鉆井液堵漏材料與防漏堵漏技術研究

聶天宇，郭建彬，劉 鋒

（1.新疆貝肯能源工程股份有限公司，新疆維吾爾自治區克拉瑪依 834000；2.中城投第十一集團生態環境有限公司，四川成都 610500）

石油鉆井存在較強的繁瑣性，相關工作者在鉆井勘探期間很容易受到地質條件、氣候條件等諸多方面的干擾，而由地下復雜地層所導致的井漏問題會對鉆井井壁的可靠性產生直接的影響。因此，本文針對鉆井液堵漏材料與防漏堵漏技術進行探討具有一定的實踐意義。

1 鉆井液堵漏材料

1）高濾失堵漏材料。針對該材料來說，其實際上是由以下材料按比例混合而成的：一是滲濾性材料；二是硅藻土；三是纖維狀材料。同時該材料在因滲漏所造成的井漏事故亦或是因漏失而造成的井漏事故中較為適用。使用該材料，其可以基于漏失層壓差的不斷作用之下及時演變成相應的濾餅而達到防漏堵漏的效果。結合相關實踐調查可以發現，該材料在國內外有較多的型號。

2）柔彈性堵漏材料。該材料指的是擁有優質的彈性、一定韌性的堵漏材料。該材料滲透到井壁堵漏期間可以在無形當中基于鉆井液擠壓以及擴充填充壓力的不斷作用下，結合井漏漏點的形狀等相關方面加以填補，以實現對井壁裂縫的有效封堵。一般而言，該材料通常以彈性石墨材料為主，其結合材料構成的不同可以將其分為以下幾個系列：一是LCLUBE 系列；二是STEELSEAL 系列。該材料是將石墨材料當作主要材料，其所存在的雙組分碳結構可在很大程度上保障堵漏材料擁有較強的彈性，可以實現自由擴張以及收縮的目的，并在充分依據井漏漏點特性的基礎上演變成與之相匹配的形狀以實現對漏點的科學封堵。

3）聚合物凝膠堵漏材料。該材料實際上是由凝膠類材料組合而成的，相關工作者在使用該材料開展封堵工作期間，其所存在的凝膠特性可以實現對裂縫壓力傳導的有效隔離。不高的固相含量可以快速地自適應漏失通道并基于鉆井液壓力等相關壓力的不斷作用之下滲透到相應的通道中，繼而實現對漏失通道的有效封堵。除此之外，該材料還存在著以下幾種能力：一是黏滯阻力；二是抗剪切能力?？梢院推渌牧先诤弦黄饝茫梢云鸬斤@著的封堵作用。

4）水泥漿封堵材料。結合相關資料可以發現，該材料主要是由以下材料按比例混合而成的：一是水泥；二是石灰；三是石膏；四是硅酸鹽等。與其他堵漏材料相比，水泥漿封堵材料的承壓性能效果顯著，對解決嚴重漏失層期間起著不容小覷的作用。但它的阻滯性不足，容易被鉆井液被沖走。所以這就要求相關工作者在使用該材料開展封堵工作時通過把水泥漿泵送到井下漏層并維持足夠的固化時間，借助于該材料的固化性能以實現對漏失通道的有效封堵。

5）膨脹堵漏材料。對于該材料來說，其實際上是使用材料遇水膨脹的膨脹特性，相關工作者將這種材料應用到漏失層之后就會看到其借助于水化膨脹為其原有體積的幾倍，實現對漏失通道的全面封堵，在整個環節中不會花費較多的時間和精力，特別在因裂縫、坍塌所誘發的漏失處理中可以發揮出顯著的效果。

2 鉆井液防漏堵漏技術

2.1 超低滲透鉆井液技術

針對超低滲透鉆井液技術來說，簡單地說是借助于材料的表面化學特性，會在井下巖石表層逐漸衍生出與之相匹配的超低滲透膜，此時超低滲透膜基于濾餅以及巖石表面積作用之下產生相應的膠束，該膠束可以在地層孔隙周圍慢慢演變成屏障，以實現對鉆井液的防漏堵漏。從客觀的立場出發來講，因為堵漏材料存在一定的去水化效果，所以該技術可以在漏失層完成良好的封堵效果。

