏堵漏技术。希望本文能够对相关领域研究提供一定的帮助，促进我国油气资源的勘探与开采。

参考文献

[1] 聂天宇，郭建彬，刘锋.钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术研究[J].化工设计通讯，2020，46（10）：197-198.

[2] 马洪亮，蔡东胜，郭玉华，等.钻井液防漏堵漏技术研究[J].石化技术，2020，27（8）：36，42.

[3] 陈祖红，尚旺涛，王信，等.钻井液堵漏材料分析與防漏堵漏技术探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（11）：207-208.