惡性井漏難題有解了

文／本刊記者 盧凱瑞／李江輝

勝利石油工程公司鉆井院研發的氣舉穿漏鉆井技術可以更好地應對惡性井漏難題。

●勝利鉆井院攻堅井漏難題成果突出。

在油氣勘探開發過程中，若論石油人最怕遇到的情況，井漏可以說榜上有名。鉆井過程中遇到井漏事故，輕則延長鉆井周期，增加生產成本；重則無法堵漏，造成整口井報廢，經濟損失上千萬元。

治理井漏，不是一場戰役，卻勝似一場戰役。中國石化勝利石油工程公司鉆井院（以下簡稱勝利鉆井院）潛心研究數年，終以氣舉穿漏鉆井技術，攻克了常低壓裂縫性漏失、中深層裂隙縫網漏失、頁巖氣淺表層溶洞失返性漏失三種最為頭疼的漏失難題。

初心：攻堅井漏

上天容易入地難！地層下的情況復雜難明，而且越古老的地層，漏失越容易發生。

面對漏失，常規處理技術主要采取堵漏方式。但因地下情況難以精確描述，堵漏施工周期長、復漏多、復雜時效高，處理不當甚至造成鉆井報廢。

“單純靠堵”難以為繼，油氣勘探開發急需新的治漏工藝方案。但是，新方案的方向在哪里？

一片迷霧之中，確定攻關井漏課題的勝利鉆井院欠平衡技術研究所依據自己多年工藝經驗及專長，產生這樣的想法：既然井漏的發生與井筒壓力系統密切相關，那么是否能通過降低井內壓力來治理井漏，以“降壓止漏”代替“承壓堵漏”？

這一想法的產生頗具戲劇性。2013年的一天，欠平衡技術研究所副所長康波看到溢出瓶口的可樂，腦中靈光一閃：井內情況不就和可樂瓶一樣嗎？如果往鉆井液中充氣，鉆井液是否能如可樂一樣溢出瓶口？

康波趕緊將這一思路跟所里的同事進行分享，得到了大家的一致認同。然而，一盆冷水撲面而來——有專家認為，可樂瓶瓶身完整，可以輕易發生氣舉現象；但井底是漏失狀態，根本無法產生類似的氣舉現象。

懷疑之聲是有，但勝利鉆井院的支持更大。康波跟同事們一道迎難而上，立項攻關。

2015 年，經過前期一系列準備，欠平衡技術研究所開始了氣舉穿漏試驗。經過一系列研究，他們發現：只要上返的壓力足夠小，即使有漏失地層，氣液也會連續上返到井口，證明了氣舉穿漏的可行性。方向對了！

2017 年底，勝利鉆井院成立了相應的項目組，集中精力進行科研攻關。缺乏經費，便給予專項撥款；缺乏人員，便從各個研究所抽調；缺乏技術指導，便協調了以首席專家燕修良、吳仲華為首的專家團隊進行科研指導……

困難一個接一個被解決，難點一個接一個被攻克，項目組最終形成了一種以“高效降壓止漏”為理念，以“穿漏特殊鉆井工藝”為核心，以“雙流道鉆具”為基礎的易漏難鉆復雜地層快速穿越的鉆井新工藝——氣舉穿漏鉆井技術。

實戰：現場檢驗

理論的突破，需要現場的檢驗。2018年的夏天，氣舉穿漏鉆井技術實戰的機會來了！

雄安新區鉆進的一口地熱井發生了嚴重漏失。地下嚴重的坍塌掩埋了鉆具，鉆井液無法循環，想側鉆繞開這一危險地層都無法做到。

為了堵漏，鉆井隊十八般武藝統統試了個遍。連籃球大的水泥球都投下井400多個，期望能夠用它們來堵住漏層。但歷時兩個月，依然沒能成功堵漏。這時，有人提議讓勝利鉆井院試試，反正“好壞都那樣”。

