地質鉆探孔漏失原因及堵漏措施探究

田宏衛(wèi)

摘 要 在地質鉆探過程中，漏失的情況常會出現(xiàn)。程度較輕的漏失現(xiàn)象將導致鉆探工作暫停，影響工期進度，而較為嚴重的地質鉆探孔漏失就會發(fā)生鉆探事故，給企業(yè)甚至社會帶來較大的經(jīng)濟損失和人身傷害。因此，找準地質鉆探孔漏失的原因，研究有效的堵漏措施具有重要意義。筆者從引起地質鉆探孔漏失的原因出發(fā)，對當今的堵漏技術現(xiàn)狀和相關的堵漏措施進行分析。

關鍵詞 地質鉆探孔；漏失；堵漏；原因；措施

中圖分類號：P634 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0098-01

地質鉆探孔漏失現(xiàn)象在地質鉆探過程中經(jīng)常出現(xiàn)，已成為在地質鉆探工作中比較棘手，且會給整個鉆探工作帶來較高成本、引發(fā)安全事故的主要問題。如果在發(fā)生鉆孔漏失現(xiàn)象時不能采取有效的堵漏措施，將會造成井噴、井塌以及卡鉆等工程事故，這些事故會帶來部分井段或者全部井段報廢的嚴重后果。如何突破這一影響地質鉆探效率的瓶頸，減少不必要的損失，是我們所要關注和探索的。

1 發(fā)生地質鉆探孔漏失的原因分析

凡是能引起地質鉆探孔漏失現(xiàn)象的地層，一般都具有以下幾種條件：①地層中存在一些或大或小的裂縫、溶洞或者是間隙等，這些空隙的存在會給鉆井液提供一定的擴散條件；②鉆井液液柱的壓力高于地質層那些間隙的流體壓力，在壓力差的作用下發(fā)生漏失現(xiàn)象；③地質層的破裂壓力較小而造成地層被壓裂形成縫隙，產(chǎn)生漏失。

1.1 滲透性漏失

當?shù)刭|層中的滲透性比較高，比如此類地質層是由粗礫巖、粗砂巖或者是含砂的巖層構成的，就極易在地質鉆探時發(fā)生鉆井液的漏失。此種漏失稱之為滲透性漏失。當鉆井液液柱壓力的作用下，鉆井液會滲透進地質層的空隙當中，此種漏失的速率較小。

1.2 裂縫、溶洞類漏失

當?shù)刭|層中多為白云巖、石灰?guī)r等，由于這類巖石會存在裂縫、溶洞，便會引起鉆井液的漏失。同時，如果存在地應力破碎帶、斷層等，地層壓力小于鉆井液液柱的壓力而發(fā)生漏失現(xiàn)象。此種漏失的速度較快，漏失量也較大，需要及時作出處理，否則將帶來嚴重的后果。

1.3 注水過程引起漏失

當一處地層開發(fā)準備進行鉆探后，由于在注水過程中操作出現(xiàn)偏差，引起地層內(nèi)在縱方向上孔隙間的壓力發(fā)生較大變化，出現(xiàn)高壓、常壓、和欠壓等幾種不同的壓力層，之間相差較大，不利于進行下一步的鉆探。同時，在地質層注水后，地層破裂壓力自上而下出現(xiàn)梯度差。在同一個地質層深度上，各個部位的地層破裂壓力是存在差異的。

1.4 施工技術缺陷引起漏失

在施工過程中出現(xiàn)技術上的不到位，或者直接發(fā)生技術失誤，而引起地質鉆探孔的漏失。比如在施工過程中，造成地層壓力與井底的壓力出現(xiàn)明顯的較大差別，其差值遠遠大出了鉆井四周的擠壓應力和地質層上的張力。這樣地層就很容易產(chǎn)生裂縫，引發(fā)地質鉆探孔的漏失情況。

2 堵漏技術分析

隨著國內(nèi)外學者和專家的不斷探索，對于地質鉆探孔漏失的堵漏技術已經(jīng)有了非常大的進步。但無論應用哪類堵漏技術，在發(fā)現(xiàn)地質鉆探孔漏失后，要及時采取措施進行堵漏，以免影響接下來的鉆探或者減少因較大漏失現(xiàn)象給整個地質鉆探工作帶來的損失。

