石油鉆井工程防漏堵漏工藝研究

楊 智

中國石油集團川慶鉆探工程有限公司培訓中心井控培訓中心 四川成都 610213

隨著我國社會經濟的快速發展，各行業領域以及社會生活對石油資源的需求量不斷增加。在此背景下，石油鉆井工程的數量以及建設規模逐年擴大，石油鉆井技術水平取得了明顯進步。在石油鉆井工程的實際建設和運行過程中，由于受開采工藝特點或者人為操作失誤等因素的影響，往往會出現較為嚴重的滲漏問題。因此石油鉆井企業應充分認識石油鉆井工程滲漏問題的重要性，加強對各項防漏堵漏工藝的研究，并要結合石油鉆井工程特點進行防滲堵漏工藝的合理選擇。同時，石油鉆井企業還應根據防滲堵漏工藝的實際應用經驗，對防滲堵漏工藝進行創新和改進，并要積極引入信息技術，為石油鉆井工程的安全高效運行提供可靠保證。

1 石油鉆井工程滲漏的主要影響因素

鉆井滲漏是石油鉆井工程施工過程中比較常見的問題，造成井漏現象的原因比較復雜，一般主要包括巖層結構特點、鉆進工藝以及人為操作失誤等因素。石油鉆進工程在鉆進施工過程中，如果其地層巖體內有溶洞、裂隙等不良地質構造存在時，空隙壓力超過鉆井坡地層壓力，會導致鉆井液向裂縫注入，造成井漏問題發生。同時，在石油鉆井工程的鉆井過程中，如果所采用的鉆進工藝不合理或者對相關工藝參數沒有進行科學設定控制，出現鉆進速度過快、所使用的鉆井液過于黏稠、泵排量控制不合理，都有可能導致井漏現象的出現。一旦石油鉆井工程發生井漏，就會影響石油鉆井的正常運行，發生卡鉆、井噴甚至是井塌等嚴重事故，給石油鉆井企業帶來嚴重的經濟損失。因此石油鉆井企業必須加強對防漏堵漏工藝的研究，降低井漏問題發生的概率，并在井漏發生后及時采取科學有效的堵漏措施，以確保石油鉆井工程的安全高效。

2 石油鉆井工程中常用防漏堵漏工藝分析

2.1 石油鉆井工程防漏工藝分析

2.1.1 鉆井壓力保護防漏工藝

為了防止石油鉆井底部存在溶洞或發育裂隙等造成井漏問題，在石油鉆井工程的施工過程中應加強度PDW數據以及排量數據的監測，準確掌握鉆井狀態。同時石油鉆井企業可以根據鉆井底部巖層結構特點等相關實際情況，采用井口恒定壓工藝或者利用復合材料的高效承壓劑等保護井底，并控制鉆井壓力。在應用復合高效承壓劑保護對井底進行壓力保護時，施工人員應注意合理確定高效承壓劑的用量，有效防止出現鉆井液滲漏等問題。

2.1.2 石油鉆井工程鉆進速度控制防漏工藝

在石油鉆井工程的施工過程中，施工人員應對鉆井速度進行合理設定和準確控制，以防止鉆井出現滲漏問題。在立柱下放時，鉆進應設定在45s～60s 之間完成，一旦超過這一允許的范圍，就有可能出現井漏現象。如果在鉆進過程中出現井塌以及沙橋等情況，施工人員應將開泵速度適當降低，以達到減少泵排量以及降低下鉆阻力的目的。當石油鉆進工程具備較好的施工條件時，在鉆進施工中應采用小排量泥漿泵循環作業工藝，該工藝能夠有效防止漏失現象的發生。

