钻井工程中井漏预防及堵漏技术

唐得勇

（大庆钻探工程公司，黑龙江 大庆 163000）

近年来，随着我国经济持续快速发展，石油及天然气资源需求量不断上升，仅靠国内油气田产量供不应求，油气资源进口比重不断上升，虽然在一定程度上解决了能源紧缺的局面，但不利于国家油气供应战略安全。国内油田企业加大了勘探开发力度，石油勘探技术不断提升。但是，在石油钻井的过程中，依然存在井漏现象频发的情况，容易造成严重后果，不仅耽误钻井施工进度，严重的情况会诱发井喷等严重的恶性工程事故[1-3]。所以，有必要深入研究钻井工程中的井漏预防，以及堵漏技术。加强对井漏事故的预防，提高堵漏技术应用水平，促进我国石油勘探工作长效发展。

1 钻井工程中井漏的原因

进行钻井作业的过程中，主要有两个因素会引发井漏。一方面，自然因素会引导漏失，对于地质相对硬脆的地层而言，容易受到裂缝的影响，同时，会受到风化作用的影响，这种情况容易加剧漏失通道的形成。一些砂砾岩的渗透率较高，且胶结性较弱，这类砂砾岩的孔隙具有较好的连通性，孔隙就是主要的漏失通道。同时，钻井液具有较高的密度，也容易引发井漏问题[4]。对于一些渗透率较低的砂砾岩就不容易出现井漏现象。此外，在钻井作业中，常见的碳酸盐岩有白云岩以及石灰岩，受到风化作用的影响，容易出现漏失通道，进而引发井漏。另一方面，人为因素会引发漏失。在施工过程中，地层破裂和井眼压力之间，容易形成较大的压力差，容易在井眼的周围发生裂缝问题，导致井漏问题。在开发和勘察地下资源的时候，地层孔隙压力会发生变化，导致其纵向的压力系统不够稳定，采用注水开发的方式，容易导致地层破裂压力发生变化，进而出现较大的高低压差。在进行该类施工的过程中，一旦没有应用相应的防护措施，没有对钻井液进行良好的控制，抗压强度相对薄弱之处便会出现井漏问题。

井漏在钻井现场也是最为常见的工程异常情况，井漏如果不能及时发现，会造成严重的钻井工程事故。井漏按照漏失量大小分为大漏、小漏、渗漏，以及只进不出漏失。井漏不仅会增加钻井液的损失量，还好造成钻井施工成本上升，成为重大的钻井工程事故的诱因。发生井漏最常见的是钻遇裂缝性地层，尤其是碳酸盐岩地层或高孔隙的碎屑岩地层。同时由于钻井液密度设置不合理，导致液柱压力较大，大于地层破裂压力，使得地层发生破裂，钻井液进入地层裂缝中发生漏失。在起下钻过程中，由于钻具下入速度较快，导致对地层发生冲击，引起应力激动，使得地层破裂[5]。钻进过程中，钻遇异常低压地层，导致发生井漏。

在井漏事故中，只进不出井漏会引起井壁坍塌、钻具卡钻的情况出现，如果出现井漏的位置上面有油气层，可能会导致井喷事故的发生[6]。井漏事故处理起来较为困难，堵漏不仅浪费钻井液和堵漏剂，也会耽误钻井施工进度，因此，加强对井漏事故的预防及处理具有重要意义。

2 井漏的判断方法

为了及时准确地发现井漏事故，首先要熟悉区域地质资料，对可能钻遇的低压地层或裂缝性地层进行预测，做好压力监测，同时留意钻井液池体积变化情况，及时准确地预报井漏事故。

在钻进过程中，对钻井液的消耗量是比较大的，随着钻井液的消耗，要持续补充钻井液量，只通过钻井液液位来判断井漏事故不够准确，不能及时发现井漏异常，需要结合其它工程参数，综合判断井漏事故的发生。在钻井过程中，要准确识别判断地层岩性变化，如果钻遇裂缝性地层，要提醒钻井队做好井漏预防措施，同时密切关注钻井液出入口流量变化、总池体积变化、泵压变化等，如果出现钻井液出口流量下降、总池体积变小、泵压下降等情况，即可判断发生了井漏，要采取措施堵漏防漏[7]。在起下钻过程中，也要预防井漏事故发生，起钻过程中，要根据起出的钻具体积与钻井液量变化来判断井漏事故。下钻过程中，要防止钻具下入过快产生激动效应，导致地层被压漏，要根据钻井液量变化来及时判断井漏事故的发生。总之，全面考虑各种因素对井漏事故的影响，及时准确地判断井漏异常，采取有效的措施防漏堵漏，避免井漏事故扩大导致严重的钻井工程事故。

3 钻井工程中井漏现象的预防措施

3.1 加强井身结构设计

众所周知，加强井身结构的设计，可以有效预防井漏现象。相关人员可以对施工现场进行实地考察，严格勘查该区域的水文和地质情况，同时，以地层压力剖面为基础，可以建造合理的井身结构，可以结合专业、精准的数据支持，保证合理性的前提下，设计井身的层次、井口的尺寸等内容，保证相关因素符合工程的使用标准。倘若井身设计不够合理，便会容易引发井漏现象。所以，在施工过程中，需要结合实际情况，合理设计井身的各个部位，保证其符合施工要求，设计人员不能依据个人的主观想法进行设计，防止埋下安全隐患，需要结合油气层的位置以及完井方法等多方面内容进行设计，保证井身结构设计的可行性和科学性。

