石油鉆井工程中防漏堵漏技術研究

唐純鵬

（大慶油田有限責任公司鉆探工程公司鉆井工程技術研究院，黑龍江大慶163000）

隨著社會和經濟的迅速發展，石油資源在各行各業和社會生活中的需求與日俱增，其重要性不言而喻。在這一背景下，我國石油鉆探項目的數量和施工規模逐年增加，鉆井技術也有了長足的發展。在實際施工和使用中，由于采掘技術的特殊性和人為的錯誤，導致了鉆探施工中的滲漏問題比較突出。因此，油田鉆探施工中必須充分認識到鉆探施工中存在的問題，并加強各種技術措施的研究，并根據鉆探施工的特點，合理地選擇合適的防滲堵漏技術。同時，要結合油田的實際情況，不斷地創新、完善防滲、堵漏技術，積極引進信息化技術，為油田鉆井項目的安全、高效運行提供了可靠的保障。

1 石油鉆井工程滲漏的主要影響因素

從目前的技術水平來看，在油田的施工中，存在著漏層位置的確定、泄漏范圍大小、泄漏周圍的環境以及儲層的損害等問題，施工過程中的盲目性和技術的限制，將會對施工中的防滲漏和堵塞產生不利的作用。為此，必須對其進行防滲、堵漏的影響因子進行研究，確保油田鉆探施工中的防滲、堵漏工作的科學化[1]。

1.1 漏層位置無法精確

在石油鉆探中，一旦出現井漏問題，就需要找出鉆進過程中存在的漏層，并對漏層的位置和大小進行準確的判斷，為實施防滲、堵漏工作奠定了基礎。目前，國內外已有水動力學、油柱等相關的理論研究，但由于受現場條件的限制，其可行性不高。所以，在現場勘察時，漏層的定位仍然是有經驗的工作人員，這就導致了防滲、堵漏工作的效率低下。

1.2 滲漏范圍的大小無法判定

在出現井漏的時候，由于泄漏部位在地層中，不能通過機械檢測到泄漏通道的尺寸，但要及時采取措施進行封堵，為了避免泄漏面積的進一步擴大，保證堵漏工作的有效性，材料的用量應根據通道的滲漏范圍確定。由于泄漏區域的大小不能確定，為了保證所需的材料數量充足，往往會導致過量的儲備，出現材料的浪費。

1.3 儲層受損

在實施封堵技術時，由于油田作業人員操作不當，很容易造成油井儲層損壞。在進行漏層修復時，必須將補充劑置于漏泄槽中，在添加物料時，一旦出現操作失誤，會造成儲層損壞。不僅會影響到油田的封堵效果，也會給下一步的鉆井工作造成很大的障礙。

1.4 防漏堵漏工作盲目性強

在石油鉆探施工中，由于受多種原因的制約，目前還沒有一套完整的技術體系和管理制度。通常情況下，在進行現場突發問題處理時，需要根據現場工作人員的經驗和主觀的判斷來進行修復，所以在鉆探施工中，施工人員的操作存在著很大的盲目性，如果操作人員自己的判斷存在問題，則井漏的成因很難查明，對防漏堵漏工程的正確性也有一定的不利作用。長期來看，不但增加了鉆探項目的建設費用，而且會造成巨大的財力、物力和人員的損失。

1.5 防漏堵漏工藝具有局限性

在對井漏處進行堵漏作業時，由于作業者不能準確地了解漏油的漏油情況和泄漏部位等有關資料，致使防漏堵漏技術存在諸多困難，嚴重地制約了施工的實施。

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

為避免鉆進井底出現溶洞、裂縫等導致的井漏問題，油田鉆井施工中要加強對PDW資料和排量資料的監測，以便對鉆探情況進行準確的了解。同時，石油鉆探公司還可以根據鉆探井底巖石的構造特征和其他有關的實際條件，采取井口恒壓技術，或使用復合高效的承壓劑來保護井底，并對鉆進壓力進行有效的控制。在采用復合高效承壓劑防護井下的壓力防護時，要注意合理地選擇高效承壓劑的使用，以有效地預防鉆井液泄漏等問題。

2.1.2 石油鉆井工程鉆進速度控制防漏工藝

在鉆探施工中，為了避免鉆探事故，必須對鉆機的轉速進行科學地設置和精確的控制。在立柱豎向下沉時，鉆孔時間為45～60s，若超出此限度，則有發生井泄漏的危險。在鉆井作業中，若發生井塌方、砂橋等，施工方可適當地減慢開泵的轉速，從而減小泵體容積，減小下鉆阻力。在鉆井技術條件良好的情況下，鉆井時要采取小容積鉆機井筒鉆井技術，以達到預防鉆井滲漏的目的[2]。

