淺析石油鉆井工程防漏堵漏技術研究

劉國衛(wèi)

（河南省煤田地質局三隊，河南新鄉(xiāng)450016）

根據(jù)目前的情況來看，石油鉆井工程已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟不斷發(fā)展中的支柱產(chǎn)業(yè)，但是石油鉆井也在建設中面臨諸多問題，影響著油田企業(yè)的發(fā)展。最主要的影響因素就是石油鉆井中出現(xiàn)的井漏事故，具有較大的危害性。通常是由作業(yè)人員行為不當引起的，并會伴隨著鉆井液的大量流失給油田企業(yè)帶來較為嚴重的經(jīng)濟損失。當井漏現(xiàn)象嚴重時，還會產(chǎn)出一系列連鎖反應，引發(fā)井噴，給工作人員的生命安全帶來威脅[1]。目前，我國很多學者也加入到了防漏堵漏技術的研究中，并取得了不錯的成就，但是很多都處于理論研究方面，還未真正運用于實踐，導致理論與實踐之間存在較大的差異。基于此，通過分析和研究鉆井工程中的防漏和堵漏工藝對提升整個工程的質量具有較大的推動意義。

1 導致石油鉆井工程井漏的原因

1.1 客觀原因

我國很多油田都處于地層較為疏松的地帶，且多由砂石和砂土構成，并且對于這種類型的地層在進行石油鉆井工作時很容易因為作業(yè)中的不規(guī)范和其他影響因素，導致砂石和砂土出現(xiàn)松動，進而引發(fā)井漏。其次，在這種斷裂帶地質環(huán)境下地下斷層多且不穩(wěn)定，一旦出現(xiàn)石油鉆井工作中的操作不當會加劇地層多處斷裂，進一步引發(fā)井漏。最后，由于我國油田地下井層具有較強的滲透性和較大的孔隙性，基于這種特征也容易在石油鉆井作業(yè)中導致井漏。

1.2 主觀原因

一方面，石油鉆井作業(yè)人員自身專業(yè)素質不高，對石油鉆井作業(yè)中的有關經(jīng)驗的積累還不夠完善，在進行石油鉆井作業(yè)過程中出現(xiàn)的問題不能及時找到針對性的解決方案。同時，對于鉆井作業(yè)中缺乏一套較為完善的作業(yè)規(guī)范，很多時候作業(yè)人員在進行作業(yè)時也沒有得到良好的管理，出現(xiàn)不正當?shù)牟僮鲗е戮Ａ硪环矫妫鳂I(yè)人員在進行作業(yè)前，并沒有對油田的地質結構和環(huán)境進行全面、系統(tǒng)的分析和掌握，只憑自身的經(jīng)驗和主觀意識進行作業(yè)，以上兩種行為主要是由于作業(yè)人員自身專業(yè)素質不高引起的，在進行鉆井作業(yè)時還需要不斷對作業(yè)人員的培訓，提高專業(yè)能力和規(guī)范其作業(yè)行為，在開展鉆井作業(yè)前，詳細了解油田地質情況，對遏制井漏的發(fā)生有著重要的作用。

2 石油鉆井工程防漏堵漏效果不佳原因及作業(yè)中存在的問題

2.1 石油鉆井工程防漏堵漏效果不佳的原因

2.1.1 井漏位置難以確認

在進行石油鉆井防漏堵漏作業(yè)時，首先就需要對整個油田發(fā)生井漏的位置進行確認，這樣才能有效保證后續(xù)工作能夠精準和一一對應。目前，我國對于井漏位置確定的方法單一且傳統(tǒng)，通常運用這些方法在進行井漏確認時，不僅分析和操作環(huán)節(jié)較為復雜，同時對于有些緊要環(huán)節(jié)還存在不確定性，這與現(xiàn)階段我國實際的防漏堵漏作用要求相違背。此外，還需要對井漏位置確認過程中的設備進行完善，避免設備缺陷成為導致井漏發(fā)生的影響因素。

2.1.2 防漏堵漏面積不能確定

在石油鉆井工程中如果出現(xiàn)鉆井液的漏失就需要作業(yè)人員進行及時的防漏和堵漏維護，但是在具體維護時就需要對漏失的面積進行確定，同樣也會受到地質環(huán)境和地下面積測量不準確的影響，導致在施工時難以對漏失的面積和范圍進行確定，這樣就不能針對后續(xù)的維護工作進行準確施工，也不能有效預測應用到的原材料等，這樣也使得防漏堵漏等補救措施達不到理想的效果。

很多時候，針對石油鉆井中出現(xiàn)的井漏事故，在進行維護時要確定面積這樣才能做好材料的選擇和準備，這就需要工作人員根據(jù)具體的漏失情況計算滲漏的面積[2]。但是在實際的面積核算中很容易由于工作人員的失誤，導致多用材料與漏失工藝不符合，難以保障工程的進度和質量。

