鉆井液防漏堵漏技術研究

許玲玲(大慶鉆探工程公司鉆井四公司鉆井液分公司，吉林 松原 138000)

鉆井液防漏堵漏技術研究

許玲玲(大慶鉆探工程公司鉆井四公司鉆井液分公司，吉林 松原 138000)

鉆井液泄漏容易造成安全隱患，是長期困擾鉆井工程的一大難題。提高地層承壓能力是目前常用的解決鉆井液泄漏問題的發展趨勢。本文以造成鉆井液泄漏的原因作為切入點，通過分析地層特點，研發鉆井液防漏堵漏方法，為強化井筒的防漏堵漏鉆井液及封堵材料優選提供了更科學便捷的方法。

含油污水;臭氧;固體催化劑

1 鉆井液泄漏地層環境分析

地層承壓能力系井筒內的鉆井液產生的液柱壓力致使井筒發生破裂，導致鉆井液泄漏的臨界值。地層破裂壓力是體現地層承壓能力的重要因素。地層承壓能力偏低是導致鉆井液泄漏的根本原因：巖層不能承受井筒壓力或者地層本身存在裂縫，在鉆井液的壓迫下，泄漏幾乎不可避免。

強化地層破裂壓力能力、泄漏壓力能力，與此同時，降低鉆井液的液柱對地層的壓力，排除地層破裂的誘因，甚至也可以人工定向爆破地層，人工誘導裂縫，改變地層原有的受力結構，從而達到優化地層承壓能力的目的。

2 泄漏地層分析

(1)泄漏地層特點分析 地層是泄漏發生的主體，地層是地質歷史上某一階段形成的層狀巖石，不同的地層特點決定了具體的泄漏狀況，比如地層的區域地質構造、地層巖石的礦物組成、地層巖石的力學性質等都會影響泄漏發生的難易程度。地質構造作用改變了地層原有的狀態，對地層產生很大的影響，由于構造運動，地層產生摺皺、斷層等，會產生大型天然裂縫或者破碎帶，這些地層往往會誘發嚴重的惡性泄漏，防控難度極大；此外，暴露于地表的巖層經過長時間的風化作用，巖石變的疏松、且裂縫網絡發育，在地質作用下，經過風化的巖層下陷，被再次埋入地下形成古潛山，鉆遇這類地層時，鉆井液的泄漏也極易發生。

(2)鉆井液泄漏情形的分類 ①按裂縫成因分類。鉆井液裂縫性泄漏可以分為壓差性鉆井液泄漏、壓裂性鉆井液泄漏、擴展性鉆井液泄漏等三種。

壓差性鉆井液泄漏，此為鉆井液匯集在地層裂縫而產生的壓力將地層撕開，通道橫截面較大，溶洞系統規模亦較大。當鉆井液的液柱壓力大于地層壓力時，鉆井液延地層裂隙泄漏。

擴展性鉆井液泄漏，此為地層天然固有裂縫，當鉆井液壓力尚在地層可承受范圍內，鉆井液不會大規模泄漏；當鉆井液壓力突破地層受力臨界值時，裂縫被泄漏的鉆井液打出通道，誘發鉆井液泄漏，故亦稱為天然非致漏裂縫。

壓裂性鉆井液泄漏，此又細分為兩種不同的情況：第一種情況基于完整的地層結構，鉆井液的液柱壓力遠遠大于地層的破裂臨界的承受力，地層破裂，形成裂縫空間，導致泄漏；第二種情況基于微小缺陷的地層結構，鉆井液液柱壓力過大引起的壓力在缺陷出集中，產生應力，導致地層破裂，誘發鉆井液泄漏。

除此之外，以上三種類型共同疊加形成的裂縫稱為復合性鉆井液泄漏。復合性泄漏是鉆井工程實際中比較常見的泄漏情形。

②按裂縫寬度分類。地層裂縫的寬度是鉆井液泄漏程度的表現和決定因素。不同寬度的應對亦不同。當地層裂縫的寬度小于2mm，鉆井液中所含的固體即可封堵住地層裂縫；當地層裂縫在2mm到8mm之間，鉆井液泄漏明顯，可采用隨鉆堵漏法來堵住裂縫；當地層裂縫寬度超過8mm后，鉆井液會產生明顯的泄漏，此時需要暫停鉆井作業，專門堵漏。

3 鉆井液泄漏防控對策

(1) 提高地層承壓能力 只要地層完整，即使比較薄弱，鉆井液亦不會大規模泄漏。此時的工作在于通過提升地層的承壓能力來排除潛在的泄漏可能。而提高地層承壓能力的關鍵在于提高地層破裂壓力。

當鉆井液的液柱壓力大于地層破裂壓力時，地層會在擠壓中形成裂縫，導致泄漏。在實際施工中常常添加封堵材料，以期改善鉆井液構成，利用鉆井液自身固體修補井壁，減輕地層壓力，最終提升地層的承壓能力，達到防止鉆井液泄漏的要求。

濾餅可用于提升地層破裂壓力。濾餅由優化過的鉆井液、封堵材料構成。濾餅不僅可以保護井筒，還具有緩沖鉆井液壓力，減輕其對地層巖石受力作用，從而強化地層承壓能力，達到防漏目的。

(2)重建地層承壓能力 地層存在天然裂縫實屬多發、正常的自然現象，由此而導致的擴展性鉆井液泄漏、壓差性鉆井液泄漏亦多發于此。在實踐中，多用控制地層壓差和擴展性的方法來防止泄漏，其技術的關鍵在于提升地層泄漏壓力。針對嚴重壓裂、甚至出現致漏裂縫的地層，需要人工介入，重建地層的承壓能力。人工重建地層承壓能力的主要方式是將培漏材料勾兌到鉆井液中，提高鉆井液封培裂縫的能力。采用這一方法不僅能解決鉆井液泄漏的困擾，還可以在此基礎上減輕地層破裂壓力，提升地層的承壓能力。

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許玲玲(1984- ),女，漢,遼寧凌源人，助理工程師，大學本科，研究方向：鉆井液的應用與研究。