2.1.3 石油鉆井工程泥漿防漏工藝

在石油鉆井工程施工中，為了有效預防鉆井泄漏，必須采取先進的鉆井技術和工藝，以防止井漏現象的進一步擴大。為了改善泥漿的穩定性，必須在鉆探之前使用膨潤法對泥漿進行處理，其稠度一般為40～60s。在鉆井期間，施工方要按施工進度適時加入新的泥漿，減少泥漿的固相和密度，保證泥漿的密封性和潤滑性，使其達到施工要求。同時，在確保泥漿運砂性的前提下，合理地控制泥漿的稠度，以防止鉆井過程中出現低壓激動，對鉆機結構的穩定有一定的影響。另外，在鉆井中遇到高滲透性巖土時，施工方要合理地控制泥漿的用量，并加強泥漿的質量監控，為保證泥餅厚度的科學化，減少環形空壓耗，減少環形空隙，有效地防止了井泄漏。

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

在鉆井作業進程，一旦鉆井作業中出現了井泄漏現象，必須針對其成因和井泄漏的嚴重情況，采取適當的技術措施。在石油鉆探中，采用控制可擴張KPD 堵漏技術是目前較為普遍的一種技術。KPD型堵漏是一種含有惰性物質的水泥砂漿，它可以起到良好的膠結密封和固水擴張作用，可以有效地治理井漏。

在使用KPD 堵漏時，技術人員應遵循高注低堵的原則，對于未能見到液面的漏失失返性井口，要在距離漏失層80～100m 的上方位置注入KPD 堵漏劑。在對可見到液體的泄漏失返性井口進行封堵時，必須在漏失層之上和漏失層之間50m處進行注水。在對無失回井進行治理時，必須在距離漏失層20m 左右的位置設置注水口，然后用KPD 堵漏液進行封堵。通過實踐總結，認為其堵漏有效率達90%以上，是一種科學、有效的石油鉆探技術。

2.2.2 石油鉆井工程復合承壓劑堵漏工藝

在石油鉆探項目中發生井漏現象，必須對鉆探過程中的實際泄漏進行精確的監測，并采取適當的粘合劑和其它合成技術對出現井漏的位置進行修補。

以使用復合承壓料混凝土灌漿的工藝過程為例，在設計時要根據壓力計算方法和自動節流管的注意事項等因素來調整，同時要合理選用復合型的填料，并且要精確地掌握各種技術指標，如壓劑—膠漿的比例、流速等，能及時、高效地封閉漏洞，降低資源的消耗。在采用這種技術時，必須保證管道的通暢，同時要對油氣的充填、轉換、注入等進行科學的控制和管理，使油田的堵漏治理工作得到更好的發揮。

2.2.3 石油鉆井工程泥漿堵漏工藝

鉆探施工中，泥漿堵漏是一種較為常見的防滲技術，針對不同部位、不同問題成因，采取不同的鉆探技術進行防滲。油田鉆探工程中出現的井漏問題，是因為地層中出現了巖土開裂等原因，因此，必須立即將泥漿泵的容積減小，并對泥漿潤滑度、固相、濃度等進行調節，從而達到堵塞的目的。當漏孔全部堵塞后，泵的容積就可以逐漸地得到補充。

在鉆探工程中，如果出現滲透能力很強的礫石或砂層，則應適當增大泥漿的稠度，使其流阻增大，防止泥漿向漏層泄漏，從而起到堵漏作用。在石油鉆探工程中，鉆探作業中因鉆入深度太深而發生井漏，必須對鉆井液的稠度進行適當的控制，以減少環空壓降，達到對井漏的有效封堵。

油田也可以采用循環封堵技術，或采用擠壓封堵技術來解決由于地層構造原因引起的井漏問題。在擠出封堵技術中，施工方要依據漏油現場的具體條件來選擇合適的堵漏鉆井液，以保證鉆井液可以充分地覆蓋漏斗。在泥漿準備完畢后，由施工者將鉆機下沉到距離漏斗面10～300m 處，然后進行注漿。在這一階段，必須保證環內的空氣壓力在2～5MPa范圍內，并保持灌漿時間在30min左右，然后再進行減壓。在井漏比較嚴重的情況下，可以適當地增加灌漿的次數，并采用分段灌漿的方法，以改善封堵治理的有效性。