2.1.3 漏失壓力難以確認

漏失壓力是影響鉆井工程防漏堵漏作業(yè)人的最關鍵因素，通過指導工作人員詳細和準確測定地層壓力，增加防漏堵漏工作的成功率。現(xiàn)階段，受地質環(huán)境和內部環(huán)境的影響，對漏失壓力的確定還存在諸多困難，國內外對于這部分的研究相對較少，關鍵技術還不夠成熟，技術也較為落后，基于這一現(xiàn)狀，也給防漏堵漏施工帶來了較大的難度。

2.2 防漏堵漏作業(yè)中存在的問題

2.2.1 技術水平的局限性

對于目前的石油鉆井工程要嚴格做好井漏現(xiàn)象的維護，不僅要對鉆井液滲漏的位置、面積和壓力進行確定，還需要通過提高相關工作人員的專業(yè)素質和技術設備的水平等，進而采取積極的措施提升防漏堵漏效果。結合目前現(xiàn)狀來看，所使用的技術還存在較大的局限性，有的是受施工成本因素的影響，有的是受較大施工風險因素的影響，這些都有將進一步阻礙了防漏堵漏工作的開展。

2.2.2 工作的盲目性

工作人員要嚴格把控好工作內容和流程以及相關的標準，進而保證施工中的每一個環(huán)節(jié)都能按照要求有序進行，很多時候，施工人員在進行防漏堵漏作業(yè)時，各個工作環(huán)節(jié)還比較混亂，施工人員對于自身的工作開展存在較大的盲目性，沒有嚴格按照規(guī)定對標自己的工作和經(jīng)驗積累對相關進行處理，沒有將自身所積累的專業(yè)知識與經(jīng)驗融入到實際工作開展中，使得自身開展的工作內容與現(xiàn)場實際內容之間不能有效融合，防漏堵漏效果不佳。

2.2.3 施工期間對石油儲層造成損害

石油企業(yè)在進行鉆井施工時，鉆井液的滲漏已經(jīng)成為一個常見且處理難度較大的問題。因此，企業(yè)在開展石油鉆井工作之前，就已經(jīng)針對可能出現(xiàn)的滲漏做好了防漏堵漏措施的準備。但是受地質條件、地質環(huán)境、施工工藝以及其他因素的影響，在開展防漏堵漏工作時還存在較大的難度。特別要注意在施工中出現(xiàn)滲漏情況，施工人員要隨時觀察井下情況并采取積極的措施進行預防和處理，及時做好滲漏層的修補，但很多時候由于緊迫性，施工人員并未關注材料的質量和性能，導致質量不合格以及具有污染性能產(chǎn)品的投入使用，對整個石油鉆井工程帶來不良影響。

3 石油鉆井工程防漏堵漏技術在應用過程中的改進措施

3.1 優(yōu)化防漏堵漏技術

由于鉆井液的滲漏問題是石油鉆井工程中的常見性問題，因此我國很多學者也對其做了相關的研究，并形成了很多較為系統(tǒng)的防漏堵漏技術和手段。但是要想在這方面做到精益求精，需要逐步對該技術進行優(yōu)化，確定井漏原因，并對其進行綜合分析，結合實際漏失情況選擇合理的技術和措施，并做好滲漏程度、地層層位以及井深等情況的監(jiān)測，進而分析和選擇合適的處理工藝；常用的石油鉆井中處理井漏的方法為：

（1）對滲透性漏失的處理。當鉆井液滲漏速度小于5m3/h時，對鉆井液性能和起鉆堵漏方法的調整。結合鉆井實際情況，降低其密度，進而減少液柱壓力，增加液體粘度的同時也能增加鉆井液在地層中的流動阻力，降低了液體的排放量，通過減少流動阻力來有效提升地下井層壓力。

（2）對下鉆太快或開泵過猛所造成的漏失處理。這時通過減小液體的排量循環(huán)，這樣就能提升井液的粘度，不僅有利于形成新的井壁，同時漏失的逐漸消除也能避免循環(huán)堵漏情況的發(fā)生。當漏失速度大于5m3/h時，不能繼續(xù)打開泵，以防止過大的壓力導致井塌，通過連續(xù)不間斷灌入鉆井液，進而對靜止狀態(tài)下的漏失進行填補。

（3）對裂縫溶洞漏失的處理。針對這一類型的漏失，應在鉆井液中加入鋸末、谷殼、貝殼渣等能夠起到堵漏的物質對裂縫溶洞進行填充，還可以運用石灰乳和水泥對裂縫溶洞進行堵封。