2.1.3 石油鉆井工程泥漿防漏工藝

在石油鉆進工程的施工過程中，石油鉆進企業應積極采用先進的泥漿工藝，以有效防止發生井漏現象。在鉆井施工前應采用膨潤工藝處理泥漿，以提高泥漿的穩定性，其黏度一般應在40s～60s 之間。施工人員應在鉆進過程中根據施工進度及時添加新泥漿，以降低泥漿固相和密度，確保泥漿的密封性能以及潤滑性能夠滿足施工需要。同時，施工人員應在保證泥漿攜砂性能的基礎上，對泥漿黏度進行合理控制，避免鉆進施工時產生低壓力激動現象，影響鉆井結構的穩定性。此外，如在鉆進過程中遇到高滲透性巖土層，施工人員應合理控制泥漿用量，且應加強對泥漿質量的監測，以確保泥餅厚度科學合理，以達到降低環空壓耗和環空間隙的目的，從而有效避免出現井漏問題。

2.2 石油鉆井工程堵漏工藝分析

2.2.1 石油鉆井工程KPD 堵漏工藝

當石油鉆進工程在施工過程中發生井漏時，施工人員應根據井漏的具體原因以及井漏程度等合理應用相應的堵漏工藝。注入可控膨脹型KPD 堵漏劑是石油鉆井工程中比較常用的堵漏工藝之一。KPD 堵漏劑主要指的是摻有惰性材料的水泥漿，其具有較好的膠結封堵以及鎖水膨脹效果，能夠對井漏進行有效處理。

應用KPD 堵漏劑時，施工人員應按照高注低堵原則，對于未能見到液面的漏失失返性井口應選擇與漏失層相距約80～100m 處的上方區域注入KPD 堵漏劑。而在對可見液面的漏失失返性井口進行堵漏處理時，則應將注入點設置于與漏失層上方且與漏失層相距約50m 的位置。在對無失返井進行處理時，施工人員應在與漏失層相距約20m 處的上方區域設置注入點，將KPD 堵漏劑注入井內進行封堵。經過對該工藝的實際應用經驗的總結發現，其堵漏有效率超過了90%，是一項科學高效的石油鉆井工程堵漏工藝。

2.2.2 石油鉆井工程復合承壓劑堵漏工藝

當石油鉆井工程出現井漏現象時，施工人員應準確掌握鉆井的實際滲漏情況，并及時采用混合膠結劑或者其他復合材料工藝對漏孔進行封堵處理。

以采用復合承壓劑混合水泥漿工藝為例，施工人員應利用壓力步驟表以及自動節流管可能關注等對漏孔壓力進行調節，并應合理選擇復合承壓劑類型，且應準確控制承壓劑與水泥漿液的配比以及流量等工藝參數，及時有效封堵漏孔，從而減少資源的浪費。應用此類堵漏工藝時要注意保持管路的暢通性，并要對化合物的充填、轉換以及注入等過程進行科學控制管理，從而全面提高石油鉆井工程堵漏處理的效果。

2.2.3 石油鉆井工程泥漿堵漏工藝

泥漿堵漏是石油鉆井工程中比較常用的井漏問題處理工藝之一，應根據石油鉆井工程井漏問題的不同發生部位、不同問題成因等，采用相應的泥漿堵漏工藝。石油鉆井工程的井漏問題主要是由于工程區域巖土層存在裂縫等現象所導致時，施工人員應及時將泥漿泵排量降低，且應調整泥漿潤滑度、固相以及密度等，以封堵漏孔。漏孔被完全阻滯后，才能將泵排量逐步恢復。

施工鉆井工程的井漏發生在具有較強滲透性的礫石層或砂層時，施工人員應將泥漿黏度適當加大，從而通過增加流動阻力的方式避免泥漿向漏層滲漏，以達到堵漏的目的。石油鉆井工程由于鉆進深度過深而出現井漏現象時，施工人員應將對泥漿黏度進行合理控制，以降低環空壓降，從而實現對井漏的有效封堵。

