鉆井工程中井漏預防及堵漏技術

唐得勇

（大慶鉆探工程公司，黑龍江 大慶 163000）

近年來，隨著我國經濟持續快速發展，石油及天然氣資源需求量不斷上升，僅靠國內油氣田產量供不應求，油氣資源進口比重不斷上升，雖然在一定程度上解決了能源緊缺的局面，但不利于國家油氣供應戰略安全。國內油田企業加大了勘探開發力度，石油勘探技術不斷提升。但是，在石油鉆井的過程中，依然存在井漏現象頻發的情況，容易造成嚴重后果，不僅耽誤鉆井施工進度，嚴重的情況會誘發井噴等嚴重的惡性工程事故[1-3]。所以，有必要深入研究鉆井工程中的井漏預防，以及堵漏技術。加強對井漏事故的預防，提高堵漏技術應用水平，促進我國石油勘探工作長效發展。

1 鉆井工程中井漏的原因

進行鉆井作業的過程中，主要有兩個因素會引發井漏。一方面，自然因素會引導漏失，對于地質相對硬脆的地層而言，容易受到裂縫的影響，同時，會受到風化作用的影響，這種情況容易加劇漏失通道的形成。一些砂礫巖的滲透率較高，且膠結性較弱，這類砂礫巖的孔隙具有較好的連通性，孔隙就是主要的漏失通道。同時，鉆井液具有較高的密度，也容易引發井漏問題[4]。對于一些滲透率較低的砂礫巖就不容易出現井漏現象。此外，在鉆井作業中，常見的碳酸鹽巖有白云巖以及石灰巖，受到風化作用的影響，容易出現漏失通道，進而引發井漏。另一方面，人為因素會引發漏失。在施工過程中，地層破裂和井眼壓力之間，容易形成較大的壓力差，容易在井眼的周圍發生裂縫問題，導致井漏問題。在開發和勘察地下資源的時候，地層孔隙壓力會發生變化，導致其縱向的壓力系統不夠穩定，采用注水開發的方式，容易導致地層破裂壓力發生變化，進而出現較大的高低壓差。在進行該類施工的過程中，一旦沒有應用相應的防護措施，沒有對鉆井液進行良好的控制，抗壓強度相對薄弱之處便會出現井漏問題。

井漏在鉆井現場也是最為常見的工程異常情況，井漏如果不能及時發現，會造成嚴重的鉆井工程事故。井漏按照漏失量大小分為大漏、小漏、滲漏，以及只進不出漏失。井漏不僅會增加鉆井液的損失量，還好造成鉆井施工成本上升，成為重大的鉆井工程事故的誘因。發生井漏最常見的是鉆遇裂縫性地層，尤其是碳酸鹽巖地層或高孔隙的碎屑巖地層。同時由于鉆井液密度設置不合理，導致液柱壓力較大，大于地層破裂壓力，使得地層發生破裂，鉆井液進入地層裂縫中發生漏失。在起下鉆過程中，由于鉆具下入速度較快，導致對地層發生沖擊，引起應力激動，使得地層破裂[5]。鉆進過程中，鉆遇異常低壓地層，導致發生井漏。

在井漏事故中，只進不出井漏會引起井壁坍塌、鉆具卡鉆的情況出現，如果出現井漏的位置上面有油氣層，可能會導致井噴事故的發生[6]。井漏事故處理起來較為困難，堵漏不僅浪費鉆井液和堵漏劑，也會耽誤鉆井施工進度，因此，加強對井漏事故的預防及處理具有重要意義。

2 井漏的判斷方法

為了及時準確地發現井漏事故，首先要熟悉區域地質資料，對可能鉆遇的低壓地層或裂縫性地層進行預測，做好壓力監測，同時留意鉆井液池體積變化情況，及時準確地預報井漏事故。

在鉆進過程中，對鉆井液的消耗量是比較大的，隨著鉆井液的消耗，要持續補充鉆井液量，只通過鉆井液液位來判斷井漏事故不夠準確，不能及時發現井漏異常，需要結合其它工程參數，綜合判斷井漏事故的發生。在鉆井過程中，要準確識別判斷地層巖性變化，如果鉆遇裂縫性地層，要提醒鉆井隊做好井漏預防措施，同時密切關注鉆井液出入口流量變化、總池體積變化、泵壓變化等，如果出現鉆井液出口流量下降、總池體積變小、泵壓下降等情況，即可判斷發生了井漏，要采取措施堵漏防漏[7]。在起下鉆過程中，也要預防井漏事故發生，起鉆過程中，要根據起出的鉆具體積與鉆井液量變化來判斷井漏事故。下鉆過程中，要防止鉆具下入過快產生激動效應，導致地層被壓漏，要根據鉆井液量變化來及時判斷井漏事故的發生。總之，全面考慮各種因素對井漏事故的影響，及時準確地判斷井漏異常，采取有效的措施防漏堵漏，避免井漏事故擴大導致嚴重的鉆井工程事故。

3 鉆井工程中井漏現象的預防措施

3.1 加強井身結構設計

眾所周知，加強井身結構的設計，可以有效預防井漏現象。相關人員可以對施工現場進行實地考察，嚴格勘查該區域的水文和地質情況，同時，以地層壓力剖面為基礎，可以建造合理的井身結構，可以結合專業、精準的數據支持，保證合理性的前提下，設計井身的層次、井口的尺寸等內容，保證相關因素符合工程的使用標準。倘若井身設計不夠合理，便會容易引發井漏現象。所以，在施工過程中，需要結合實際情況，合理設計井身的各個部位，保證其符合施工要求，設計人員不能依據個人的主觀想法進行設計，防止埋下安全隱患，需要結合油氣層的位置以及完井方法等多方面內容進行設計，保證井身結構設計的可行性和科學性。