盡管上陣伊始，氣舉穿漏鉆井技術并不被看好，但項目組深知：這是檢驗氣舉穿漏鉆井技術的重要一步，必須全力以赴！

穿漏工作進展得出乎意料的順利——將工具安裝完畢后，僅僅兩天就解決了鉆井液漏失問題，建立了鉆井液循環。消息傳來，對方領導直呼：“不可能！”

這一次的穿漏工藝成功證明了氣舉穿漏鉆井技術的可行性，堅定了勝利鉆井院進一步研究應用的決心。

2019 年7 月，項目組應用氣舉穿漏鉆井技術開展了順北55X 井的氣舉漏失試驗，嘗試解決地下5000～6000 米深層漏失難題。通過該試驗驗證了新研制高性能雙壁鉆具系統的可靠性，為西部超深井深層漏失提供了新工藝解決方案。

2020 年伊始，項目組在南川頁巖氣井勝頁20-2HF 井開展淺表層溶洞失返性地層先導試驗，利用該技術一舉解決了有地下溶洞及暗河存在的惡性漏失難題，進一步證明了該工藝的技術實力，為川渝地區頁巖氣效益開發提供了保障。

目前，勝利鉆井院氣舉穿漏鉆井技術已經成功完成4 口井先導試驗，攻克了常低壓裂縫性漏失、中深層裂隙縫網漏失、頁巖氣淺表層溶洞失返性漏失三種惡性復雜漏失，解決了循環失返，同時滿足了常規MWD 定向軌跡控制要求。

勝利鉆井院氣舉穿漏鉆井技術目前已成功申請國家專利13 件，正在申請涉外專利2 件，增強了自主核心技術知識產權保護。

勝利：以疏代堵

“氣舉穿漏鉆井技術之所以能獨樹一幟，關鍵在于以疏代堵，如同大禹治水一般。在傳統堵漏技術失效的情況下能起到出乎意料的效果。”欠平衡技術研究所所長王樹江說。

“傳統堵漏方法需要考慮裂縫的大小、走向、長度，是從三維層面解決問題，難度相對較大。氣舉穿漏鉆井技術是從壓力入手，是二維層面的解決方案。從壓力入手，氣舉穿漏鉆井技術無需依賴詳盡的裂縫描述，便能夠適應各種不同類型的漏失情況。”康波介紹說，“該技術將復雜問題簡單化，因此具有更為廣闊的普適性和應用前景。”

已應用井段氣舉穿漏鉆井技術可降低漏失復雜90%以上，綜合復雜時效降低50%～60%，大大降低鉆井成本。鉆井少堵一次能省三天時間，而減少的堵漏時間是一筆巨大的經濟效益，能大幅減少鉆井成本。

氣舉穿漏鉆井技術的優越性顯而易見，其應用前景更是值得期待。

“十三五”以來，油氣開發逐漸向深層、超深層進軍，鉆遇地層越來越古老。而越是古老的地層地質情況越復雜，鉆遇裂縫、裂隙、溶洞、孔洞型等易漏復雜地層越來越普遍。

“例如西部、川渝、鄂北、東部地區，地層地質年代古老，沉積環境復雜，且內部存在大量難以精確描述的流體通道及壓力系統，地質上提前準確預測的難度較大。一旦鉆遇，極易造成井下復雜及事故。”王樹江說，“氣舉穿漏鉆井技術在深井的應用效果已經得到了驗證。”

傳統井漏，鉆井液每小時漏失20～30立方米已經算得上“大漏”了。“但現在，我們面臨的井漏越來越嚴重，有的鉆井液漏失甚至高達每小時140～200 立方米。”康波介紹說，“在西北，我們曾遇到鉆井液漏失近7000 立方米的井。原計劃40 天就能完鉆，但因為漏失，整個鉆井周期拖成了4 個月，成本大大增加。”

氣舉穿漏鉆井技術為西北深井超深井鉆井提速提供了新的身結構優化設計思路，可以在保障實現四級基本結構的前提下，將現有各開次井眼尺寸再縮小一級。通過新方案的實施，預計可大幅度降低三開次鉆井周期，降低鉆井成本。