石油鉆井企業還可以通過循環堵漏工藝或者擠壓堵漏工藝對由地質結構因素所導致的井漏問題進行處理。以擠壓堵漏工藝為例，施工人員應根據漏層的實際情況確定堵漏泥漿的配制量，以確保泥漿能夠對漏層進行完全覆蓋。完成泥漿的配制后，施工人員應將鉆頭下放至與漏層上方相距10～300m 之間的位置，并將泥漿注入。在此過程中應確保環空壓力始終處于2～5MPa 之間，且應持續注漿約30min，之后才能進行泄壓處理。對于較為嚴重的井漏可以適當延長注漿時間，且應采取分段注漿方式，以提高堵漏處理效果。

2.2.4 石油鉆井工程其他堵漏工藝

井漏問題在鉆進工程的鉆進以及完井等施工環節都有可能發生，石油鉆井企業應根據井漏的漏速等實際情況采取相應的堵漏工藝。如井漏漏速的最大值小于5m3/ h 時，應立即暫停鉆進，并上提鉆頭，之后應將DF- 1摻入泥漿內，DF- 1 的含量應控制在2%～3%左右，以收斂封堵漏孔。如堵漏效果未達到預期時，施工人員可以采用憋壓工藝或者摻入一定量的鋸末等材料，以提高堵漏效果。當井漏漏速達到了5～15m3/ h 之間時，則應采取橋接堵漏工藝，并要提升鉆頭至安全范圍。在應用橋接堵漏工藝時應合理選擇橋接劑類型，并要準確控制配制量和配比。此外，石油鉆井企業也可以采用復合型凝膠材料工藝，利用其所形成的網狀結構封堵漏孔。

3 石油鉆井工程防漏堵漏工藝應用要點分析

3.1 準確確定漏層方位

在石油鉆井工程中應用防漏堵漏工藝時，施工人員應首先根據鉆井工程的實際情況采用油住分析法或水動力分析法等技術方法準確判斷漏層的具體位置，為防漏堵漏工藝的選擇提供科學可靠的參考依據，從而提高防漏堵漏工藝的應用效果。由于石油鉆井工程的漏層位置判斷往往較為復雜，因此石油鉆井企業應指派專業技術人員綜合應用地質工程等多學科領域的理論知識也技術工藝，確保漏層位置判斷快速準確。

3.2 準確確定漏失通道面積

在石油鉆井工程中應用防漏堵漏工藝時，施工人員應詳細查明漏失通道的實際面積，準確掌握井口空間以及漏失層縫隙的具體大小等數據信息，并依次為依據進行堵漏材料以及堵漏工藝的選擇和應用，從而提高石油鉆井工程防漏堵漏處理效果。

3.3 準確掌握漏井漏失壓力

在石油鉆井工程中應用防漏堵漏工藝時，施工人員應準確掌握漏失壓力以及漏井壓力等數據參數，以提高防漏堵漏工藝選擇的科學性和合理性，從而減少原油資源的浪費，保證石油鉆井工程的安全高效運行。

3.4 加強新材料新技術在石油鉆井防漏堵漏中的應用

在石油鉆井工程中應用防漏堵漏工藝時，石油鉆井企業應積極應用現代化的信息技術，通過可視化等先進技術的應用準確掌握井漏方位、流速以及面積等數據信息，為井漏原因分析以及防漏堵漏效果的判斷提供可靠的參考依據。石油鉆井企業還可以通過專家系統優化石油鉆井工程防漏堵漏工藝，確保工藝選擇應用科學合理。此外，石油鉆井企業還應積極應用新型堵漏材料以及鉆井液，以減少井漏問題的發生，提高堵漏處理的效率和質量。

4 結語

為提高石油鉆井工程質量和運行效率，減少原油資源的損失，石油鉆井企業應高度重視鉆井滲漏問題，加強對各種防水堵漏工藝的研究。在石油鉆井工程的運行過程中，企業應積極應用先進的鉆井技術設備和材料，提高鉆井操作的規范性。石油鉆井工程出現滲漏現象時，應準確掌握滲漏方位、面積以及漏失壓力等數據信息，合理選擇相應的堵漏工藝，并積極借助專家系統以及信息技術優化堵漏工藝方案，提高堵漏效果，從而為石油鉆井工程的安全穩定高效運行奠定良好的基礎。