2.2 微泡鉆井液技術

該技術實際上是借助于所衍生出來的高能量微泡網結構，基于鉆井液可以把變形填充粒子的特性以及橋架粒子的特性充分發揮出來，繼而實現對漏失通道的有效封堵。該技術在以下情況中比較適用：一是處理因裂縫所引起的滲漏；二是處理因裂縫所引起的微小漏失事故。

2.3 無固相鉆井液防漏堵漏技術

對無固相鉆井液進行剖析后可知，其存在著相應的黏性結構。這是因為此類鉆井液所添加的乳化劑以及改性脂肪酸所誘發的，因為添加了這些才令鉆井液黏度效果明顯，在鉆井中使用該技術的過程中，其所存在的黏性可以在無形當中演變成與之相匹配的黏膠結構，以降低鉆井液漏失情況出現的概率。這里將加有黏彈性表面活性劑VES-PILL 材料的無固相無損害鉆井液當作主要論述對象，該鉆井液在以下條件同時具備的基礎上可以演變成凝膠狀物質：一是含鹽度為67%以上；二是溫度在191℃以內的鹽水環境，同時所衍生出來的物質黏度效果明顯，可見這類無固相鉆井液的存在會在很大程度上令鉆井液黏性強，以便可以從根本上降低井漏情況發生的次數。

2.4 隨鉆防漏堵漏技術

該技術屬于鉆井液防漏堵漏技術之一，與其他技術進行詳細對比可以發現，隨鉆防漏堵漏技術針對鉆井液沒有太多的要求，簡單地說是借助于物理機械的手段得以實現的。就該技術工作原理而言，其實際上是借助于井下工具把鉆井液分出一部分，然后對其使用旋轉射流的手段應用于漏失井壁中，此時鉆井液和漏失通道融為一體后會逐漸演變成與之相匹配的濾餅，顯然這種方式和防滲帷幕比較相同，通過以上手段能夠在井壁上產生相應的防滲壁層，在無形當中令井壁正方向的承壓能力以及井壁反方向的承壓能力均得到了有效提高，繼而達到防漏堵漏的目的。結合相關調查研究顯示，該技術可以在以下地質類型中取得顯著效果：一是砂巖；二是砂礫巖。這里值得一提的是，該技術通常在以下幾個情況下比較適用：一是低流速的滲透性漏失；二是地漏水的裂縫漏失。

2.5 井眼強化“應力籠”技術

針對井眼強化“應力籠”效應來說，其實際上是借助于無固材料對井壁裂縫部分加大防漏加固力度的，然后再加固井下井壁區段以強化井壁的防漏效果。在整個環節中，第一件事情就是要對井下鉆井井壁施加相應的壓力，這樣做的目的是為了把井壁上薄弱位置演變成小裂縫，以便可以把井壁薄弱位置刨除掉，然后在全面了解地層實際情況的基礎上在鉆井液里添加適量的固相材料，而此時該材料和井壁裂縫融為一體之后會慢慢產生橋塞，這樣就可以對鉆井液出現的滲漏情況加以堵塞。值得一提的是，固相材料所衍生出來的橋塞應當具備不高的滲透率，之所以這樣說是因為只有不高的滲透率才可以有效緩解相關壓力，繼而令井壁內的壓差以及井壁外的壓差處于穩定狀態?；阢@井液加壓和固相材料的不斷作用之下，可以實現對井壁薄弱位置的有效封堵，并且由于壓力所衍生出來的裂縫也可以在很大程度上降低鉆井內壓力發生向外擴散的情況，繼而從根本上減少井壁裂縫內外的壓差。顯而易見的是，以上這些手段可以在井眼四周產生“壓力籠”效應，繼而達到防漏堵漏的效果。

3 結語

為了確保鉆井液防漏堵漏工作可以順利進行，應當將更多的時間和精力投入到對以下幾點的研究中：一是鉆井液防漏堵漏技術；二是防漏堵漏材料。這樣做的目的是為了在鉆井出現井漏狀況時可以及時采取切實可行的補救手段，以確保此項工作的正常開展。