2.2.4 石油鉆井工程其他堵漏工藝

在鉆探工程和完井等施工過程中，存在著井漏問題，因此，油田鉆探單位要針對井漏的泄漏速度和其他具體條件，采用不同的技術措施進行堵漏。當井口泄漏速度最大值低于5m3/h 時，必須停止鉆孔，然后將DF-1 加入到泥漿中，DF-1 的濃度為2%～3%，以便能使漏孔閉合。如果堵漏效果不理想，可采取憋壓工藝，或加入一定數量的木屑等物質，以改善堵漏效果。在井口泄漏速度為5～15m3/h的情況下，必須采用橋接式封堵技術，并將鉆頭抬起到安全的位置。應用橋接堵漏技術時，必須正確選用橋接劑的種類，并對其用量及比例進行精確的控制。另外，在油田鉆探中，還可以通過復合凝膠材料技術，通過其所形成的網格結構來封閉漏層。

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

在石油鉆探工程中實施防漏堵漏技術時，工程技術人員應根據鉆井工程的實際情況，通過油液分析、水力分析等技術手段，正確地確定漏層的實際位置，為合理選用防滲、堵漏技術，提供了科學、合理的參考，以改善防滲漏、堵漏技術的應用效果。由于油田鉆探工程中漏層位置的判定比較復雜，所以需要派遣專門的技術人員，將地質、工程等多個學科的理論和技術結合起來，以保證對漏層的準確、快速的判斷。

3.2 準確確定漏失通道面積

在油田鉆探工程中，在采用堵漏技術時，必須對泄漏管道的實際情況進行細致的調查，對井口的間距、漏失層裂縫的尺寸等資料進行精確的測量，然后再根據這些資料來確定堵漏的材質和使用方法。因此，在油田鉆探項目中，加強了油田的防滲和堵漏治理工作，保障鉆井工程的安全。

3.3 準確掌握漏井漏失壓力

在油田鉆探中采用防泄漏、堵漏技術時，工程技術人員必須精確地把握泄漏壓強、漏井壓力等參數，以便更好地進行防滲、堵漏技術的科學合理選用，降低原油的浪費，為了確保油田的安全和有效地進行施工[3]。

3.4 加強新材料新技術在石油鉆井防漏堵漏中的應用

在油田鉆探施工中采用防漏堵漏技術時，要充分利用現代信息化技術，如可視化監測系統等等，及時掌握井漏方位、流速、流量等數據，為分析井眼滲漏的成因和判定防滲漏、堵漏的作用，提供了一種較好的參考。油田鉆探施工中采用了“專家”體系對油田鉆探項目的防滲、堵漏技術進行了優選，保證了技術的科學性和合理性。同時，為了降低鉆探事故，加強對油田的封堵效果，避免出現井漏現象，改進了堵塞治理的效果和質量。

3.5 增強堵漏工藝技術

油田在鉆探過程中遇到井漏，工程施工人員應立即采取相應的措施，對其進行及時的堵塞和治理。首先，工作人員應該全面得到井漏事故的相關資料，對周邊得到地質情況進行全面了解。再由工作人員利用專用工具對鉆井中的漏洞進行強力鉆孔，并及時監測井漏的發展和變動，通過上述工作的實施，可以使封堵工作更加順利。若現場條件不變，仍能繼續工作，則只要增加泥漿的稠度即可。當采取了有效的堵漏方法，卻沒有任何作用時，必須在漏水部位采用微復合介質膠進行封閉，該物質可以快速形成網格，并可以吸附環境中的濕度。若采用了這種新的材質，仍然會出現井漏水的現象，那么就必須進行調整，然后將泥漿再次灌入到漏水部位[4]。

4 結語

為了改善油田的施工質量，提高鉆井效率，減少鉆井過程中原油資源浪費，油田開發單位必須對鉆探漏水問題予以關注，并對各類防滲技術進行深入的探討。在油田鉆井施工中，要加強對鉆井工藝的管理，必須采用先進的工藝裝備、材料，以保證施工作業的規范化。油田鉆井施工中存在滲漏問題，要掌握滲漏方位、滲漏體積、滲漏壓力等數據，采取適當的堵漏工藝，并積極運用專家系統和信息技術對堵漏工藝進行優化，以改善堵漏效果，為油田鉆井項目的安全、穩定、高效地操作打下了堅實的基礎。