3.2 強化鉆井液施工技術

一般所運用的堵漏材料都是利用水泥漿進行一定比例的配合后所組成的材料，才能達到效果。但在鉆井時還需要注意以下幾個問題：一是要嚴格把控水泥漿的配比，對于水泥漿的密度和類型要合理進行選擇，這樣才能平衡鉆井壓力，保證水泥漿的粘度能夠符合堵漏的要求。二是要根據(jù)水泥漿的性能，適時地對其進行調整，以提高地層的承壓能力[3]。并預設具有循環(huán)作用的堵漏材料，對于提示有可能出現(xiàn)的滲漏地層，可以提前在堵漏材料中加入細小顆粒性的堵漏材料進行修補，還可以進行早期的滲漏地層的堵漏工作。

3.3 優(yōu)化工程技術

在進行防漏堵漏工作時，對該工程的優(yōu)化技術主要體現(xiàn)在以下三個方面：一是要對鉆井的自身結構進行合理的設計，要適時增加空隙壓力、破裂壓力以及漏失壓力，這樣就能為鉆井工程施工提供依據(jù)，對于出現(xiàn)的局部滲漏，要準確判別其漏失位置，做好防漏堵漏方案，在井身機構方面要有效運用技術套管的方式對堵漏失層與高壓層進行封堵，避免井下地層滲漏發(fā)生。二是要在使用水泥漿材料時要降低其泥漿動切力，通過控制鉆井泵的排量以及泥漿的上返速度，對于下鉆的速度要進行控制并減少激動壓力，這樣不僅能在一定程度上控制鉆井液的滲漏，還能降低整個過程中施工成本。三是要嚴格在事前做好施工規(guī)劃和材料、設備的準備和安裝工作，保證所用材料的質量安全以及能夠與地層進行配伍，這樣就能充分對材料進行運用還不對油層產(chǎn)生影響。

3.4 使用更優(yōu)的材料

石油鉆井工程中防漏堵漏工作的進行最基本的條件就是要對材料進行合理選擇并對其質量進行嚴格控制，現(xiàn)階段我國在防漏堵漏施工中所運用的材料還比較局限，因此相關工作人員在施工時還可以考慮選擇使用更為優(yōu)質的材料，例如可以使用微復合凝膠，這樣一種具有較強活性的化學制劑，能夠在使用中通過凝結形成網(wǎng)絡，同時吸干周圍的水分，在物理和化學反應下出現(xiàn)膨脹，實現(xiàn)對漏失部位的堵漏作用。

4 石油鉆井工程防漏堵漏技術未來發(fā)展趨勢

4.1 大力推廣隨鉆可視化技術

在以往，油田企業(yè)在對井漏事故進行處理的過程中所取得效果不佳的主要原因在于對漏失的位置、漏失的面積以及漏失的壓力不能有效確定，但是隨著科學技術和鉆井技術的不斷發(fā)展，隨鉆可視化技術也出現(xiàn)并得到了普及，借助該技術作業(yè)人員在進行鉆井工作時能夠有效觀察井下地層環(huán)境，能夠為后續(xù)的防漏堵漏工作提供可靠的參考，提升防漏堵漏效果。

4.2 強化對漏失機理的研究

在進行防漏堵漏工作時，首要任務就是對漏失的產(chǎn)生進行全面、細致地分析和評價，我國對于鉆井液漏失的評價方法具有多樣化的特點，但是各種評價方法都還存在諸多的不足之處，不能準確和正確得出實際評價，如漏失面積和漏失壓力等。由于不能有效評價出漏失機理，這樣就不能在其實施防漏堵漏工作中給予合適的堵漏方法，不能選用適合的堵漏劑。在今后應加大對鉆井工程中漏失機理的研究，借助巖石力學的理論支持，幫助掌握漏失機理[4]。

4.3 建立專家數(shù)據(jù)庫

未來石油鉆井防漏堵漏工作勢必會朝著專業(yè)化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展。首先要考慮該工程的經(jīng)濟效益，并始終以提高油田的開采效率為目標，不斷向鉆井、地質以及地理專業(yè)衍生，匯聚各個專業(yè)的知識實現(xiàn)對防漏堵漏技術的研究。針對有效掌握的漏失位置、面積以及壓力等，制定合理的防漏堵漏方案，并實現(xiàn)資源的整合，建立專項數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)資源和成果的共享。最后，為了有效降低整個工程作業(yè)成本，可選用物理和化學反應原理的材料，降低對鉆井作業(yè)的影響。

5 總結

井漏已經(jīng)成為石油鉆井作業(yè)中常見的問題，并且該問題已經(jīng)成為石油企業(yè)一直在研究和亟待解決的問題。首先就需要對漏失位置、面積以及壓力等進行全面分析和掌握，進而選擇適合的手段和材料，提升防漏堵漏效果。在未來，我國學者也將不斷運用自身理論知識加大對防漏堵漏工藝的研究和完善，這就要求相關人員加大對該技術的掌握，強化理論學習，采取更加有效的措施做好井漏事故的處理。