3.2 降低钻井液动压力

在钻井作业中，井筒中的液体动压力较高也会引发井漏问题，因此，在具体施工中，需要应用相应的技术手段，来控制其液动压力，可以有效降低井漏事故发生率。在具体施工过程中，需要结合作业的实际情况，选择大小适宜的液动压力，以此来避免井漏以及井喷的问题。如果进行施工的区域情况比较复杂，存在裂缝和孔洞的现象，钻井液在进入到地层的过程中，通常不会有过多阻力，孔隙的压力和地层漏失压力大体相同，在这种情况下，需要经静液柱压力和孔隙的压力保持统一。总之，钻井液的密度容易影响液动压力。因此，在降低钻井液压力的过程中，必须要结合钻井作业的实际情况，防止出现一些无意义的损失。

3.3 降低钻井液环空压耗

在钻井工作中，降低钻井液环空压耗，可以有效防止井漏现象发生。在具体施工过程中，工作人员应该意识到预防井漏的重要性，重视施工过程中各项数据的变化规律，同时，合理选择施工设备的结构，保证钻井液环空压耗有效降低，才可以有效实现预防效果。详细而言，具体操作方法如下：首先，在钻屑携带的期间，应该控制钻井液的释放量，将其降低。其次，必须要更具施工的具体情况，应用有针对性的工具结构，保证环空间隙的大小，降低井壁滤饼的损失。最后，在施工区域进行到高坡的时候，可以控制钻井液的滤失量，保证其减小，应用厚度适中的滤饼，控制环空间隙。

3.4 其他技术措施

众所周知，井漏现象会带来一些危害，关乎工作人员的人身安全和社会发展。因此，在钻井施工过程中，工作人员必须要坚持严谨的工作态度，结合施工区域的具体情况，应用相应的预防技术，控制事故发生率。应对井漏事故，除了以上几种措施，还应该控制下钻过程中的力度，不能过缓，也不能过激，工作人员应该尽量保证稳定。对于开泵的过程，需要先转动，再进行开泵，可以有效预防井漏问题。

4 钻井工程中堵漏技术

4.1 选择适宜堵漏材料

在钻井作业中，一旦发生了井漏事故，则必须要及时找出事故的位置，同时，应用行之有效的堵漏技术，对发生井漏的区域进行修补。简言之，钻井堵漏技术指的是在低压地层中，应用科学的堵漏材料，堵塞裂缝和孔隙，通过堵漏材料的吸水膨胀特性，对井壁进行有效加固，有助于提升低压地层的承压能力。在市面上，常见的堵漏材料主要有几种：其一，复合类材料；其二，专业堵漏剂；其三，纤维类材料。

4.2 应用现代化堵漏方法

应对井漏事故常用的方法有以下几种：其一，随钻堵漏法；其二，固结堵漏法；其三，桥接堵漏法，工作人员必须要结合事故的实际情况，应用有针对性的方法，来修补井漏的区域。在具体的钻井工程中，如果发生井漏事故，第一步是要找出井漏层面的具体位置，此外，需要详细了解井漏发生的实际规模，掌握具体数据，只有这样，才可以保证应用堵漏方法的针对性和可行性，有效进行修补。所以，必须要重视确定井漏位置的工作，保证堵漏技术的良好实施。

4.3 井漏发生位置确定方法

确定井漏位置主要有以下几种方法：第一，观察法。该种方法主要是对施工情况进行严格观察，同时，需要观察钻井液的密度等数据，进行综合分析，明确事故发生的具体位置。第二，环空摩阻法。该种方法一般是测量钻井液循环系统进出口的流向和漏失量，通过精准的测量，将测量的结果代入数学计算公式，进行精准的计算，进而推算出发生井漏的位置。第三，示踪剂法。详细来说，该种方法可以分析出管路中钻井液的具体循环的时间，结合实际数据，可以确定事故发生的层面位置。应用该种方法，需在事故发生之间，在钻井液中放入示踪剂，一旦发生井漏现象，工作人员可以将示踪剂运行7d的时间，和井漏现象发生之后，示踪剂运行7d 的时间进行精准对比，可以推断出事故位置。第四，井温测量法。在钻井工程中，钻井液不断流动，各个层面的实际温度会出现变化，因此，可以应用该种方法进行测量，结合测量的结果来判定井漏事故发生的位置。一旦有一个层面的温度变化有问题，则这个层面出现井漏事故的可能性较大，必须要应用有效措施进行修补。

5 结束语

总而言之，井漏现象会影响钻井工程的安全性，不仅会危害工作人员的人身安全，还会造成巨大经济损失。所以，有必要应用有效的技术手段，预防和应对井漏现象，同时，钻井人员需要持续学习现代钻井新技术，提高自身专业技能，加强钻井施工过程中的异常情况监测，及时发现安全隐患并快速有效地处理，避免钻井安全事故发生，保证安全高效钻井，实现钻井工程项目效益最大化。