2.1 對于程度較低的漏失情況采取的堵漏技術

程度較低的漏失情況常見的是進多出少但并未給接下來的鉆探工作帶來不良后果的滲透性漏失現(xiàn)象。當發(fā)現(xiàn)存在這種現(xiàn)象時，建議采取以下幾種措施進行堵漏。

1）如果漏失量較小，不至于發(fā)生嚴重后果，可采取繼續(xù)進行鉆探的方法，在經(jīng)過漏失地質層后，依靠鉆屑將漏失孔隙或裂縫堵住。在之后如果發(fā)現(xiàn)鉆井液不再減少，即為漏失孔隙已被堵住，可繼續(xù)進行鉆探工作。如果發(fā)現(xiàn)鉆井液還會發(fā)生漏失現(xiàn)象，可以采取把鉆頭停止，進行靜止堵漏的方法。所謂靜止堵漏，就是指暫停鉆探，把鉆頭提高到技術套管，使下方的鉆井液保持靜止狀態(tài)靜止數(shù)小時。由于鉆井液在漏失過程中，可以隨著靜切力的增大進行堵住空隙或裂縫。而且，鉆井中的泥土在吸收了鉆井液后會膨脹變大，也會堵住空隙或者裂縫。

2）在所使用的鉆井液中加入石灰粉、云母片暫堵劑等纖維物質或者較小的顆粒物質，以此來減小鉆井液的密度，增強其堵漏效果。

2.2 對于程度較高的漏失情況采取的漏失技術

當遇到程度較高的漏失情況時，就會發(fā)生鉆井液持續(xù)進入而不停止的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象時十分危險的，因此要盡快做出處理決策，及時解決。

1）在這種情況下，如果還沒有發(fā)生井噴現(xiàn)象，就首先要保證鉆具的完好。應該立即停止鉆井，切斷鉆泵輸送，將鉆頭提高至技術套管里面，即使沒有下技術套管也要繼續(xù)上提，中途不可暫停。在鉆頭上提的過程中，還要持續(xù)灌入鉆井液或者清水，以此來維持井內(nèi)的液柱壓力，以免在上提過程中發(fā)生井塌。在將鉆具上提的過程中，可能會出現(xiàn)反噴的現(xiàn)象，阻力也將變大影響上提速度。但是要清楚地意識到，越是這種情況下越要加快上提速度，盡量保持鉆具的安全。

2）只要鉆具沒有被卡住，就可以進行漏失的處理了。一般常用的漏失處理就是以上所講的靜止堵漏，采取這種方法可以解決大部分的漏失情況。同時，采取灌入較低密度的鉆井液也可盡快進行堵漏。因為在壓力差的作用下，鉆井液中的纖維物質和微小的粒子就會在漏失處進行聚集，所以，在孔隙和裂縫處就會很快被填充，防止進一步的漏失情況發(fā)生。

3）采用膨脹型的材料進行堵漏也是一種有效的方法。這種膨脹型材料在進入井內(nèi)之后，通過吸水，可以使體積膨脹，填充在漏失的通道內(nèi)，由于其較大的抗壓能力可以提高孔壁的抗壓強度，并且可以形成泥餅堵住漏失。目前常見的膨脹型材料主要有SYZ膨脹性堵漏劑、聚胺脂泡沫膨體堵漏劑等。

4）還有一種高失水漿液堵漏的方法。這種方法是基于一種高失水漿液，此種漿液在被灌入井內(nèi)到達漏失處后，迅速失水，留下堵漏材料將孔隙或者裂縫堵住。此種的堵漏方式一般用在孔隙或裂縫小于5 mm的情況下。常見的高失水漿液堵漏劑有DTR堵漏劑、PCC堵漏劑、Diacel堵漏劑、稿粘切高失水混合稠漿等。

3 結束語

地質鉆探孔漏失依然是一項需要繼續(xù)深入研究的課題，對地質鉆探中孔漏失的復雜情況采取針對性的處理措施才可以達到減少損失降低風險的目的。希望本文可以為此類研究提供一定的參考。

參考文獻

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