3.2 降低鉆井液動壓力

在鉆井作業中，井筒中的液體動壓力較高也會引發井漏問題，因此，在具體施工中，需要應用相應的技術手段，來控制其液動壓力，可以有效降低井漏事故發生率。在具體施工過程中，需要結合作業的實際情況，選擇大小適宜的液動壓力，以此來避免井漏以及井噴的問題。如果進行施工的區域情況比較復雜，存在裂縫和孔洞的現象，鉆井液在進入到地層的過程中，通常不會有過多阻力，孔隙的壓力和地層漏失壓力大體相同，在這種情況下，需要經靜液柱壓力和孔隙的壓力保持統一。總之，鉆井液的密度容易影響液動壓力。因此，在降低鉆井液壓力的過程中，必須要結合鉆井作業的實際情況，防止出現一些無意義的損失。

3.3 降低鉆井液環空壓耗

在鉆井工作中，降低鉆井液環空壓耗，可以有效防止井漏現象發生。在具體施工過程中，工作人員應該意識到預防井漏的重要性，重視施工過程中各項數據的變化規律，同時，合理選擇施工設備的結構，保證鉆井液環空壓耗有效降低，才可以有效實現預防效果。詳細而言，具體操作方法如下：首先，在鉆屑攜帶的期間，應該控制鉆井液的釋放量，將其降低。其次，必須要更具施工的具體情況，應用有針對性的工具結構，保證環空間隙的大小，降低井壁濾餅的損失。最后，在施工區域進行到高坡的時候，可以控制鉆井液的濾失量，保證其減小，應用厚度適中的濾餅，控制環空間隙。

3.4 其他技術措施

眾所周知，井漏現象會帶來一些危害，關乎工作人員的人身安全和社會發展。因此，在鉆井施工過程中，工作人員必須要堅持嚴謹的工作態度，結合施工區域的具體情況，應用相應的預防技術，控制事故發生率。應對井漏事故，除了以上幾種措施，還應該控制下鉆過程中的力度，不能過緩，也不能過激，工作人員應該盡量保證穩定。對于開泵的過程，需要先轉動，再進行開泵，可以有效預防井漏問題。

4 鉆井工程中堵漏技術

4.1 選擇適宜堵漏材料

在鉆井作業中，一旦發生了井漏事故，則必須要及時找出事故的位置，同時，應用行之有效的堵漏技術，對發生井漏的區域進行修補。簡言之，鉆井堵漏技術指的是在低壓地層中，應用科學的堵漏材料，堵塞裂縫和孔隙，通過堵漏材料的吸水膨脹特性，對井壁進行有效加固，有助于提升低壓地層的承壓能力。在市面上，常見的堵漏材料主要有幾種：其一，復合類材料；其二，專業堵漏劑；其三，纖維類材料。

4.2 應用現代化堵漏方法

應對井漏事故常用的方法有以下幾種：其一，隨鉆堵漏法；其二，固結堵漏法；其三，橋接堵漏法，工作人員必須要結合事故的實際情況，應用有針對性的方法，來修補井漏的區域。在具體的鉆井工程中，如果發生井漏事故，第一步是要找出井漏層面的具體位置，此外，需要詳細了解井漏發生的實際規模，掌握具體數據，只有這樣，才可以保證應用堵漏方法的針對性和可行性，有效進行修補。所以，必須要重視確定井漏位置的工作，保證堵漏技術的良好實施。

4.3 井漏發生位置確定方法

確定井漏位置主要有以下幾種方法：第一，觀察法。該種方法主要是對施工情況進行嚴格觀察，同時，需要觀察鉆井液的密度等數據，進行綜合分析，明確事故發生的具體位置。第二，環空摩阻法。該種方法一般是測量鉆井液循環系統進出口的流向和漏失量，通過精準的測量，將測量的結果代入數學計算公式，進行精準的計算，進而推算出發生井漏的位置。第三，示蹤劑法。詳細來說，該種方法可以分析出管路中鉆井液的具體循環的時間，結合實際數據，可以確定事故發生的層面位置。應用該種方法，需在事故發生之間，在鉆井液中放入示蹤劑，一旦發生井漏現象，工作人員可以將示蹤劑運行7d的時間，和井漏現象發生之后，示蹤劑運行7d 的時間進行精準對比，可以推斷出事故位置。第四，井溫測量法。在鉆井工程中，鉆井液不斷流動，各個層面的實際溫度會出現變化，因此，可以應用該種方法進行測量，結合測量的結果來判定井漏事故發生的位置。一旦有一個層面的溫度變化有問題，則這個層面出現井漏事故的可能性較大，必須要應用有效措施進行修補。

5 結束語

總而言之，井漏現象會影響鉆井工程的安全性，不僅會危害工作人員的人身安全，還會造成巨大經濟損失。所以，有必要應用有效的技術手段，預防和應對井漏現象，同時，鉆井人員需要持續學習現代鉆井新技術，提高自身專業技能，加強鉆井施工過程中的異常情況監測，及時發現安全隱患并快速有效地處理，避免鉆井安全事故發生，保證安全高效鉆井，實現鉆井工程項目效益最大化。